Autonomous mobile robot for phenological inspection through nutritional supervision of a Solanum tuberosum crop in the department of Cundinamarca

El cultivo de Solanum tuberosum representa uno de los sistemas de producción agrícola más importantes para el país, siendo el departamento de Cundinamarca la región con mayor producción del tubérculo a nivel nacional con cerca de un millón de toneladas por año, lo que convierte esta actividad en una fuente sólida de desarrollo económico y social. No obstante, la demanda creciente del alimento se ha visto reflejada en la generación de malas prácticas de gestión agrícola como: inadecuado manejo del suelo debido al uso desmesurado e innecesario de sustancias químicas como pesticidas y fertilizantes, que a su vez tienen un impacto nocivo para la salud humana y el medio ambiente; además de un alto costo económico que reduce la rentabilidad del producto. La oportuna supervisión de las variables nutricionales del suelo (nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K)), podría predecir el desarrollo fenológico del cultivo, sugerir un manejo responsable de estos agro insumos y tener una alta connotación y efecto favorable frente a la prevención y mitigación del problema mencionado. En la actualidad, gracias a los avances tecnológicos, es posible recurrir a la agricultura de precisión, específicamente con los robots de inspección, como una alternativa para la supervisión de estas variables. Es así, que esta propuesta se encuentra enmarcada en la agricultura de precisión y plantea desarrollar: 1) un sistema de monitoreo de las variables nutricionales del suelo del cultivo de S. tuberosum, 2) un sistema de almacenamiento y análisis de información, 3) una plataforma robótica de exploración que navegue por un cultivo de S. tuberosum mientras reporta la información medida. Para lo anterior, es necesario el desarrollo de: 1) algoritmos de control avanzado, 2) redes de sensores y actuadores para lograr tanto el monitoreo como el control de las variables de proceso ya mencionadas y, 3) una interfaz de usuario-máquina que facilite el manejo del prototipo a desarrollar. Lograr la medición de estas variables podría sugerir una gestión eficiente del suelo frente al uso racional de los insumos químicos, por lo tanto, puede ser de interés para los pequeños y medianos productores de S. tuberosum del departamento de Cundinamarca. Lo anterior, en virtud del potencial incremento en la productividad y rentabilidad de los cultivos, dando lugar a un producto de igual o mayor calidad, pero con una menor afectación ambiental y sanitaria.

Lograr realizar esta investigación, sería el primer paso para ubicar al Departamento de Cundinamarca como referente de investigación para este tipo de desarrollos a nivel nacional. En este contexto, la generación de nuevas estrategias automatizadas que permitan la inspección de las variables nutricionales del suelo propicia un panorama con mejores condiciones ambientales. Por otra parte, este proyecto fortalecerá la generación de nuevo conocimiento, y por ende las capacidades científicas y técnicas del grupo de investigación CAPSAB.

Finalmente, es importante resaltar que este proyecto busca impulsar el desarrollo competitivo a nivel local, fortaleciendo la productividad del sector económico a través de la investigación y la aplicación de procesos de innovación; logrando el trabajo colaborativo entre el sector productivo y la academia.