VALIDACIÓN DE UNA PLATAFORMA ROBÓTICA AGRÍCOLA AUTÓNOMA DE SEGUIMIENTO DE TRAYECTORIAS PARA SIEMBRA Y CULTIVO DE MAÍZ FORRAJERO EN AREQUIPA

Arequipa es la segunda productora láctea del Perú, con una cuenca que depende críticamente del maíz forrajero para la dieta de su ganado intensivo. Actualmente, la siembra, fertilización y fumigación son mayoritariamente manuales o artesanales, generando altos costos por hectárea, fuerte dependencia de jornales y baja precisión en la densidad de siembra. A nivel internacional existen robots comerciales validados en campo, pero en Perú los desarrollos no pasan de prototipos de laboratorio o simulaciones. Esta marcada brecha tecnológica regional y la necesidad de modernización agrícola motivan el presente proyecto. Ausencia de un sistema robótico agrícola autónomo validado en campo real que integre movilidad de precisión, dosificación controlada de insumos y monitoreo georreferenciado, capaz de operar con exactitud de ±5 cm en la siembra de maíz forrajero en Arequipa. La baja mecanización actual genera desviaciones en la distribución de semillas, aplicación heterogénea de fertilizantes, sobreuso ineficiente de insumos químicos, elevados costos operativos y falta de información digitalizada para el análisis agronómico estratégico. La metodología de Investigación aplicada de desarrollo tecnológico estructurada en tres fases secuenciales: (1) identificación de parámetros ambientales, suelo y prácticas agrícolas locales; (2) diseño, construcción e integración mecatrónica del robot, desarrollando tracción Swerve 4WD/4WS, sistema de dosificación, control predictivo (MPC), potencia eléctrica e instrumentación IoT; y (3) ensayos progresivos en laboratorio y validación en campo real para evaluar el desempeño, seguridad y precisión del sistema. Se parte de un prototipo base en TRL 5 para escalarlo a un nivel de madurez TRL 7. Hipótesis: Si se diseña, integra y valida en campo real una plataforma robótica autónoma 4WD/4WS con navegación DGPS/RTK+IMU y control predictivo para siembra y dosificación de insumos, entonces se logrará una precisión de seguimiento de trayectoria de ±5 cm, mejorando la uniformidad del cultivo y reduciendo el desperdicio de semillas y fertilizantes. El Objetivo general es validar una plataforma robótica agrícola autónoma de seguimiento de trayectorias para la siembra y manejo del maíz forrajero en Arequipa, mediante el diseño, construcción, integración y evaluación en campo de un robot adaptable a terrenos irregulares que ejecute siembra, fertilización y fumigación de alta precisión usando DGPS, RTK e IMU. Los objetivos específicos: Componente 1 (10% del presupuesto): Identificar condiciones ambientales, del terreno y del sistema de producción del maíz forrajero para establecer los criterios de diseño del robot y del tren de siembra. Componente 2 (70% del presupuesto): Diseñar y construir el robot agrícola con tracción 4WD/4WS, dosificación mecatrónica de precisión, sistema de comando para seguimiento de trayectoria y arquitectura IoT. Componente 3 (20% del presupuesto): Integrar subsistemas y validar las operaciones autónomas mediante ensayos en laboratorio y en campo real, ejecutando la calibración técnica final y la documentación para transferencia. Se obtendrá una plataforma robótica funcional TRL 7 validada en entorno operativo real con arquitectura Swerve 4WD/4WS, navegación de alta precisión y dosificación uniforme. Los resultados del concurso incluyen: (1) prototipo demostrado con Informe de Pruebas; (2) tesis de postgrado; (3) piloto demo-day con usuarios; (4) Paquete Tecnológico transferible; (5) Reporte de Viabilidad de Patente; (6) solicitud de patente; (7) Plan de transferencia; (8) Registro de ficha tecnológica; (9) Plan de escalamiento; y (10) Dossier de Gestión Técnica. Entre los Impacto de la investigación se tienen: Social: Reduce la carga laboral y tecnifica al agricultor. Económico: Baja costos y eleva la productividad lechera. Ambiental: Robot eléctrico; cero emisiones y menor daño al suelo. Tecnológico: Eleva la robótica nacional de TRL 5 a TRL 7