Avanzan investigadores mexicanos en desarrollo de dron polinizador

De los insectos polinizadores depende la reproducción de 90 por ciento de las plantas con flor, es decir, gracias a ellos las flores subsisten, se afirma en “La crisis de los polinizadores”, texto publicado en el boletín semestral de la Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (Conabio).

El mismo documento enfatiza que es tal la importancia de esos insectos (las abejas, por ejemplo) que tres cuartas partes de los cultivos de los que se alimenta el hombre dependen de su actividad para producir sus frutos. “Sin polinizadores no se podría tener uno de cada tres bocados de comida que se consumen”, cita el documento.

No obstante, el texto elaborado por María del Coro Arizmendi alerta que en los últimos años se ha documentado decrementos significativos en las poblaciones de algunos polinizadores, sobre todo insectos que resultan envenenados por el uso de pesticidas en cultivos agrícolas.

En ese contexto, el ingeniero Luis Tonatiuh Castellanos Serrano se dio a la tarea de construir un dron polinizador que cumpla las mismas funciones ecológicas y ambientales que los polinizadores naturales, no con el fin de sustituirlos, sino con el objetivo de apoyarlos en su tarea natural de preservación de las flores; se trata del proyecto denominado Polidronizador.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el ingeniero, quien se desempeña como profesor investigador del Tecnológico de Estudios Superiores de Ixtapaluca —perteneciente al Tecnológico Nacional de México (Tecnm)—, explicó que el desarrollo nació como proyecto de titulación en 2015, cuando finalizó una residencia profesional en la Universidad Autónoma Chapingo, bajo la dirección del profesor Humberto López Chimil.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Cómo nace este proyecto?

Luis Tonatiuh Castellanos Serrano (LTCS): El profesor López Chimil cuenta con un club de ciencias en el interior de la Universidad Autónoma Chapingo y ahí fue donde propuso la idea de crear una abeja polinizadora de cultivos, dicho proyecto evolucionó hacia un dron polinizador de cultivos, un cuadricóptero que se valiera de algún utensilio (innovación tecnológica) e inteligencia artificial para cumplir la función de polinización.

Fue así como nació el proyecto, y a partir de que recibimos la propuesta del profesor López Chimil, desarrollamos el trabajo en una primera etapa durante seis meses que duró la estancia (en 2014), tiempo durante el cual desarrollamos con éxito un algoritmo de visión artificial que logramos enlazar con una cámara inalámbrica para que el dron contara con la capacidad de identificar las flores que polinizaría.

De hecho, ese fue el primer reto que enfrentamos durante los primeros pasos de nuestro proyecto, cómo lograr que el robot identificará las plantas para polinizarlas. Estudiamos varios sensores para ver cuál nos funcionaba y durante esa etapa estudiamos sensores de colores y de proximidad, entre otros; no obstante, el maestro en ciencias Josué Vicente Cervantes Bazán, quien dirigió mi tesis, nos sugirió estudiar la parte de visión artificial, la exploramos y concretamos con éxito un algoritmo capaz de realizar la detección de las plantas en tiempo real dentro de un cultivo y también procesar la información para que el dron realice sus tareas dentro del cultivo.

En resumen, desarrollamos durante la primera etapa del proyecto, aún como parte de la estancia, el algoritmo de visión artificial; sin embargo, nos encontramos con la dificultad de que se trataba de un algoritmo bastante pesado, lo cual solucionamos implementando un sistema inalámbrico que nos permite enviar la información que el dron recolecta a un ordenador, ahí procesarla y ejecutar las acciones correspondientes.

Fue así como instalamos una cámara inalámbrica en el dron, recolectábamos la información y la enviábamos a un ordenador, ahí la procesábamos y posteriormente mandábamos por instrucciones inalámbricas las coordenadas del centro de las flores. Todo esto lo probamos durante esa etapa del proyecto con un cultivo de girasoles, debido a las características de la flor, cuyo centro es bastante amplio.

AIC: ¿Cuál es el grado de avance actual del proyecto?

LTCS: Como parte de la estancia, nos quedamos en las fases de prueba del sistema de visión artificial y el vuelo con un dron que compramos y adaptamos a las necesidades de nuestro proyecto. Ya no pudimos avanzar a la siguiente fase proyectada, que era la creación de un dron propio con las características aerodinámicas y de operación que el proyecto requiere, debido a la falta de recursos.

Sin embargo, por fuera y como parte de mis actividades de investigación en el Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Ixtapaluca y gracias al vínculo de investigación que mantengo con la propia Universidad Autónoma Chapingo, he dado continuidad a este trabajo y en un afán de obtener recursos que me permitan concluir con éxito un prototipo totalmente funcional del dron polinizador, hemos evolucionado nuestro desarrollo a otras aplicaciones.

AIC: ¿Cuáles fueron exactamente las tareas pendientes para llegar al prototipo funcional y qué tantos recursos demanda esa etapa?

LTCS: Puedo decir que contamos con un grado de avance de 50 por ciento, que es la parte del software que ya tenemos desarrollada y probada, la tarea pendiente es la creación de un dron con las dimensiones, características aerodinámicas y modificaciones en su diseño necesarias para que realice la tarea polinizadora con la misma eficacia.

Hablando del tema de recursos, lo que hemos desarrollado ha sido gracias al apoyo de la Universidad Autónoma Chapingo y el Tecnológico de Estudios Superiores de Ixtapaluca, así como recursos propios; no obstante, para la parte que aún falta por desarrollar estimamos que, sin considerar la compra de equipo (maquinaria) para la elaboración de las piezas en dimensiones pequeñas, se requieren entre 150 y 200 mil pesos.

AIC: ¿A qué otras aplicaciones han adaptado el proyecto como parte de la estrategia para conseguir esos recursos?

LTCS: Antes que nada debo decir que la estrategia ha dependido mucho de las distintas convocatorias que se emiten por parte de diversas instituciones como apoyo a proyectos de investigación e innovación tecnológica. En ese contexto, en algún momento que Conacyt emitió una convocatoria correspondiente a sus fondos sectoriales a través del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (Inegi) para desarrollar un dron para toma fotográfica de bajo formato, modificamos los lineamientos del proyecto y con la finalidad de aplicar a la convocatoria a través de la Universidad Chapingo; sin embargo, no resultamos beneficiados con el recurso.

Posteriormente, aplicamos con ese mismo proyecto a una convocatoria interna de Chapingo para el apoyo a proyectos de transferencia, cuya finalidad era impulsar desarrollos para el levantamiento de imágenes en actividades de agricultura, ahí obtuvimos el apoyo (200 mil pesos) que utilizamos para la adquisición de equipos y materiales necesarios para la construcción del dron.

Ese mismo apoyo se encuentra activo y este año recibimos un poco más de recursos que utilizamos para seguir ampliando la infraestructura que requerimos para construir un dron con las características que esta convocatoria nos requiere y, una vez concluido ese trabajo, avanzar a la última etapa del dron polinizador.

Fuente: CONACYT.