Hasta la vista, baby. La frase podría sonar en nuestros campos en no mucho tiempo. En lugar de Terminator, quien la pronuncie podrá ser un robot cuadrúpedo al que podríamos llamar P-Robot. Y en lugar de decírsela a un humano, el autómata con forma de perro se la estaría dedicando a una hormiga a punto de entrar a su hormiguero con hojas de frutales aún entre sus mandíbulas, o a una maleza que compite contra cultivos y que, tras un intenso y certero disparo de láser, dejaría de ser un problema sin necesidad de apelar a agroquímicos que contaminan el ambiente. Contemplando la escena a distancia a través de los ojos-cámara de P-Robot, estarían varios investigadores e investigadoras de la Facultad de Ingeniería junto a productores frutícolas que los abrazarían de alegría.
Más celebrarían aun cuando vieran atravesar el cielo a un dron que emite sonidos de ave en peligro, dirigiéndose hacia las cotorras que se acercan a los manzanos y durazneros. Esta vez la frase sería más bien “Acá no, baby”, porque el Cotodrón (no tiene nombre aún, aquí sugerimos ese) no dispararía ni eliminaría a las cotorras que pululan por nuestro país (de la especie Myiopsitta monachus), sino que simplemente se limitaría a estorbarlas para alejarlas de los frutales. Los tres autómatas serían los verdaderos Terminators de nuestros campos, una versión más gentil de los populares robots de la serie _Dr. Who:, los Daleks, que se la pasan exclamando “exterminate” (“exterminar”, en inglés). Y lo mejor es que su trabajo, además de facilitar la producción, permitiría eliminar, o al menos disminuir drásticamente, el uso de pesticidas.
Este futuro de las agro TIC, de las tecnologías de la información y la comunicación, de la cibernética, los robots, el aprendizaje automatizado y la inteligencia artificial (IA) aplicados a la producción agropecuaria en Uruguay podría ser tanto accesible para los productores como posible en un horizonte cercano. Sólo haría falta invertir un poquito en ello, apoyar a la gente capacitada que tenemos y creer no sólo en nuestra ciencia, sino también en que podemos ser protagonistas en forjar el futuro que se viene. El futuro es hoy si nos encuentra construyéndolo.
De ese futuro al alcance de la mano habla un reciente artículo publicado en la revista Agrociencia que lleva por título Integración de robótica avanzada para la agricultura de precisión y la sostenibilidad y que firman Mercedes Marzoa, Guillermo Trinidad, Facundo Benavides y Gonzalo Tejera, todos del grupo MINA del Instituto de Computación (INCO) de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República.
Además de pensar en tres Terminators para combatir cotorras, malezas y hormigas, en la publicación hablan de un robot que detecta la madurez de manzanas y otras frutas de pepita, así como de plagas en ellas. Aquí, por un tema de espacio y criterio temático, nos ceñiremos a los autómatas antiplagas, pero el mensaje es el mismo: podemos aplicar ingeniería cibernética, computación e inteligencia artificial hecha en Uruguay para soñar con un futuro con menos agroquímicos, al alcance de pequeños y medianos productores y facilitando tareas que resultan tediosas y hasta perjudiciales para nuestra salud y la del ambiente.
Así que más rápido que un infante que corre hacia una nueva película animada sobre robots, salimos al encuentro de Mercedes Marzoa y Facundo Benavides. Ni bien llegamos, nos muestran al volador Cotodrón y al cuadrúpedo P-Robot (se comercializa con el menos atractivo nombre de Unitree Go2). Los dos están fabricados en China, pero han pasado por aprendizajes automatizados y otros tuneos aquí, por lo que son tan uruguayos como una niña china que haya hecho la escuela pública vistiendo una moña azul durante seis años. Saciada la curiosidad por los robots, viene la que despierta el intentar correr la cortina de El Mago de Oz: detrás de la inteligencia artificial, hay siempre inteligencia humana igual o más fascinante. A eso vamos.
Un futuro que no es presente pero que avanza: una simbiosis productiva
El texto publicado en Agrociencia, luego de señalar el gran impacto que tiene la agropecuaria en la economía de nuestro país, plantea que la mano de obra “está en declive” y que, “tradicionalmente”, esa fuerza de trabajo “no ha requerido grandes conocimientos tecnológicos”. Pero el mundo cambia: “La adopción de tecnologías avanzadas y la reconversión de la mano de obra son imperativas” hoy en día, sobre todo cuando estamos ante lo que se denomina “agricultura de precisión”. En ese contexto, los autores señalan que “la implementación de la robótica autónoma tiene el potencial de mitigar las necesidades de mano de obra, fomentar la educación tecnológica de los trabajadores e impulsar los avances hacia la agricultura de precisión”. Y a eso apunta el grupo MINA de la Facultad de Ingeniería, que se formó en 2013, y que desde entonces, además de abordar otro montón de temáticas, “ha participado activamente en proyectos de robótica enfocados en aplicaciones agrícolas”.
MINA no es una sigla, sino que viene de usar desordenadamente las letras de las expresiones “Network Management” (en inglés, “manejo o administración de redes”) e “Inteligencia Artificial”. “El grupo de investigación MINA se dedica al intercambio y diálogo que hay entre las redes de comunicaciones y la robótica. Al principio eran dos aristas un poco desencontradas, pero luego nos fuimos dando cuenta de que tenía mucho sentido unirlas”, comenta Facundo Benavides.
