Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
AGROBOT, Sistema integral de Robótica agrícola Prieto G. Colegio del Rosario Campestre Bogotá, Colombia sistemas@rosariocampestre.edu.co giovanny.prieto.avila@gmail.com Abstract— AGROBOT is an Integral System of Agricultural Robotics that implements the latest technology for the cultivation, harvesting, supervision, control and continuous improvement of Vegetable and Vegetable Crops; through the use of drones and robots on land, with autonomy for navigation and recognition of their environment. Optimizing all processes, increasing agricultural productivity by up to 500%; by incorporating robotics and automation. I. INTRODUCCIÓN AGROBOT es un Sistema Integral de Robótica Agrícola que implementa lo último en tecnología para el cultivo, cosecha, supervisión, control y mejoramiento continuo de los cultivos de Legumbres y Hortalizas; mediante el uso de drones y robots en tierra, con autonomía para la navegación y reconocimiento de su entorno. Optimizando todos los procesos, aumentando la productividad agrícola hasta en un 500%; mediante la incorporación de la robótica y la automatización. AGROBOT contempla la implementación de sistemas automatizados, tanto en los robots, como en los cultivos; para el control de temperatura y humedad, y el riego inteligente y optimizado de éstos cultivos. El objetivo primordial de AGROBOT es mejorar considerablemente el medio agrícola en Colombia, inicialmente con la optimización de los cultivos de papa en las sabanas de Cundinamarca y Boyacá; teniendo en cuenta que la tecnificación con robótica agrícola, no puede remplazar la labor del campesino cultivador en ningún momento, y por el contrario puede facilitar esta labor generando un aumento en la productividad, eficiencia y eficacia de los procesos de cultivo y cosecha. II. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA AGROBOT El concepto Tecnología Educativa ha sido definido desde diversos puntos de vista, y con diferentes alcances. Los criterios de los autores en los últimos años han ido variando y no hay 1 LALLEZ, R. "La tecnología educativa en las universidades de los países en desarrollo", vol, XVI, no. 2, pp. 181-199, Perspectivas 58, UNESCO, 1986 2 Clasificación de Itzkam, de las fases de uso de las TICS; Fase de sustitución, Fase de Transición, y Fase de transformación. un verdadero consenso acerca del término. En el sentido del concepto como medio de enseñanza se manifiesta R.Lallez cuando señala como Tecnología Educativa “todo aquello que la industria y los actores de la educación han introducido en la enseñanza, y todo lo que se refiere a la informática aplicada a la educación”1. Con las tendencias pedagógicas contemporáneas, adoptar la definición de Tecnología Educativa incluyendo la organización sistémica del proceso de enseñanza y los métodos de aprendizaje adecuados, trae como consecuencia su correlación con la didáctica; ocasionando que los contenidos temáticos basados en las TICS usadas en el proceso de enseñanza - aprendizaje, posibiliten de manera más efectiva la atención a las diferencias individuales, propiciando una mayor explotación de las capacidades de cada cual, en especial de los más talentosos y creativos. Ocasionando en efecto que los estudiantes de educación secundaria puedan poseer los conocimientos generales de la programación, independientemente del lenguaje utilizado; puesto que estamos en una constante actualización y globalización de recursos informáticos y nuevas tecnologías. El desarrollo de estrategias efectivas de empleo de las TICS con vistas a mejorar la enseñanza y el aprendizaje en el marco de la Tecnología Educativa, tiene que comenzar por conocer la fase en que se encuentra el uso de las TICS en el aula como elemento primordial de las tendencias pedagógicas contemporáneas. Para ello se asume la clasificación de Itzkam (1994),2 y se establece el punto de partida que determina la pertinencia y objetividad de las tendencias pedagógicas contemporáneas para la enseñanza de la Robótica con estudiantes de secundaria. Teniendo en cuenta todo lo anterior y buscando la metodología adecuada, se debe garantizar al estudiante apropiarse de los conocimientos sobre electrónica, mecánica, programación y robótica; permitiendo así la producción de proyectos de innovación tecnológica que representen un cambio en pro de la mejora de la calidad de vida de las personas que hacen parte de la comunidad educativa y de su entorno social. Las tendencias pedagógicas contemporáneas, en especial la Tecnología Informática; proporcionan alternativas altamente pertinentes y objetivas para un adecuado proceso de enseñanza- aprendizaje en cuanto al desarrollo de nuevas formas de uso de las