RootBot desenvolupa un robot autònom equipat amb georadar per obtenir mapes del sistema radicular i de la humitat del subsòl, facilitant una gestió més precisa de l'aigua i una millor comprensió de l'estat dels cultius.

Descripció

RootBot és una activitat demostrativa orientada a transferir al sector agrícola una tecnologia de detecció electromagnètica aplicada a la inspecció autònoma del subsòl. El projecte combina robòtica mòbil, navegació autònoma, georadar —GPR—, processament de dades i algoritmes de reconeixement de patrons per crear una eina capaç d'obtenir informació sobre les arrels dels cultius i la humitat del sòl de manera no destructiva.

El projecte parteix de l'experiència prèvia en plataformes robòtiques agrícoles com AgroMOBY i en sistemes amb georadar com GroPeRBot. RootBot fa un pas més enllà amb l'objectiu d'identificar i cartografiar el sistema radicular d'arbres fruiters, fusionant les dades del subsòl amb la navegació del robot i amb mapes de superfície. Aquesta informació permetrà conèixer millor l'estat real del cultiu, optimitzar el reg i avaluar com les plantes responen a factors externs com la sequera, la variació de la pluviositat o altres condicions ambientals.

La validació del sistema es durà a terme en entorns agrícoles reals, especialment a les instal·lacions de l'Agròpolis UPC de Viladecans, en camps amb arbres fruiters. El projecte inclou assajos de laboratori, simulacions, generació de dades sintètiques, entrenament d'algoritmes de machine learning i demostracions en camp.

Contribucions

El CDEI-UPC contribueix al projecte amb la seva experiència en disseny, adaptació i integració de plataformes robòtiques autònomes per a entorns agrícoles. En el marc de RootBot, el centre treballa en l'adaptació de la plataforma agroMOBY per incorporar-hi el radar de subsòl, càmeres, encoders i altres elements necessaris per a la navegació i la presa de dades.

Una de les principals contribucions és la integració mecànica i funcional del GPR al robot, de manera que pugui recórrer el camp de forma autònoma i adquirir dades del subsòl al voltant dels arbres. També es modifica la navegació i el path planning per permetre que el robot cobreixi l'àrea d'estudi, especialment les zones properes al tronc, i georeferenciï les dades adquirides.

El projecte incorpora també la fusió de mapes de superfície, mapes d'humitat i mapes d'arrels, amb l'objectiu que el robot pugui combinar informació visible i subterrània per millorar la planificació de trajectòries i generar una representació més completa del cultiu. A més, hi participen perfils especialitzats en georadar, prospecció geofísica, robòtica mòbil i tecnologies agroalimentàries.

Resultats

Els resultats esperats de RootBot són el desenvolupament i la validació d'un prototip robòtic capaç de prendre dades del subsòl de manera autònoma i generar mapes de la distribució d'arrels i de la humitat del sòl a diferents profunditats. La infografia del projecte destaca precisament aquests resultats: mapes d'humitat de subsòl, mapes de distribució de les arrels del cultiu i un robot autònom sensoritzat per a la presa de dades en camp.

Aquesta informació pot ajudar agricultors i tècnics a entendre millor el desenvolupament radicular dels arbres, a optimitzar l'ús de l'aigua de reg i a millorar la gestió dels recursos hídrics. El sistema permetria obtenir dades tridimensionals i repetibles en el temps, reduint la necessitat de rases, sondejos o altres mètodes invasius que són més costosos, lents i amb més impacte sobre el terreny.

RootBot també pot contribuir a la digitalització del camp, a la reducció del temps i cost dels processos d'inspecció del subsòl, i a la creació de noves aplicacions basades en georadar mòbil autònom. Entre les aplicacions potencials s'inclouen la caracterització del sòl, l'estudi de la humitat subterrània, la detecció de zones d'interès agrícola, l'avaluació de l'estat dels cultius i el suport a nous models de servei basats en robòtica agrícola.

Participants

RootBot està liderat per la Universitat Politècnica de Catalunya, amb la participació del Centre de Disseny d'Equips Industrials —CDEI-UPC—, el grup GIES —Geofísica i Enginyeria Sísmica— i AgroTechUPC.

La IP del projecte és Maria de la Vega Pérez Gracia, investigadora especialitzada en prospecció geofísica i assajos no destructius amb georadar. El CDEI-UPC aporta la seva experiència en robòtica mòbil, disseny mecànic i integració de plataformes autònomes, mentre que AgroTechUPC contribueix amb coneixement i connexió amb el sector agroalimentari i amb les instal·lacions d'Agròpolis per a la validació experimental.

El projecte compta també amb el suport d'entitats del sector com Verdcamp Fruits, Catalan Water Partnership, FEMAC, ADV Ecològica de Ponent, Clúster INNOVI i Grup Ametller Origen, que recolzen l'interès de la tecnologia i el seu potencial de transferència cap al sector agrícola.

Socis

Finançament

El projecte RootBot està finançat en el marc dels ajuts a les activitats de demostració de transferència de coneixements, Intervenció 7201, del Pla estratègic de la PAC 2023-2027, impulsat pel Departament d'Acció Climàtica, Alimentació i Agenda Rural de la Generalitat de Catalunya. Pressupost total del projecte: 49.990,57 €.