El trabajo entonces cuenta avances en áreas como las “medidas de control de plagas en pájaros y hormigas” y “la gestión de malezas”, poniéndonos al tanto de en qué están en esas áreas. Es decir, no hay hoy robots para combatir cotorras, malezas u hormigas desarrollados por el equipo, pero van camino a ello. Y esos objetivos son posibles por el trabajo previo con frutales de pepita como el durazno o la manzana. “Para todas estas cosas, sobre todo para los robots terrestres, hay una parte importante que es lograr la autonomía de los robots, que logren mapear el entorno por sí mismos, que puedan ubicarse de forma precisa y moverse en él para cualquier aplicación que después queramos hacer”, cuenta Mercedes Marzoa, una de las cabecillas del proyecto para quitar malezas. “En este proyecto de detección y control de malezas, que comenzó el año pasado, hay muchas cosas que nos sirven del proyecto anterior con frutales, como mucho de lo referido a la navegación, el poder planificar por dónde se quiere mover el robot, creando un mapa y ubicándose de forma precisa. Todo eso es algo bastante diferente a lo necesario para la localización en interiores o en ciudades, que son entornos con características más reconocibles y distinguibles”, enfatiza. “Todo esto de vincularnos con el agro surgió de un vínculo, que de hecho se ha estrechado mucho, con gente del Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria, INIA, que han sido los que nos han traído los problemas”, sostiene Facundo. Eso de “traer problemas”, en contexto de investigación, lejos de ser algo negativo, es maravilloso. “En el INIA tienen un fuerte vínculo con el sector productivo, además de lo que realizan en las estaciones experimentales, como La Estanzuela en Colonia o Las Brujas en Canelones, por lo que saben y entienden bien cuáles son las problemáticas. Allí tienen investigadores formados en la agronomía y otras ciencias, y de repente, al enfrentar determinados problemas, llegan a un borde en el que ven que es necesario conocimiento ingenieril”, explica Facundo.
“En estos más de diez años estrechamos ese lazo, hicimos un contacto que se ha ido diversificando y proliferando con otros investigadores del INIA y otros productores; es una simbiosis que hemos venido desarrollando que ha sido bastante productiva”, afirma Facundo.
Frecuentemente se habla de que, para solucionar varios asuntos, desde el propio desarrollo armonioso de la ciencia local hasta el desarrollo más equitativo del país, tenemos que conectar las necesidades de la sociedad y del sector productivo con la generación de conocimiento. Aquí estamos ante un caso en el que eso sucede. Aquí hay una conexión entre las demandas de los productores agrícolas y la gente capacitada para resolver problemas. Gol para todos. Más aún si tenemos en cuenta un detallecito nada menor.
¿Robots e IA que sustituyen puestos de trabajo? No en este caso
Hay un chiste sobre la inteligencia artificial, o más bien una crítica jocosa, en el que una persona dice que esperaba que la IA y los robots se encargaran de lavar los platos y hacer las tareas de la casa para poder dedicarse a trabajar, escribir o hacer otras actividades creativas. Para pesar del personaje del cuento, la IA generativa ahora estaba contestando mails, creando textos, imágenes y diseños, y encima haciendo el trabajo por el que el personaje obtenía su remuneración. Para colmo, todas las tareas tediosas y rutinarias, aquello de lo que nos liberarían los robots, seguían a su cargo.
Las tres líneas de investigación de este grupo para hacer frente a tres pestes del agro son fascinantes también porque no suplantan oficios o personas, sino que parecen apuntar a liberarnos de cargas pesadas y rutinarias. Claro que una eliminación automatizada de hormigas implicará que no haya humanos haciendo eso, pero lo cierto es que hoy no hay un oficio de eliminador de hormigas para cultivos agrícolas, o de ahuyentador de cotorras o de removedor de malezas. Si bien hay algunas empresas que se dedican a la eliminación de plagas, el asunto por lo general se resuelve haciendo que el personal que trabaja en el predio termine aplicando agroquímicos sin demasiada precisión (como bien da cuenta la presencia de múltiples pesticidas del agro en cursos de agua y diversos organismos. Robotizar estas tareas estaría más cerca de liberarnos de tareas pesadas que de quedarse con aquello más humano de nuestros trabajos. Les digo medio en broma que, por ejemplo, el ahuyentador de cotorras, más que quitarles empleo a humanos, sólo hace peligrar la fuente de trabajo de los espantapájaros. ¿Eso fue algo que el grupo buscó deliberadamente?
“Como grupo de investigación capaz que no nos lo planteamos tan formalmente”, señala Facundo. “El grupo MINA tiene más de diez años, y en este tiempo hemos ido muchas veces a dar charlas, porque trabajamos mucho con el sistema educativo, con la enseñanza primaria y media, y también con empresas y organizaciones sociales”, dice. En esos encuentros frecuentemente salta el tema del desplazamiento laboral y los problemas que ciertas tecnologías generan en el mundo humano, sostiene. “Una de las cosas que nos gusta plantear es que la robótica, por decirlo en términos generales, no es particularmente hostil o más perjudicial o más problemática que otras tecnologías en ese sentido. El desarrollo de la humanidad siempre se ha debatido entre este dilema de que el progreso, el avanzar en determinadas direcciones, resuelve algunos problemas y genera otros”, responde.
“Hoy en Montevideo se está robotizando el despacho de medicamentos en algunas cadenas de farmacias. Hay brazos robóticos e infraestructura que hace que la persona que atiende los pedidos, cuando llegás, ingresa la orden y ese pedido es generado mediante un brazo robótico que va desplazándose entre góndolas y eligiendo lo que precisa. Eso antes lo hacía una persona, claramente, y entonces hubo un desplazamiento de mano de obra. Eso es cierto, pero también hay estudios que dicen que la gente que trabaja en eso sufre de las lumbares porque está todo el día subiendo y bajando escaleras para agarrar tus cajas de medicamentos. Entonces sí hay un desplazamiento, pero hay una mejora a la calidad de vida; se aborda un problema que tiene que ver con salud laboral”, lanza Facundo.
