Los robots desmalezadores con láser de Carbon Robotic

Carbon Robotics lanzó por primera vez el LaserWeeder de arrastre en 2022. La compañía presentó una versión sobre orugas de su herramienta de control de malezas durante la World Ag Expo en febrero de 2024. (Foto: Carbon Robotics)

Carbon Robotics ha empleado visión artificial, inteligencia artificial (IA) y láseres para controlar las malezas, y su éxito en el campo ha convencido a productores de cultivos especializados de todo el mundo a utilizar su herramienta de control de malezas. El año pasado, la empresa triplicó las ventas de LaserWeeder en comparación con 2022.

“El año pasado, nuestros clientes desmalezaron con láser durante más de 50 000 horas en más de 100 cultivos diferentes, logrando importantes ahorros en costos de control de malezas e informando aumentos sustanciales en el rendimiento y la calidad de los cultivos”, afirmó Paul Mikesell, director ejecutivo y fundador de Carbon Robotics, con sede en Seattle, Washington.

Cuando Mikesell fundó la empresa en 2018, su primera tarea fue perfeccionar un sistema de IA capaz de identificar cultivos y malezas. Varias generaciones después, el sistema empleado por el implemento tirado por tractor puede ver y aprender mientras recorre el campo, garantizando que las malezas se eliminen con precisión láser, literalmente.

“Eso es parte de nuestra especialidad hoy”, dijo Mikesell. “Nuestro sistema de visión artificial por computadora identifica las malezas in situ basándose en lo que ve la cámara. Luego, mediante sistemas ópticos y de control, podemos dirigir cada láser a las malezas. Desde la parte inferior de la máquina, un rayo láser incide en la maleza que hemos identificado. Usamos la energía térmica del láser para quemar el meristemo, que es el centro de crecimiento de la planta. Lo hace a gran velocidad. Hemos eliminado por completo los productos químicos”.

Sin malas hierbas, sin químicos

Cada LaserWeeder lleva un generador integrado, accionado por la toma de fuerza (TDF) del tractor, que alimenta 30 láseres individuales de 150 W, 42 cámaras de alta resolución y el propio sistema de control. Según se informa, los láseres están listos para dispararse cada 50 milisegundos, erradicando hasta 300.000 malezas en terrenos de 1 a 3 acres por hora. La empresa afirmó que el implemento LaserWeeder puede reducir los costos de control de malezas en un 80 %.

“Hay mucha energía ahí arriba”, dijo Mikesell, “y estamos matando estas malas hierbas”.

Los ingenieros de equipos agrícolas han buscado durante mucho tiempo tecnología que ayude a los equipos de aplicación y a sus operadores a reducir los insumos químicos.

“No fumigar tiene muchos efectos secundarios positivos”, dijo Mikesell. “Por supuesto, están los efectos secundarios de la escorrentía. Pero quizás el mayor descubrimiento es que los agricultores están obteniendo grandes aumentos en la producción porque los herbicidas tienden a retrasar el ciclo de crecimiento de los cultivos. Al no tener que fumigar, se obtiene una producción mucho mejor. Los clientes obtienen cosechas de mejor calidad, con un mayor porcentaje de cosechas. Esto ha generado un mayor volumen de producción y, como resultado, mayores ingresos”.

Robot montado en enganche

Cuando Carbon Robotics mostró por primera vez a los agricultores su trabajo, lo hizo con un robot autónomo y autopropulsado. Esta máquina, con forma de caja, está impulsada por un motor diésel Cummins QSF2.8 de 74 hp que acciona motores hidráulicos en cada una de las cuatro ruedas. Si bien el prototipo todavía se utiliza para demostraciones en campo, la empresa finalmente lo lanzó al mercado a principios de 2022 con un implemento de 6 metros de ancho que se remolca con un tractor estándar para cultivos en hileras equipado con un enganche de tres puntos de categoría 3.

Paul Mikesell, director ejecutivo y fundador de Carbon Robotics. (Foto: Carbon Robotics)

“Existen bastantes desafíos regulatorios que superar para que el robot autónomo sea viable, y existen muchos casos excepcionales”, dijo Mikesell. “Es necesario resolver tantas excepciones para que sea utilizable, como tuberías de riego, zanjas y rocas, que no queríamos que este proceso impidiera que los clientes se beneficiaran del uso de LaserWeeders. Cada explotación agrícola es diferente, y cada agricultor hace las cosas de una manera especial. Sacar una máquina del cobertizo y transportarla al campo implica mucho trabajo, y eso implica decisiones que las personas toman a diario. Pensamos que era mucho mejor dejar que alguien en la cabina del tractor siguiera gestionando esos procesos”.

En lugar de navegar entre el punto A y el B, el LaserWeeder actual utiliza sus cámaras y aprendizaje profundo para automatizar por completo el monótono trabajo de desmalezar a mano hectáreas de futuros ingredientes para ensaladas.

