Investigadores del CSP ARC, junto con científicos de Alemania, Serbia y Turquía, han creado un complejo robótico (una plataforma de servicio en tierra con un dron aparcado en ella) que ayudará a los agricultores a realizar eficazmente varios tipos de trabajos agrícolas (siembra y cosecha, entrega de cargas, pulverización de cultivos y riego). El desarrollo automatizará la realización de varias tareas en el sector agrícola de la economía, minimizando el esfuerzo de los humanos y aumentará su seguridad.
Hoy en día, la robótica se está introduciendo activamente en diversas esferas de la vida y abre grandes oportunidades para mejorar aumentar la productividad de labor humana. En particular, los representantes del complejo agroindustrial están interesados en utilizar robots. Las máquinas tienen un gran potencial para realizar la siembra, la cosecha, el estudio del terreno y el paisaje, a aplicación de precisión de los fertilizantes y muchas otras tareas.
Sin embargo, para la aplicación de los robots al sector agrícola, es necesario desarrollar formas de utilizarlos eficazmente, la interacción, y también es necesario crear interfaces de gestión fáciles de usar y comprensibles para el ser humano.
"Hemos desarrollado una plataforma robótica agrícola, destinada (que pretende) a reducir el esfuerzo humano en diversos tipos de trabajos agrícolas. Este complejo de robots permite al usuario ahorrar recursos y tiempo, aumentando el nivel de ingresos, que es la tarea principal en cualquier producción económicamente costosa", afirma Anton Saveliev, jefe del laboratorio de sistemas robóticos autónomos de CSP ARC.
El modelo desarrollado del complejo es un robot heterogéneo (consta de varios tipos diferentes de robots). La plataforma autónoma sobre ruedas con base en el suelo es capaz de desplazarse por varios tipos de terrenos agrícolas, tiene una bahía de carga útil, módulos de alimentación y una plataforma de despegue y de aterrizaje para drones montada en la parte superior.
Para orientarse en el terreno, la plataforma está equipada con un sistema de sensores que le permite sortear obstáculos y terrenos intransitables. Al mismo tiempo, para la navegación, el complejo utiliza tanto la información de los sistemas de satélite (GLONASS) como los datos (fotos, vídeos, audio, señales de radio), que son recogidos puntualmente por el dron. Para ello, los científicos del CSP ARC han desarrollado algoritmos de navegación local e interacción entre robots. El robot heterogéneo se controla mediante algoritmos especiales para la interacción y el control de todos los componentes del sistema operador-plataforma-dron basados en soluciones intuitivas, por ejemplo, mediante gestos o voz. Gracias a su diseño modular, se pueden instalar en la plataforma diferentes tipos de chasis para aumentar la capacidad de desplazamiento y otros mecanismos, en función de las tareas establecidas.
"Si se equipa la plataforma co n un sistema de riego o de pulverización puntual con fertilizantes, así como con un mecanismo para sembrar semillas, se puede conseguir un asistente de campo en tierra que sustituya al recurso humano en un trabajo duro y tedioso. Su coordinador es un dron autónomo que analiza el terreno y envía órdenes a la plataforma móvil con coordenadas para movimiento ", añade Anton Saveliev.
Durante el proyecto, los investigadores también desarrollaron varios escenarios de aplicación (estrategias) para el uso conjunto de plataformas terrestres y drones para realizar tipos de trabajo específicos. Por ejemplo, la vigilancia de las tierras agrícolas, la recolección de frutas teniendo en cuenta los cartogramas del rendimiento de los territorios, la fertilización precisa y algunas otras.
"Así, en el transcurso del proyecto, junto con colegas internacionales, y basándose en el escenario de recogida de fruta, se desarrolló y probó con éxito un modelo destinado a la recogida de manzanas en una parcela agrícola mediante el uso simultáneo de un grupo de drones y plataformas terrestres. Pero estos escenarios también pueden modificarse para realizar cualquier otra tarea agrícola", explica Igor Lebedev, investigador junior del laboratorio de sistemas robóticos autónomos del CSP ARC.
En general, los modelos y algoritmos universales de control de robots, así como la organización de su interacción,desarrollados durante el proyecto pueden utilizarse posteriormente para resolver problemas con el uso de robots heterogéneos en otras industrias.
El desarrollo es el resultado de un largo trabajo realizado por los investigadores de Csp ARC en el campo de la creación de plataformas robóticas autónomas polivalentes. El proyecto contó con el apoyo de la subvención internacional concedida por la Fundación Rusa para la Investigación Básica (Proyecto FRIB no 18-58-76001 ERA_a). En el proyecto participaron científicos de Alemania (Universidad de Telecomunicaciones de Leipzig), Serbia (Universidad de Novi Sad) y Turquía (Universidad Técnica de Erzurum). Los resultados de este trabajo fueron presentados el 9 de diciembre de 2021 en Moscú por Andrey Ronzhin, Jefe del CSP ARC, en la reunión especial dedicada al décimo aniversario de la exitosa cooperación entre Rusia y la UE en el ámbito de la investigación y las innovaciones según los proyectos del FRIB en Moscú.