Claro que mira el asunto con los pies en la tierra: “Probablemente quienes impulsan la tecnología lo hagan más desde el lado económico, buscando que esa tecnología haga un trabajo más eficiente desde lo económico que tener diez personas trabajando; no hay que ser ingenuos. Pero a lo largo de toda la historia la humanidad ha tenido estos debates y polémicas. Hacemos algunas cosas buscando un propósito, y con ello vienen otros problemas, y algunos tienen que ver con que desplazamos a la gente”.
“Hablemos de gente mucho más importante que nosotros, que hizo cosas más relevantes para la humanidad, por ejemplo cuando la fisión nuclear. Einstein era consciente del peligro de avanzar porque se podía crear la bomba atómica. Y el dilema era avanzar o no en el conocimiento en función del potencial uso negativo que se le podía dar. Es un dilema de todos quienes trabajan en creación del conocimiento, porque incluso a veces podés tener claro cuál es el peligro y a veces ni siquiera eso”, dice Facundo, y vuelve a la IA y la robótica.
“No tengo tan claro que la gente que se dedica o se dedicó a generar estas inteligencias artificiales más popularizadas y de moda, los chatbots, y la inteligencia generativa, tenga claro el alcance de lo que ayudaron a crear. Entonces el dilema ético ahí es mucho más fugaz e intangible, y el peligro es más potencial y no tan nítido”, sostiene.
Facundo reconoce que hoy no están quitando fuentes de trabajo con sus proyectos: “Justo en las aplicaciones en las que estamos trabajando hoy no estamos desplazando a nadie”. Sin embargo, dice que hasta no hace mucho existía el oficio de “cotorrero”, una persona que se dedicaba a untar venenos en grasa y aplicarla con una tacuara, como si se tratara de un hisopo gigante, en los nidos de cotorras. Huelga decir que aquello no era ambientalmente recomendable, ni contemplaba el sufrimiento animal ni nada de lo que hoy entenderíamos como necesario para que una producción sea “sostenible”.
“Yendo a estas actividades en particular, coincido en que no es que ahora hay personas haciéndolas”, suma Mercedes. “Por ejemplo, la detección y control de malezas se hace aplicando pesticidas, porque es carísimo controlarlas de otra forma. Actualmente, sobre todo los medianos y pequeños productores, no pueden acceder a soluciones que ya hay en el mercado para el control de malezas de forma mecánica, con láser, con electricidad y demás. Ya hay todo un paquete de soluciones alternativas a los pesticidas, pero son carísimas”, y agrega: la tecnología podría ayudar a un mundo con un poco más de igualdad, algo que en el discurso, por lo general individualista del emprendedurismo, queda casi siempre relegado por el éxito y las cifras desorbitantes que alcanzan las ventas e inversiones en start-ups tecnológicas.
“Ayer, por ejemplo, un productor de vid que fuimos a visitar nos decía que hay una empresa que vende las cajitas que desmalezan con láser, pero que para él son prohibitivas, le implicarían una inversión enorme”, nos baña con realidad Mercedes. “Entonces, que vos puedas generar conocimiento local para hacer eso de forma más económica, para que los pequeños y medianos productores puedan acceder a esa tecnología, es importante”, sostiene. Uno piensa: con un puñado de ingenieras así, cualquiera iría a las Termópilas. Y entonces aparece otra dimensión de relevancia.
“Lo cierto es que hoy la gran parte de los productores no están haciendo eso, no acceden a la tecnología, y lo que hacen es fumigar con pesticidas. Y lo que nos plantean muchos de estos medianos productores es que en unos años no van a poder exportar más, porque estiman que Europa no va a dejar entrar productos con determinados pesticidas. Entonces, de forma tecnológica no lo pueden hacer porque es carísimo, y la remoción manual de las malezas sin pesticidas también sería extremadamente cara. Y lo mismo pasa con el control de las hormigas y el de las cotorras”, sostiene Mercedes. “El uso de pesticidas además ocasiona problemas ambientales. Entonces, lo que busca este proyecto también es acercar esta tecnología, que para algunos productores es prohibitiva, reducir el uso de pesticidas y apuntar a una producción más sostenible, y al mismo tiempo tener conocimiento local para lograrlo”, redondea.
“A su vez nos favorecimos porque hoy hay robots que bajaron muchísimo de costo”, agrega Mercedes. El modelo de “P-Robot” que están usando se fabrica en China y su costo ronda los U$S 10.000. Un modelo similar, pero de la empresa norteamericana Boston Dynamics, es mucho más caro; habría que agregarle algo así como un cero al precio del modelo chino. Pero además, estas “plataformas”, como les dice Mercedes, estos modelos de robot ya armados, presentan otras dificultades.
“Algunas de estas plataformas se venden como soluciones cerradas, que podés usar si sabés cómo. Y, por otro lado, tenés todas estas empresas que venden servicios de detección y control, pero que son carísimos. Entonces la idea es ir generando conocimiento local para poder aplicarlo acá y lograr que no sólo los grandes productores lleguen a estas tecnologías: que los pequeños y medianos productores puedan ser también competitivos”, enfatiza Mercedes.
¡Fuera, cotorras!
En el trabajo cuentan algunos pasos que han dado en la “evaluación de viabilidad esencial para desarrollar un sistema de detección de cotorras y un mecanismo de disuasión posterior utilizando señales de audio en tiempo real capturadas en el campo”. El objetivo: “Utilizando el procesamiento de imágenes y el aprendizaje automático, un sistema autónomo capaz de detectar e identificar de forma temprana aves plaga” ayudará a mejorar “las estrategias de protección de cultivos” y reducir los daños. Y se ha avanzado.
Facundo Benavides y Mercedes Marzoa.