“Si un agricultor tiene decenas de personas desmalezando, puede reemplazarlas con una sola persona al volante de un tractor. Y eso sigue siendo una gran ventaja en términos de costo”, dijo Mikesell. “Algo que siempre destacamos es que en realidad no estamos eliminando empleos. Los agricultores tienen dificultades para encontrar personal para este trabajo. Estamos utilizando la tecnología para que los agricultores puedan cultivar a gran escala sin tener que esforzarse por satisfacer la demanda de mano de obra”.

Además, la mayoría de los agricultores que quieren saber lo que significará un LaserWeeder para sus operaciones individuales ya tienen una flota de tractores para tirar de la máquina.

El Track LaserWeeder permite su uso en todo tipo de terrenos, incluso en suelos pantanosos. (Foto: Carbon Robotics)

Últimas actualizaciones reveladas

Durante la World Ag Expo de febrero en Tulare, California, Carbon Robotics mostró varias actualizaciones del LaserWeeder, incluido un modelo con orugas y mejoras de software.

El nuevo Track LaserWeeder utiliza dos sistemas desarrollados en colaboración con Soucy International, especialista en orugas con sede en Canadá, y GK Machine, fabricante de equipos agrícolas y contratista de Oregón. Se espera que el uso de orugas en lugar de ruedas amplíe la utilidad del implemento en una amplia gama de tipos de suelo, incluyendo suelos densos, y minimice la compactación de la máquina de 5.700 kg. La empresa afirmó que ya tiene pedidos de la desbrozadora de orugas y que las primeras unidades ya se han entregado a los agricultores.

“Las orugas personalizadas amplían la versatilidad y flexibilidad del LaserWeeder y permiten el deshierbe láser en más regiones y fincas con diferentes tipos de suelo”, afirmó John Mey, vicepresidente de producto de Carbon Robotics. “Al mejorar la presión sobre el suelo a 6,5 psi y permitir un espaciamiento entre hileras de 64 a 90 pulgadas, los agricultores en zonas con estiércol ahora pueden usar el LaserWeeder para realizar el trabajo de un equipo de deshierbe manual de 75 personas, tener una alternativa a los herbicidas y obtener los beneficios de producción que se obtienen al no alterar el suelo”.

En la feria, la empresa también presentó a sus clientes datos espaciales visualizados, que según dijo permitirán a los productores acceder a métricas de campos, cultivos y malezas dentro de su Carbon Ops Center, incluido el recuento de plantas, la densidad, el tipo, el tamaño promedio de las plantas y su distribución.

“Llevamos bastante tiempo trabajando internamente en el Carbon Ops Center”, dijo Mikesell, “y esta actualización permite a los agricultores realizar análisis de cultivos y malezas, lo que les permite ver qué sucede en sus campos a lo largo del tiempo. Pueden usar el sistema para determinar de dónde provienen las malezas: pueden verlas en el mapa y observar cómo aparecen y se extienden por el campo. Con esa vista, pueden ver que están obteniendo verdolaga de una acequia, por ejemplo. Lo desglosamos por tipo de maleza para que se pueda identificar la especie de la planta, lo cual es muy útil”.

La tecnología sirve para mucho más que registrar la población de malezas, dijo Mikesell. «Los agricultores también pueden usarla para ver cuánto del cultivo está brotando y qué tan grandes y sanos están. Seguiremos ampliando esta funcionalidad. Este año tendremos varias actualizaciones de software para que los agricultores obtengan mucha más información sobre lo que sucede en el campo. Podemos hacerlo porque estas máquinas están en los campos aprendiendo ahora mismo».

La compañía también anunció que la aplicación para iPad que ejecuta el implemento ahora está traducida a ocho idiomas, incluyendo español e inglés. "Como ahora estamos muy presentes en Europa, contamos con traducciones al francés, alemán, danés, polaco, rumano y holandés", dijo Mikesell. "Y aunque Australia no necesita traducción, también hemos vendido muchas unidades allí".

La iluminación del lecho de cultivo garantiza que las cámaras y los láseres trabajen en conjunto en cualquier momento del día, y cada láser alcanza las malezas con precisión milimétrica. (Foto: Carbon Robotics)

Zanahorias y pak choi

El LaserWeeder está programado actualmente para trabajar en 100 cultivos diferentes, de los cuales los más comunes en estos días son cebollas, zanahorias y lechugas, todos cultivos que van del campo al supermercado en el lapso de unos pocos días.

“Hacemos de todo, desde rábanos hasta pak choi, brócoli y coliflor”, dijo Mikesell, “y podemos recoger un nuevo tipo de cultivo en 24 horas. Cuando llegamos a un nuevo campo, tomamos fotos, entrenamos a la IA y estamos listos para empezar al día siguiente. La máquina sigue aprendiendo y mejorará cada vez más”.

Como empresa tecnológica, Carbon Robotics colabora con varios fabricantes para producir el erradicador robótico de malezas. El ensamblaje final se realiza en las afueras de Detroit.

Para apoyar el crecimiento continuo y el desarrollo de nuevos productos, Carbon Robotics dijo que recaudó $43 millones en capital nuevo en 2023, lo que elevó su financiación total a $80 millones desde su fundación.

Este artículo apareció originalmente en la edición de abril de 2024 de la revista Power Progress.