tecnologías de la información y la comunicación (TICS). “Para los tipos de aprendizaje más complejos es importante que también estemos conscientes de los tipos de construcciones internas que se están llevando a cabo y que deberían llevarse a cabo dentro de la mente de los alumnos. Esto nos permitirá prescribir mejor la naturaleza de la instrucción”3. De este modo la Tecnología Educativa cumple su rol y nos permite como maestros guiar objetiva y claramente a nuestros estudiantes hacia una construcción cognitiva que sea pertinente, como plantea De Zubiría4 , “la tarea más importante de la Pedagogía hoy día es la de determinar cuáles deben ser los contenidos a trabajar en la escuela para el desarrollo de conocimientos científicos, de operaciones intelectuales, de habilidades y de valores”. Por todo lo anteriormente citado, en el Colegio del Rosario Campestre tenemos un proyecto de Robótica educativa, al cual hemos denominado “Robótica, Creatividad e Innovación”, en el cual pretendemos enseñar a los niños y niñas acerca de electrónica, mecánica, programación y robótica; de una forma didáctica, entretenida, creativa, innovadora, e ingeniosa. Enseñamos con el pensamiento creativo a solucionar problemas y/o necesidades, a partir del desarrollo de alternativas tecnológicas que mejoren la calidad de vida de la comunidad educativa y el entorno. Nuestros estudiantes desarrollan diversas habilidades creativas e innovadoras, a partir de la generación de ideas que posteriormente se presentan como propuestas de proyectos tecnológicos. 3 REIGELUTH, Ch. M. “Encrucijadas de la Tecnología Educativa: Nuevos Conceptos y Nuevas Direcciones”, en: Tecnología y Comunicación Educativas. ILCE, Julio 1991 A. Sistema Integrado de Robótica Agrícola AGROBOT es un sistema integral conformado por tres grandes recursos tecnológicos orientados a la agricultura: o Robots cultivadores AGROBOT 2.0, que son básicamente robots que cultivan, cosechan, hacen control de plagas y monitorean los cultivos desde tierra. o Drones de cultivo AERO AGROBOT 1.0, que se encargan de la Fotogrametría, Monitoreo de cultivos desde el aire, Control de plagas (fumigación baja altura), y los Fertilizantes. o Sistemas automatizados para Riego inteligente, y programas de control de temperatura. De este modo el sistema de AGROBOT se integra y funciona como un todo. B. Robots cultivadores AGROBOT 2.0 Fig. 2 Robot cultivador AGROBOT 2.0 (render). El Robot hace un recorrido por el cultivo, el cual ha sido programado previamente; mientras que va trazando el surco y va sembrando la semilla verificando los niveles de humedad y el pH de la tierra, transmitiendo esta información al cultivador en tiempo real. El Robot AGROBOT, puede operar también en horarios nocturnos, permitiendo una optimización de tiempos de cultivo, y tiempos de cosecha. Este robot autónomo cuenta con los siguientes Sistemas automatizados: o Sistema de navegación (con GPS) o Sistema de cultivo – cosecha (día y noche) o Sistema demonitoreo - control El Robot AGROBOT tendrá un tamaño real para su aplicación, de 2 x 1,2 x 0,9 metros (ver Fig. 3). Con una autonomía de hasta 7 horas continuas de trabajo, tanto para el cultivo, como para monitoreo, control, o cosecha. Y estará dotado con un sistema de navegación autónomo de GPS (de hasta 20 satélites). 4 DE ZUBIRIA, J. Los Modelos Pedagógicos, Fundación Alberto Merani. Fondo de Publicaciones Bernardo Herrera Merino. Santa Fé de Bogotá, Colombia, 1994 Fig. 1 Modelo Desarrollista, planteado por Dewey y Piaget. El Robot AGROBOT puede cultivar, monitorear, controlar, y cosechar hortalizas y legumbres; especialmente papa, zanahoria, lechuga, y tomate. Fig. 3 Dimensiones del AGROBOT 2.0 (implementación real). El Robot AGROBOT es un cultivador autónomo, el cual puede hacer todo el proceso de siembra de semillas, y también está en capacidad de cosechar cultivos de máximo 1,2 metros de altura. Es ideal para cosechar papa. Y adicionalmente posee un perfil bajo que le permite desplazarse con precaución y cuidado, a través de la extensión del cultivo, sin poner en riesgo la integridad de la flora y fauna silvestre y/o doméstica. Por otra parte, el Robot AGROBOT se puede desplazar de forma autónoma por el cultivo, en un radio de hasta 3 km; gracias a su navegación autónoma basada en GPS, con el respaldo de hasta 20 satélites. Y sus múltiples sensores omnidireccionales. Fig. 4 Robots AGROBOT trabajando en colmena (render). Con el uso de tecnología en telecomunicaciones, este robot trabaja en colmena, con hasta 10 robots de forma unificada; Haciendo que el proceso de cosecha sea rápido y altamente eficiente y eficaz. Aumentando la productividad hasta en un 500%. Los robots pueden ser programados para seguir trazados