Foto: Alessandro Maradei
“Este problema de la cotorra está muy concentrado acá en el cinturón frutícola de Montevideo y en el litoral, en la zona de Salto y aledaños. En el sector productivo está la necesidad de que se haga algo, porque antes teníamos la figura del cotorrero y esa forma de acotar el crecimiento de la especie. Tendría sus problemas, pero funcionaba. Pero ahora no hay nada, y hay gente que te reporta pérdidas del 60%. Atacan cultivos de granos, pero el mayor estrago es en frutales”, explica Facundo. Pero grandes problemas requieren... gran mesura.
“Los productores te piden drones con ametralladoras”, dice Facundo, y asegura que no está exagerando nada. “Después de que hablás con la gente y ves el problema, no es que justificás esa búsqueda de medidas desesperadas, pero entendés que para muchos la situación es dramática. Hay productores que tienen problemas de ansiedad porque viven al lado de la plantación y cuando escuchan a las cotorras saben que están perdiendo. Y entonces vienen con el planteo de que uno haga lo que sea mientras las mate”, relata. “Nuestro abordaje del problema de la cotorra es mucho más tranquilo, es más disuasorio”, confiesa. ¿Cómo hacer entonces?
“En este proyecto trabajamos de forma interdisciplinaria junto a Pablo Monzón y Ernesto Rován, docente y estudiante de Ingeniería Eléctrica, respectivamente, la agrónoma María Calvo y la bióloga Matilde Alfaro. La idea es que si uno limita la posibilidad de que se alimenten, esta especie va a autorregular el tamaño de su población”, cuenta Facundo. “Lo que esperamos es que, como sucede con muchas especies, cuando las cotorras accedan a menos alimento, el tamaño de la población se reduzca para lograr un equilibrio con la fuente de alimentación que tienen”, dice, como cruzado los dedos.
“Nosotros estamos apostando a eso, a ser lo suficientemente molestos para que la cotorra no pueda comer de la plantación y, al no alimentarse tanto, se reduzca el número y se llegue idealmente a un equilibrio con este interés productivo. La idea es que haya con el tiempo menos cotorras, que proliferen menos, pero sin matar a ninguna. Obvio que alguna de las que queden va a comer de las plantaciones, pero al haber menos se reduciría el daño”, redondea Facundo.
En el trabajo cuentan cómo trabajaron en la detección de las cotorras, pero no dicen mucho sobre cómo disuadirlas. Pero poco dice sobre Cotodrón, el Ahuyentador.
Los tres proyectos tienen algo en común que se trata de un viejo problema de la informática y la robótica. Nosotros vemos una cotorra, o una hormiga, o una maleza, y entendemos que eso es o una cotorra, o una hormiga, o una maleza. Eso que es para nosotros sencillo y evidente, aun a temprana edad, hay que enseñárselo a las máquinas. Y eso está en la base de todo esto de la inteligencia artificial y la robótica: entender señales visuales, auditivas, táctiles o las que fueran, discriminar las fuentes, catalogarlas, reconocerlas.
En el trabajo muestran que hoy sus robots han aprendido a diferenciar perfectamente el canto de una cotorra del de un benteveo. En el proyecto trabajaron en la detección sonora de las cotorras, pero hay algo que sorprende: el reconocimiento no es auditivo, sino que el canto se pasa a una interfaz visual mediante la confección de un audiograma, en el que la gráfica marca perfectamente bien los armónicos de las vocalizaciones de las cotorras. En lugar de escuchar a la cotorra, el robot escucha un sonido, lo pasa a una gráfica y, “mirando” la gráfica, determina si está ante una cotorra o no.
“Cuando empezamos a trabajar con la cotorra, era bastante intuitivo que la cotorra tiene una huella sonora muy característica. Pero lo curioso fue que, en vez de usar métodos clásicos de audio para detectar la vocalización de la cotorra, lo que estaba dando más resultados, según vimos en la literatura, era ver el espectrograma y trabajar sobre imágenes. De esa forma sí, se arranca con audio y se termina trabajando con imágenes, y eso nos viene dando muchísimos resultados”, cuenta Facundo. Esto tiene sus contras.
“La construcción del espectrograma no es barata en términos de cómputo, pero con algunas técnicas que permiten no estar todo el tiempo procesando el audio, y apelando a filtros que te permiten hacer pequeñas detecciones más básicas, se liberan recursos de cómputo para tratar de construir el espectrograma y hacer la detección”, explica.
Pero ¿quién escucha y detecta a las cotorras? ¿El dron que nos mostró o un sistema de micrófonos en los predios? “En este caso tenemos como una red más del lado del internet de las cosas o IoT en inglés. Se trata de una red de pequeños sensores, en este caso micrófonos, con sus microprocesadores, que son dispositivos de cómputo muy básicos, que se dispersan a determinadas distancias en función del alcance de los micrófonos”, detalla Facundo.
“Ahora estamos tratando de escalar y de minimizar la cantidad de micrófonos para ampliar la cobertura. Y como decía Mercedes, pensando en productores medianos y chicos, eventualmente lo que podrían hacer es agruparse, ya que hay mucha experiencia de cooperativismo en la producción agrícola”, cuenta.
“La idea es armar una red de sensores que estén geolocalizados, y que en un lugar haya una especie de nido en el que estará el dron esperando que el sistema, esa malla de sensores, reporte una alarma geolocalizada, con bastante precisión, de que en un sitio hay una actividad nítida de vocalización de cotorras. Entonces el dron volará e irá a disuadir a esas cotorras que están allí”, explica.
Cotodrón entraría entonces en acción. ¿Pero qué haría para disuadirlas? Todavía no han llegado a esa etapa, aunque ya hay algunas puntas de por dónde arrancar.
