El escáner láser 3D Würzburg escanea al manzano por la noche. Crédito: Michael Bleier / Universidad de Würzburg
Ya sea fresas, espárragos o manzanas: cuando se trata de cosechar, los trabajadores calificados a menudo son escasos. Por lo tanto, muchos investigadores están trabajando en la cosecha de robots que podrían brindar un apoyo de bienvenida a las empresas agrícolas en el futuro.
“Ya hay algunos prototipos, pero ninguno de ellos es realmente bueno todavía”, dice el profesor de robótica Andreas Nüchter de Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg.
Para mejorar aún más la tecnología de sensores de los robots de campo, el equipo de Nüchter ha desarrollado un nuevo sistema de escáner láser 3D para el Instituto Leibniz para Ingeniería Agrícola y Bioeconomía (ATB) en Potsdam. Su objetivo es proporcionar una mejor comprensión de la condición de las plantas, por ejemplo, midiendo de manera confiable el contenido de agua de las frutas, un criterio que es crucial para determinar el momento adecuado para cosechar.
Un equipo dirigido por la investigadora de ATB, la Dra. Manuela Zude-Sasse, ha instalado el sistema en un sitio de prueba en Potsdam, y las pruebas iniciales han tenido éxito. El escáner láser 3D está montado en una estación transportadora de sensores que rodea alrededor de una plantación de 120 manzanos espalier.
Las primeras pruebas han demostrado que “podemos medir y mapear las plantas de una manera significativa”, dice el profesor Nüchter. Esto es importante para su uso en la cosecha de robots porque deben poder “leer” manzanos y otras plantas correctamente, después de todo, no hay dos plantas exactamente iguales.
“Para la producción de productos hortícolas, el conocimiento de la etapa de madurez es muy importante para poder controlar de manera óptima el cultivo, el tiempo de cosecha y el almacenamiento”, explica el Dr. Zude-Sasse. “En el contexto de los factores de crecimiento cada vez más variables debido al calentamiento global, los datos precisos sobre el desarrollo de la fruta se están volviendo cada vez más importantes, tanto para el modelado científico, así como para el uso futuro de robots de cosecha comercial”.
Esta exploración de un manzano muestra cómo la línea láser ilumina el borde del bosque en el fondo. Crédito: Michael Bleier / Universität Würzburg
Las plantas se miden usando tres longitudes de onda
El nuevo sistema de sensores se utilizará continuamente en el sitio de prueba ATB hasta noviembre de 2025 para monitorear los 120 manzanos. El escáner de plantas está diseñado para ser robusto: puede soportar el viento y el clima y está diseñado para temperaturas de funcionamiento entre 0 y 40 ° C.
El sistema de sensores funciona en el principio de la luz estructurada: proyecta tres longitudes de onda (520 nanómetros, nanómetros verdes / 660, nanómetros rojos / 830, cerca de infrarrojos) en las plantas. Las señales reflejadas proporcionan información espacial precisa sobre las plantas. Debido a que las señales están disponibles por separado para cada longitud de onda, abren nuevas posibilidades para registrar propiedades fisiológicas de las plantas, como el contenido de agua.
El escáner láser 3D fue diseñado exclusivamente para uso experimental. Utiliza luz láser a una intensidad que puede dañar el ojo humano si se mira directamente. Por esta razón, se debe tener especial cuidado al operar el sistema al aire libre. El ATB controla estrictamente el acceso al área de medición. Esto asegura que no hay personas no entrenadas en las cercanías del escáner. Los láseres no representan peligro para las plantas mismas.
Construcción robusta: la lluvia y la temperatura de hasta 40 ° C no afectan el escáner láser. Crédito: Michael Bleier / Universidad de Würzburg
El proyecto se basa en las competencias centrales de la robótica JMU en el desarrollo de dispositivos ópticos y en los muchos años de investigación de cultivos de la ATB, donde se han desarrollado métodos espectrales para el análisis de calidad de la fruta y se han establecido infraestructuras integrales para el análisis de plantas en condiciones de campo. El nuevo escáner de plantas 3D se utilizará para mejorar aún más la base de datos para modelar el trabajo y las especificaciones para futuros robots de cosecha.
Nüchter es un muy buen compañero de cooperación para el ATB: su grupo también está desarrollando métodos muy similares y escáneres láser para aplicaciones espaciales. “Las misiones a la Luna o Marte siempre implican buscar agua. En mi opinión, los escáneres láser son particularmente adecuados para esto”, dice el profesor.
Proporcionado por la Universidad Julius Maximilian de Würzburg
Cita: el escáner láser 3D mejora las capacidades de detección de los robots de cosecha (2025, 23 de julio) Recuperado el 23 de julio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-07-3d-laser-scanner-harvesting.html
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