Robot agrícola para el monitoreo de cultivos de fresa con sistema de navegación multimodal de extremo a extremo

Esta propuesta de tesis aborda los retos agrícolas a través del desarrollo de un vehículo terrestre autónomo diseñado para navegar por los campos de cultivos de fresas en el Valle de Huaura. La tesis se enfoca en el diseño e implementación del hardware y software del robot, considerando que estos campos de fresas presentan un entorno no estructurado. El subsistema mecánico proporciona la flexibilidad necesaria para que el móvil se adapte a las condiciones geográficas, permitiéndole realizar giros cerrados y desplazarse eficazmente por los bordes de las hileras de cultivo y los límites del campo. Para evaluar y perfeccionar el diseño del hardware del vehículo, se planteó una estrategia basada en el desarrollo de módulos de ensayo y prototipos preliminares, en lugar de proponer directamente un prototipo final. Uno de estos prototipos iniciales se utilizó para validar las capacidades del hardware y experimentar con propuestas iniciales de software. Además, se aprovechan plataformas robóticas existentes como parte del proceso de prueba y desarrollo del software de navegación autónoma. La estrategia de navegación propuesta adopta un enfoque integral. Por consiguiente, se explora la viabilidad de integrar las etapas algorítmicas de percepción, predicción, planificación y control en un modelo de navegación unificado. Para ello, cada una de estas etapas deben generar salidas interpretables que permitan su integración en un modelo generalizable y adaptable a las variaciones del terreno, la iluminación y las condiciones climáticas. Además, el desarrollo del software contempla la selección cuidadosa y la fusión eficaz de varios sensores, como cámaras RGB, cámaras para el espectro no visible, cámaras de profundidad, unidades de medición inercial (IMU), GPS RTK y otros dispositivos de localización y orientación. El diseño algorítmico busca aprovechar la complementariedad de los datos multimodales para optimizar la eficiencia y la confiabilidad de la navegación autónoma, bajo un esquema de extremo a extremo con etapas interpretables. Es así que, se exploran varias técnicas de inteligencia artificial, incluyendo modelos de fusión de sensores basados en la arquitectura Transformers; modelos de aprendizaje profundo entrenables de extremo a extremo con etapas intermedias interpretables, modelos fundacionales adaptables a tareas específicas; y enfoques inspirados en los principios de la robótica encarnada, que permitan la generalización del algoritmo considerando diversas plataformas de hardware. El objetivo es desarrollar un sistema de navegación autónomo robusto, flexible, confiable y generalizable que pueda operar en entornos agrícolas no estructurados. Esta investigación contribuirá al progreso de la tecnología agrícola al permitir un monitoreo preciso y autónomo de los cultivos de fresas.

GONZALEZ VILLARREAL ,JOAQUIN