“La idea es que el dron complemente la información sensorial de la red de micrófonos con información visual, algo que es sencillo porque normalmente los drones vienen equipados con buenas cámaras. La forma de disuadir a las cotorras pensamos que se apoyará en el tipo de vuelo, ya que la propia presencia del dron es muy ruidosa y es un elemento físico que invade el escenario. Hay reportes de que las cotorras se sienten intimidadas ante los drones”, adelanta Facundo.
“El riesgo que hay con las cotorras, como pasa con muchas especies de loros, es que son aves muy inteligentes, y perfectamente pueden aprender que algo que inicialmente les parecía un riesgo, no lo era tanto. Y entonces podrían acostumbrarse a la presencia del dron”. Pero por las dudas tienen más estrategias. “Se puede jugar con la versatilidad del vuelo, con las trayectorias, las velocidades, las aproximaciones, si es más rasante, más alto y esas cosas. Y además hay gente que ha probado adosarle al dron parlantes que emitan las vocalizaciones de aves en situación de peligro, como si el dron fuera un ave de rapiña que viene con una paloma a la que acaba de cazar”, agrega, explicando que si bien las distintas especies de aves tienen un repertorio vocal propio, las llamadas de auxilio o peligro son comprendidas por distintas especies.
“Entonces, una posibilidad que queremos probar es que el dron emita un sonido como de un ave que lleva capturada pidiendo auxilio, para que la cotorra interprete que esa ave está diciendo que la agarraron, que huyan, porque si no las pueden agarrar a ellas. Esa sería la tesis que queremos chequear. No es algo que se nos ocurriera porque estamos todos locos, sino porque hay un poco de experimentos en esta línea”, aclara.
Como decía un célebre episodio de Los Simpsons, también hay que pensar qué podría “malir sal”. Si tuviéramos un grupo de productores de durazno, cooperativos, que en sus predios ponen todos los micrófonos, tienen uno o dos drones para cubrir el área de sus plantíos y todo esto funciona bien... las cotorras van a ir a comer a los campos de los vecinos.
“Completamente. Nosotros lo que queremos hacer es probar la idea. Inicialmente pensamos que esto no va a funcionar, porque lo que va a pasar es eso, la cotorra se va a ir a los predios contiguos que no tengan el sistema instalado. Por eso es que vemos como muy razonable que sea un emprendimiento cooperativo, porque justamente el dron escala muchísimo. Los sensores los tenés que poner en toda el área que quieras proteger, pero seguramente muchas parcelas de una cooperativa de productores las podrías cubrir con un solo dron. Entonces ahí dividís los gastos. Pero si nosotros probamos y el sistema funciona, y nos quedamos ahí, en el ecosistema como un todo, la solución no funciona, porque estás corriendo el problema para el vecino. La apuesta ahí sería masificar la solución.
Habría que atacar el problema a nivel de “cuencas productivas”. “Sí, si todos ponemos esto, al final las corremos de todos lados. Capaz que esa es la solución, con la mirada esta que trajeron los biólogos. Ellos sostienen que las aves van a buscar estar cerca del alimento. El asunto es que van a poder comer menos porque siempre van a tener un dron que las va a estar molestando y les va a estar dando miedo, y por tanto se espera que se reproduzcan menos. Al cabo de algún tiempo, van a ser menos. Capaz que hay un momento de equilibrio en el que, en vez de ser 10.000 cotorras, son 1.500 y con eso podemos estar en paz”, conjetura Facundo.
Pero además, Facundo habla de otras estrategias complementarias. “Hay gente que lo que hace es plantar parcelas testigo, sacrifican un cultivo que no les importa. Si se dedican a la manzana, al durazno o lo que sea, plantan otra cosa que sea apetecible para las cotorras en un lugar en el que no molesten y se las deja comer. Capaz que esto de los drones, combinado con cosas de este estilo y aplicadas de una forma cooperativa, tiene sentido”, formula.
El proyecto de las cotorras parece maravilloso. No deja sin trabajo a seres humanos, no usa venenos ni mata animales, promueve la asociación cooperativa para enfrentar problemas y se basa en tecnología de detección soberana. Pero el grupo tiene más proyectos.
Malezas
En el trabajo señalan que “el control de malezas es fundamental en la agricultura, ya que impacta significativamente la productividad de los cultivos y la eficiencia general de la explotación”. Agregan que las malezas “compiten con los cultivos por nutrientes, agua, luz y espacio” y que “una eliminación deficiente de malezas puede causar pérdidas de hasta 50% en los cultivos”. ¿Cómo se combaten las malezas en general? Con pesticidas. Y eso es una solución problemática: “El uso de pesticidas no sólo es costoso, sino también perjudicial para el medio ambiente”, además de que “representa importantes riesgos para la salud de los consumidores de alimentos expuestos a estos agroquímicos y de quienes los aplican”. Así que el grupo MINA empezó en 2023 “múltiples proyectos para desarrollar un sistema de control de malezas totalmente autónomo mediante robots” que están diseñados “para recorrer campos agrícolas e identificar y eliminar las malezas con precisión, idealmente sin usar pesticidas”.
“Nos preocupa el uso de pesticidas, tanto por una razón ambiental como por la salud de los humanos que los aplican. Esta idea surge de eso, de intentar solucionar esa problemática y de escuchar mucho a los productores”, afirma Mercedes.
“Venimos trabajando hace mucho, pero esto de hacer intercambios con los productores es mucho más reciente. Antes trabajábamos más con la gente e investigadores del INIA, pero ahora con este vínculo con los productores nos llega el entusiasmo que tienen ellos en recibir investigadores, en experimentar, en dejarte pedazos sin tratar. Sacrifican filas de sus cultivos para que nosotros podamos ir a probar cosas que pueden funcionar como no. El entusiasmo que tienen todos los productores que hemos visitado por recibir a la academia y a la investigación es impresionante. Me parece algo súper sorprendente y buenísimo”, agrega. “Ayer, por ejemplo, nos adaptaron un tractor para poder montar una cámara en él y así poder detectar las malezas sin tener que ir con el robot. También estaban interesados en montar también en el tractor una electroválvula para poder aplicar el herbicida de forma más precisa allí donde están las malezas”, cuenta.