en cualquier terreno (preferiblemente plano). El Robot AGROBOT puede operar en horarios nocturnos, haciendo que el proceso de cultivo y cosecha sea más productivo. Y gracias a su autonomía puede realizar estos procesos sin supervisión humana, hasta en 7 horas continuas, tanto para el cultivo, como para monitoreo, control, o cosecha. Fig. 5 Robot AGROBOT operando de noche. C. Drones de cultivado AERO AGROBOT 1.0 El Drone AERO AGROBOT, se especializa en monitoreo y control de cultivos; y adicionalmente puede encargarse de la fumigación para control de plagas, y esparcimiento de fertilizantes naturales. Posee una autonomía en vuelo de hasta 1 hora. Y un área de cobertura de navegación de hasta 2 km de diámetro. El Drone AERO AGROBOT, puede llevar suspendida una carga útil de hasta 5 Kg (fertilizantes o control de plagas). Fig. 6 Drone AERO AGROBOT operando de noche (imagen referencial, Drone Tello) El AERO AGROBOT, es un Drone de última tecnología que utiliza el sistema GPS con cobertura de hasta 20 satélites para navegar autónomamente, pero también puede volar a partir de una programación previa de su recorrido, con una autonomía de vuelo de hasta 1 hora. El AERO AGROBOT, tiene unas dimensiones de: 0,65m x 0,55m x 0,16m sin carga. Y de 0,65m x 1,55m x 0,46m con carga (aspersores). Fig. 7 Drone AERO AGROBOT Dimensiones (imagen referencial, Drone Tello) El AERO AGROBOT, posee sensores omnidireccionales que le permiten hacer un reconocimiento y detección de obstáculos desde 5 metros de proximidad. Altitud máxima de operación: 5000m (sobre el nivel del mar). Altura máxima de vuelo: 500m. Y rango de temperatura: -10°C, hasta 40°C III .CONCLUSIONES Fig. 8 Conclusiones generales esperadas proyecto AGROBOT o La metodología implementada nos permitió observar detenidamente todo el proceso creativo e innovador por parte de nuestros estudiantes. o Los procesos y la dinámica pedagógica con el uso de la robótica permitieron desarrollar un proyecto llamativo, muy creativo e innovador; en el que los estudiantes se vinculan activamente y proponen alternativas de solución novedosas. o Los estudiantes participaron con ideas y planteamientos de problemas con posibles soluciones. RECONOCIMIENTOS Agradecimientos especiales al Colegio del Rosario Campestre por su objetividad en el apoyo y acompañamiento de este tipo de propuestas ingeniosas, que vinculan a estudiantes, en la generación de ideas de alternativas de solución, que mejoren la calidad de vida, y transformen positivamente el entorno. Y un agradecimiento a la Universidad Distrital Francisco José de Caldas y su Red de Investigación y Tecnología Avanzada RITA. REFERENCIAS [1] Ser competente en tecnología, Series Guia 30. Orientaciones generales para la educación en tecnología, Ministerio de educación nacional. Colombia [2] A., J. O., Victoria, M. G., & Murcia, P. N. (2015). La formación de maestros; trazos desde las fronteras de lo imaginario. Manizales: UCM. [3] Bruner, J., (1988) "Realidad mental y mundos posibles". Barcelona, Gedisa. [4] Campo Rafael, (1999)” Formación integral” Pontificia Universidad Javeriana. Santafé de Bogotá. [5] Educación Y Pedagogía (1999) Nº 25. Educación y Enseñanza de las Ciencias. Universidad de Antioquia, Facultad de Educación. [6] Flórez Ochoa, Rafael (1994) “Hacia una pedagogía del conocimiento”. McGraw Hill, Santafé de Bogotá. [7] Iafrancesco, Giovanni. (2000) La propuesta de educación, escuela y pedagogía transformadora: Una alternativa pedagógica contemporánea para América Latina. Universidad De La Salle. Academia Colombiana de Pedagogía y Educación. Bogotá D. C. [8] Caicedo Escobar, Martha Fabiola. ¿Informática Educativa: ¿Nuevo Paradigma? Tomado de http://www.colombiaaprende.edu.co/html/mediateca/1607/articles- 74612_archivo.pdf [9] Galindo Soría, Fernando. (mayo del 2012). Informática Educativa. Tomado de http://www.fgalindosoria.com/ie/informaticaeducativa/primaria/ie_pri maria/ie_nivel_primario1.pdf [10] Sánchez, Jaime. (2012). Nuevas Ideas de Informática Educativa. Tomado de http://www.tise.cl/2015/img/TISE2012.pdf [11] Trujillo García, Carlos Holmes. (1991). Informática educativa como Factor de Desarrollo. Tomado de http://www.colombiaaprende.edu.co/html/mediateca/1607/articles- 127590_archivo.pdf1997. Proyecto • Indagación •Creatividad • Innovación Solución •Resultados medibles • Impacto social, económico, cultural •Calidad de Vida Experimentación •Cotidianidad • Familiaridad •Descubrimiento Expresión •Comunicación • Interrelación •Autenticidad http://www.tise.cl/2015/img/TISE2012.pdf http://www.colombiaaprende.edu.co/html/mediateca/1607/articles-127590_archivo.pdf1997 http://www.colombiaaprende.edu.co/html/mediateca/1607/articles-127590_archivo.pdf1997
Compartir