GroPeRBot: Un sistema robòtic autònom per detectar la humitat del sòl agrícola amb tecnologia georadar

La gestió eficient de l’aigua és un factor clau per a incrementar la productivitat de l’activitat agrícola d’acord amb els Objectius de Desenvolupament Sostenible de l’Agenda 2030. Per tal de millorar-ne l’eficàcia i l’eficiència en l'ús de l'aigua de reg en l'agricultura i en la transformació d'aliments, neix el projecte GroPeRBot, en el que hi participen el Centre de Disseny d'Equips Industrials (CDEI) i el grup Geofísica i Enginyeria Sísmica (GiES) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC).

L’objectiu del projecte és demostrar l’aplicabilitat de sistemes autònoms de detecció electromagnètica en la identificació de les propietats del sòl agrícola i, en concret, en la detecció de la humitat del sòl a diferents profunditats. 

Un robot autònom per detectar la humitat del sòl

Per arribar a aquest objectiu es crearà un prototip de robot autònom d’inspecció del terreny, basat en la convergència de tecnologies: la robòtica mòbil autònoma, el radar de subsol o GPR (Ground Penetrating Radar), el reconeixement i classificació automàtics amb Machine Learning, i la presa de decisions autònoma basada en les dades sensorials.

A través d’un radar de subsol (GPR) es farà la prospecció geofísica del terreny que permetrà detectar objectes soterrats i canvis a través de propietats electromagnètiques. Amb les dades que es recullin, i fent servir xarxes neuronals, s’avaluarà el contingut d’aigua en el subsol per determinar paràmetres electromagnètics del medi, els quals permetran detectar si hi ha aigua, la quantitat i la localització en el subsol. Les dades fusionades de superfície i de subsol permetran mapejar i emmagatzemar les característiques del sòl de grans extensions de terreny. 

El CDEI portarà a terme les tasques d’integració del robot autònom i el GPR, adaptant la plataforma per poder albergar el georradar i integrar-hi el sistema de navegació, i participarà en les fases d’adaptació mecànica de la plataforma robòtica, integració dels sistemes d’alimentació i electrònica i del software, així com en els posteriors experiments i fase valorativa.  

Resultats i impacte esperat

GroPeRBot tindrà com a resultat el desenvolupament del prototip d’un robot autònom d’inspecció del terreny capaç de detectar la humitat del sòl a diferents profunditats. Per a aquesta tasca, i a diferència d’altres eines existents, no caldrà fer assajos extractius, minimitzant així el cost, el temps i també l’impacte sobre l’ecosistema. 

GroPeRBot contribuirà a la digitalització del sector, en concret, a l’agricultura de precisió, per a assolir un estalvi de recursos i una major eficiència en la producció. 

Altres potencials aplicacions seran la identificació de l’estat de maduresa i salut dels tubercles, la caracterització detallada de la qualitat del subsol (contaminants i tipus de sòl) i el mapatge de la xarxa d’arrels en profunditat per a la millora de l’eficiència dels recursos i la reducció del malbaratament de productes.

Pressupost i finançament

El projecte ha estat finançat a través de la convocatòria d’Ajuts a les activitats de demostració en transferència tecnològica del Programa de Desenvolupament Rural de Catalunya 2014-2022 (PDR 2014-2022), del Departament d'Acció Climàtica, Alimentació i Agenda Rural, Generalitat de Catalunya. GroPeRBot està dotat d’un pressupost total de 44.956.02 € i té una durada de 18 mesos (de juny de 2022 a febrer de 2024).