“La idea es reducir mucho el uso de herbicidas. Para eso estamos trabajando con gente del Instituto de Mecánica de Fluidos y de Diseño Mecánico para generar diferentes prototipos y probar qué puede funcionar mejor”, adelanta Mercedes.
“Una solución pasa por aplicar un láser a las malezas, lo que eliminaría totalmente el uso de agroquímicos. Otra es como un tornillo que realiza una extracción mecánica, y que también elimina los herbicidas. La restante consiste en tirar fluidos de forma superprecisa, lo que permitiría poder aplicarlos sólo cuando y donde es necesario. E incluso ahí, una de las opciones es usar, en vez de agroquímicos, productos orgánicos que son muy caros para aplicar en grandes cantidades, pero que si se pudiesen aplicar en pequeñas cantidades y en sitios precisos, se lograría reducir el costo. La idea entonces es o bien reducir o bien eliminar el uso de los agroquímicos”, explica Mercedes. ¿Quién estaría a cargo de eso? Ya veremos, pero sería un trabajo combinado entre un dron (¿Maledrón?) y un robot como P-Robot.
Robot y drone.
Foto: Alessandro Maradei
Nuevamente, en este proyecto de malezas, comenzaron con enseñarles a ver las malezas a los robots. El tema de cómo detectar una maleza puede ser aún más complicado que el de identificar el canto de una cotorra, por la sencilla razón de que las plantas tienen varios estadios (cuando recién germinan, cuando son “juveniles”, cuando maduran y florecen o tienen sexo) y porque además diferenciar plantas que recién nacen es muy complicado, aun para los humanos.
Su investigación comenzó con tres malezas de relevancia en la zona hortícola y frutícola. La campanilla (Ipomoea), el cebollín (Lolium) y el raigrás (Cyperus rotundus). Le enseñaron a detectar estas tres malezas con dos métodos, uno que reconoce el todo en una imagen (detección de objetos) y otro que descompone la imagen en determinados píxeles y que reconoce esos patrones en las imágenes (segmentación). En el trabajo señalan que obtuvieron resultados dispares: con las campanillas les fue bien, con las otras dos malezas no tanto.
“Un problema que tiene esto es que las redes neuronales, que son las que se usan para poder reconocer estas cosas, necesitan muchísimos datos etiquetados. Y eso es carísimo, porque incluso si bien los humanos aprendemos a ver y logramos detectar un montón de cosas, las malezas se nos confunden con otras plantas. Hace dos años que estoy con el proyecto de malezas y todavía me cuesta identificarlas”, señala Mercedes.
“Una cosa que cambia muchísimo, que hace que parezcan plantas distintas aun dentro de la misma maleza, son las diferentes etapas de crecimiento. Para nosotros, que no estamos acostumbrados, son como si fueran plantas distintas. Cuando son chiquitas, todas parecen como pastitos. Cuando son grandes, ves como una forma más de lechuguita. Y cuando crecen, ya son otra cosa”, amplía.
Y uno piensa que la idea es detectarlas y eliminarlas ni bien aparecen, porque si se espera a dejarlas crecer, ya compitieron por los recursos con los cultivos. “Claro. Entonces lo que nos pasa es que nos resulta difícil tener una gran cantidad de imágenes etiquetadas de cada maleza en cada estadio. Por otro lado, en el mundo hay diferentes malezas de interés que afectan a diferentes cultivos. Hay muchas cosas publicadas sobre malezas que afectan al algodón o al trigo de la región norte del mundo, pero no hay casi nada publicado sobre nuestras malezas, y son muy pocos los datos etiquetados”, lamenta Mercedes. Pero gracias a una iniciativa que implementaron para generar esa base de datos reduciendo el tiempo etiquetado, basada en el trabajo de grado de estudiantes que tutorearon tanto Mercedes como Gonzalo Tejera, generando incluso imágenes artificiales, obtuvieron avances relevantes.
“Es importantísimo poder ir generando estas bases de datos y por eso también nosotros somos muy de dejar todo disponible, porque la forma de que crezca la investigación es empezando a compartir estos datos, que sean públicos, para que sea algo que construyamos entre todos. De lo contrario, cada vez que querés empezar un proyecto, estás dos años etiquetando datos y esto no escala”, comenta con genuina generosidad.
“Por otro lado, cada productor es distinto. Hay algunos que plantan los árboles sobre montículos, otros que tienen todo chato, otros que sacan sólo 50 centímetros de maleza y dejan el suelo pelado sin nada sólo hasta esos 50 centímetros del tronco, otros que dicen que quieren algunas malezas porque los ayudan a regular la humedad del suelo y a tener algunos insectos benéficos, y entonces quieren eliminar algunas malezas, pero no otras”, agrega Mercedes. “Por otro lado, es importante la precisión, porque la mayoría quiere un camino verde en el medio de los árboles porque es importante para combatir la erosión y para poder pasar con los tractores, entonces también hay toda una parte que quiere que saques las malezas sólo en determinados lugares y en otros no”, apunta.
Superada la etapa de detección, ¿cómo y quién eliminaría las malezas? “Estamos trabajando en varios aspectos al mismo tiempo”, adelanta Mercedes. “Por un lado, estamos avanzando en los prototipos de actuación y de extracción. Se están montando en prototipos estáticos que vas, colocás en el sitio y probás cómo funcionan. Por otro lado, estamos entrenando los algoritmos de detección. Se definieron ocho malezas que son las que las ingenieras agrónomas que están en el proyecto, hablando con productores, visitando todas las realidades, acordaron que sería bueno abordar en esta etapa. Estamos creando esa base de datos y entrenando estos algoritmos”, detalla.
