El proceso tradicional de recolección manual sigue requiriendo mucha mano de obra, lo que aumenta los costes de las operaciones agrícolas. Paralelamente, los robots totalmente automatizados se enfrentan a problemas de precisión al desplazarse por entornos complejos. Un grupo de investigadores chinos aborda estos problemas desarrollando un nuevo modelo de robot cosechador centrado en la "colaboración humano-robot".
Un equipo de investigación, dirigido por el profesor asociado Pei Wang, de la Universidad del Suroeste, ha presentado un robot recolector de colaboración humano-robot controlado por gestos que mejora la eficacia de la recogida de fruta mediante un planteamiento innovador. Esta tecnología pretende mejorar la productividad de las pequeñas plantaciones en la transición hacia los sistemas inteligentes.
La tecnología aprovecha los puntos fuertes tanto de los humanos como de las máquinas: los humanos son expertos en identificar la ubicación de la fruta y elegir las rutas de recolección, mientras que los brazos robóticos destacan en las tareas repetitivas y el control de la fuerza. El sistema de interacción con detección de movimiento del equipo utiliza la información en tiempo real de un sensor Leap Motion para captar los movimientos de la mano y guiar el brazo robótico a la posición correcta. Este sistema combina las habilidades visuales humanas con la precisión mecánica robótica.
Se han abordado problemas técnicos para garantizar la precisión del brazo robótico. En particular, el equipo ha resuelto problemas relacionados con los cálculos de cinemática inversa, que pueden producir múltiples soluciones que den lugar a movimientos erráticos. Se ha desarrollado un método de selección en cuatro pasos que incluye comprobaciones de interferencias mecánicas, verificación de la precisión, evaluación de la racionalidad del movimiento y optimización de la suavidad de la trayectoria.
A diferencia de los robots tradicionales dependientes de cámaras, el nuevo robot utiliza tecnología de detección del movimiento con el controlador Leap Motion, capaz de capturar los movimientos de la mano con una resolución de 0,01 milímetros. Mantiene un rendimiento estable en condiciones de iluminación subóptimas o cuando el follaje lo oculta. Los algoritmos de filtrado inteligente mitigan los "datos nerviosos" procedentes de temblores de la mano o factores ambientales, favoreciendo un movimiento suave del brazo.
El equipo ha asignado eficazmente el espacio de interacción de Leap Motion al área de trabajo del brazo robótico, lo que permite a los operadores controlar el brazo dentro de una "caja" virtual con facilidad. Esta interfaz es intuitiva, similar a la de un videojuego con sensores de movimiento, y resulta prometedora para mejorar la eficiencia en pequeñas plantaciones, incluso en entornos complejos.
Las pruebas han demostrado un tiempo medio de respuesta del sistema de 74,4 milisegundos, con una tasa de precisión del 96,7% en el reconocimiento de gestos. Tras el entrenamiento, los operarios han reducido el tiempo de recogida de una sola fruta de 8,3 segundos a 6,5 segundos, lo que confirma la adaptabilidad del sistema a terrenos complejos y a las condiciones variables de las fincas.
Fuente: Food Technology & Manufacturing