Ingenieros de la Universidad de Cambridge han desarrollado un robot de recolección de verduras que puede identificar y cosechar de forma autónoma la lechuga iceberg, uno de los cultivos más exigentes manualmente para los recolectores humanos. Vegebot fue entrenado usando un algoritmo de aprendizaje automático que le ayudó a distinguir las lechugas sanas listas para la cosecha, en una variedad de condiciones climáticas diferentes.

La cosecha agrícola es un área de la industria que siempre ha adoptado los nuevos avances tecnológicos. Algunos cultivos, como el trigo o las patatas, son relativamente fáciles de cosechar mecánicamente a gran escala, pero otros todavía requieren una labor humana muy laboriosa. El desarrollo de un sistema robótico autónomo para recoger una verdura como el pepino, por ejemplo, ha resultado ser un reto increíble.

La lechuga es otro cultivo difícil que hasta ahora ha demostrado ser resistente a la automatización. Además de crecer plano en el suelo y necesitar ser cortado en puntos precisos, un campo de lechuga presenta un desafío novedoso para la visión robótica, que necesita alojarse en una cabeza individual de lechuga lista para ser cosechada en un mar de hojas verdes.

«Cada campo es diferente, cada lechuga es diferente», dice Simon Birrell, coautor del estudio, sobre los desafíos particulares en el desarrollo de un sistema autónomo de recolección de lechuga.

El primer problema, y posiblemente el más complejo, que los ingenieros necesitaban resolver en el desarrollo de un robot para la cosecha de lechuga era enseñar al sistema a identificar una cabeza sana de lechuga en un campo verde lleno de gente. Se desarrolló un algoritmo de aprendizaje automático, y luego se entrenó al sistema robótico, primero en imágenes de lechugas y luego en lechugas reales en condiciones de laboratorio. Luego, el sistema se trasladó a condiciones de campo reales para aprender el aspecto de una cabeza de lechuga para la cosecha en una variedad de condiciones climáticas diferentes.

El segundo desafío era producir una forma de asegurarse de que el robot pudiera cortar y recoger cada lechuga individual con la precisión necesaria para mantener una longitud de tallo de acuerdo con las normas comerciales. Se trataba de un brazo de agarre suave diseñado a medida, con una segunda cámara cerca de la hoja de corte para garantizar que el corte sea suave y se realice en el lugar correcto.

La máquina resultante, denominada Vegebot, demostró unos resultados de identificación impresionantes, con una tasa de éxito de localización del 91%. El sistema aún necesita ser trabajado antes de que pueda ser traducido en una solución comercial, con una tasa de daños particularmente alta de alrededor del 38 por ciento. Los investigadores observan que esta tasa de daño significa que un volumen significativo de las lechugas recolectadas no cumplió con los estándares de los supermercados, sin embargo, aún así permanecieron comestibles.

Otro obstáculo a superar es la velocidad del sistema, con un promedio de casi 32 segundos para recoger cada lechuga. Esto es mucho más lento que un recolector humano promedio, pero los investigadores sugieren que los materiales de producción más ligeros deberían acelerar este proceso.

En el lado más positivo de las cosas, un sistema como éste podría reducir potencialmente los residuos de alimentos, ya que el robot puede realizar múltiples pasadas de un solo campo, recogiendo únicamente frutas y verduras específicas que identifica como maduras. Los métodos actuales de cosecha humana generalmente sólo realizan barridos de los campos en una sola ocasión, lo que significa que la fruta no madura o no preparada es recolectada y posteriormente descartada.

«También estamos recopilando muchos datos sobre la lechuga, que podrían utilizarse para mejorar la eficiencia, por ejemplo, qué campos tienen los rendimientos más altos», dice la coautora de la investigación, Josie Hughes. «Todavía tenemos que acelerar nuestro Vegebot hasta el punto de que pueda competir con un humano, pero creemos que los robots tienen mucho potencial en agro-tecnología.»