“Finalmente, está la idea de usar un dron, aunque todavía es muy preliminar ver cómo lo vamos a hacer. El dron podría navegar más rápido por los campos y detectar zonas de interés. Porque los campos son muy grandes y la batería de los robots no dura mucho. El tiempo de ir y detectar la maleza, posicionar el robot y sacarlas en campos grandes, dada la escala y la autonomía de los robots, es algo que demoraría mucho”, dice Mercedes. Ese dron se comunicaría con el robot extractor. “Eso es todo un desafío, cómo comparten esa información y unifican sus mundos los robots terrestres y los robots aéreos. Luego, los robots terrestres van a ir con sus actuadores a buscar ese lugar de interés, y ahí, van a aplicar una de las tres soluciones que ya mencionamos, el láser, la remoción mecánica o el rociado de precisión”, describe Mercedes un posible futuro no remoto.
“Por otro lado, las malezas son muy difíciles de extraer al 100%. Entonces es importante que el robot marque esas zonas de interés y las revisite periódicamente. Una de las opciones es que esté yendo todo el tiempo a molestarlas hasta que logra sacarlas”, agrega.
¿Quién hará todo eso? ¿P-Robot y sus descendientes? “Las plataformas robóticas terrestres que actualmente estamos usando son el perro robótico y otro carrito que tenemos. La idea también es hacer, junto a la gente de Diseño Mecánico, una plataforma local, un robot terrestre nuestro, para poder generar también todo acá. La idea es que tenga ruedas y sea más alto, para que pueda pasar bien por los montículos de tierra, ramas y otras cosas que hay en los campos, y que al mismo tiempo sea más económico”, adelanta Mercedes.
No me banco a las hormigas, por favor, pasame el robot
“El proyecto de las hormigas surge de interactuar mucho con los productores. Para ellos es de importancia poder detectarlas, ya que junto con las cotorras son una de las plagas más importantes. De ellos surge esa necesidad y ahí fue que postulamos al llamado abierto del Fondo María Viñas. En octubre vamos a saber el resultado de esa postulación”, confiesa Mercedes.
“Todavía no tenemos un proyecto con financiación. Lo que sí hemos hecho son tres trabajos exploratorios con estudiantes en sus tesis de grado”, señala. De hecho, fue tutora de dos de los tres.
Nuevamente, los esfuerzos comenzaron por la detección. “Parte de esos trabajos apuntaba a detectar dónde están los hormigueros, porque hay una cosa particular de esta región, sobre todo al sur de Río Negro, que es que los hormigueros no están en la superficie como en montañitas, sino que son subterráneos. En otros lados hay mucha investigación para detectar hormigueros en superficie con drones y demás, ya que desde la altura se ven muy bien, pero en esta parte de Uruguay, donde los hormigueros son subterráneos, la detección presenta varios problemas”, explica Mercedes.
En varios lugares del país tenemos los hormigueros de las tacurú (Camponotus punctulatus), que sí son visibles (forman montículos de hasta medio metro de alto), incluso al sur del río Negro en departamentos como Rocha. Pero en la zona agrícola, y en particular la frutícola del suroeste y centro sur, las hormigas se empecinan en hacer nidos subterráneos.
Nuevamente, comenzaron por enseñarle a ver a las inteligencias sintéticas qué es un camino de hormigas. ¿Con qué objetivo? Lograr que sigan el camino hasta donde está el hormiguero, para allí luego proceder o bien a una remoción mecánica o bien aplicando allí un hormiguicida (lo que sería mejor que aplicarlo generalizadamente por todo el cultivo). Ahora bien, detectar un camino de hormigas ya presenta sus desafíos, pero además determinar en qué dirección está el hormiguero, dado que por los caminos viajan hormigas en ambos sentidos, es aún más complicado. ¿Podrán los robots ver qué hormigas llevan pedacitos de hojas para determinar hacia dónde deben dirigirse? Eso no consta en el trabajo de Agrociencia, así que se los pregunto.
“Por ahora se realizaron trabajos exploratorios para detectar los caminos de hormigas, que es un problema superdesafiante. Se trata de proyectos de fin de carrera, que tienen un menor alcance que una investigación financiada a dos años, y el desafío fue mucho mayor del que creímos al principio”, dice Mercedes. “En estos trabajos hubo un acercamiento al problema. La detección de los caminos, y luego de las propias hormigas, fue realmente difícil, pero lo logramos”, comenta.
“Para ello, por un lado, entrenamos redes neuronales que detecten los caminos. Después las entrenamos para ver si esos caminos tenían actividad, con el fin de intentar luego seguirlos hacia los hormigueros. Una vez que los reconocés y detectás si tienen actividad o si se trata de un camino abandonado, habrá que pasar a la siguiente etapa, que sería detectar si tienen o no comida para saber para qué lado hay que seguir el trillo. Eso último todavía no se hizo. Si sale este proyecto, cruzamos los dedos, vamos a poder tener financiación para hacer eso y muchas otras cosas”, dice con esperanza Mercedes.
En estos trabajos exploratorios se trabajó con dos tipos de robot para seguir los caminos. Uno era un hexápodo, es decir, un robot de seis patas, al que podemos llamar Sixto, y otro, un modelo económico basado en el rover que exploró Marte, llamado Sawppy the Rover (el nombre no es nuestro, sino del proyecto que permite tener un robot como el Curiosity por menos de U$S 500). Sixto demandaba mucho poder de cómputo para coordinar sus seis patas, por lo que en estas exploraciones, según dicen en el artículo, Sawppy, pese a no tener patas sino ruedas, salió mejor parado como detector de caminos de hormigas.
Diálogo entre mundos, disciplinas y el futuro
“Hace relativamente poco, según creo, que el sector de la investigación está interesándose en financiar investigación tecnológica de computación, o eléctrica, o de estas áreas, en el agro. Hay y siempre ha habido mucha financiación para el agro, para las cosas más agronómicas, químicas y biológicas, pero no hay tantos proyectos financiados todavía del área más de las agro TIC. Esto es un comienzo en el que todos estamos aprendiendo”, remarca Mercedes. Su grupo no escapa a este aprendizaje: han tenido que aprender a hablar un lenguaje común con otras disciplinas, como la agronomía, para que se entienda mejor qué es lo que quieren hacer cuando postulan un proyecto. “Por eso está muy bueno todo este vínculo con el sector productivo, con los agrónomos y agrónomas, y el empezar a postular juntos a fondos y a generar este tipo de propuestas. Ellos en muchos casos no saben qué podemos hacer nosotros, y nosotros no sabemos qué necesitan ellos”, enfatiza.
“Las agro TIC en Uruguay hoy no son algo masivo, aún no se ve como una cosa establecida, o una cultura desde la investigación y la ciencia que tenga su rodaje. Como dice Mercedes, estamos recién acercando mundos”, comparte Facundo. “Estamos en esa etapa de acostumbrarnos a que las disciplinas dialoguen. Estamos construyendo confianza. Esto, que desde el sector productivo se nos abran las puertas para ir a visitar los predios y colaborar, también tiene que ver con la expectativa de tener una devolución. Está bueno que hagan esa apuesta, pero esa confianza hay que construirla también con resultados. Y eso lleva tiempo”, agrega.
“Se necesita un ciclo que capaz que todavía no es virtuoso en esto de que nos depositen la confianza, y uno la devuelva o la 'pague' con resultados. Esos resultados son los que nos permiten luego presentarnos a otros fondos, ganarlos, y seguir trabajando y ganando más confianza, y que a la vez nos presenten nuevos problemas, más desafiantes porque saben que los podemos abordar, y así se va generando una maquinaria que, creo, todavía no está”, sostiene Facundo.
“Lo que veo, por el nivel de recibimiento que nos están dando, es que hay un interés y una confianza muy grandes en la Universidad de la República. Eso está buenísimo y creo que va a generar que en esas instancias de presentación de un proyecto que está bueno, cuando te evalúan del lado más agro y más bio, van a ver de otro modo esto de que hay un grupo que trabaja en el agro desde las TIC”, añade Mercedes.
¿Qué ven para el futuro? Se los pregunto sabiendo que hacen ciencia, no oráculos. “Lo que va a pasar con todo esto en el futuro depende de si te ves como un agente pasivo o como un actor que está incidiendo, porque ahí el resultado puede depender de lo que hagas”, comienza Facundo.
“Hace más de 15 años el INIA trajo a la Estación Experimental La Estanzuela un tambo robotizado con tecnología alemana. Ya en aquel momento lo que veían era la necesidad de traer eso, no con el afán de convertirnos en reproductores o cocreadores de esa tecnología, sino como una forma de enfrentar el problema del desarraigo. El tambo y la lechería son actividades muy sacrificadas. La gente se levanta muy temprano, la vaca no tiene fin de semana, todas esas cosas. Y los hijos de productores lecheros no quieren más eso. Y entonces los ingenieros decían en las presentaciones, a las que asistí, que lo que querían hacer era mostrarles que hay un mundo laboral que es mucho más cercano a la tecnología, y que eso podía hacer que siguieran arraigados a esa actividad, al tambo concretamente”, sigue Faundo. “Si en vez de levantarse a las 4 de la mañana, tienen una aplicación que les avisa en el celular si pasó algo, y mientras tanto la vaca va a ir a comer y ordeñarse sola, capaz que siguen en el rubro. Si todo se dejaba como estaba, el desenlace parecía ser uno, el del despoblamiento y desarraigo, el del poco recambio generacional”, explica.
“Si vemos el porvenir pensando en el Estado interviniendo de una determinada manera a favor del desarrollo nacional, de la industria, de la tecnología, de la ciencia, y con eso rápidamente llegamos a la cuestión presupuestal, el devenir puede ser uno más primaveral. Pero si no apostamos a eso, el futuro puede ser otro, mucho más dependiente, en el que seguiremos criando vacas y vendiéndolas en pie”, desliza entonces Facundo.
“Nosotros podemos querer hacer muchas cosas, motivar y generar confianza, propiciar estos sistemas colaborativos con productores y con otras ramas de la academia, de la investigación y tal. Pero si al final del día no tenemos financiamiento para proyectos, promoción, una Agencia Nacional de Investigación que realmente te dé para adelante, incentivos para la producción de conocimiento y para que los productores incorporen conocimiento, serán buenas ideas que quedarán un poco ahí”, lamenta.
La amenaza no son los robots. La amenaza, como ya ha pasado en reiteradas ocasiones, es que Uruguay compre tecnología ya hecha y cerrada, lo que no sólo no se adapta perfectamente a nuestros problemas, sino que implica relegar soberanía, atarse a políticas de empresas que no están pensando en nuestras necesidades. La dependencia científico-tecnológica también es dependencia económica y cultural. Podemos ser consumidores pasivos de robots con inteligencias desarrolladas en otros contextos, o podemos tener un rol activo en todo esto. El grupo MINA, en lo que refiere a las TIC en el agro, viene dando pasos pequeños pero gigantescos en una dirección que merece todos nuestros aplausos.
Artículo: Integración de robótica avanzada para la agricultura de precisión y la sostenibilidad
Publicación: Agrociencia Uruguay (setiembre de 2025)
Autores: Mercedes Marzoa, Guillermo Trinidad, Facundo Benavides y Gonzalo Tejera.