Escaparate Tecnológico

Problema a resolver

La “agricultura de precisión” implica la integración de tecnologías de información, comunicaciones y control industrial en los cultivos. Los avances en sensores ofrecen valores de alta precisión sobre el estado de los cultivos, y los actuadores son capaces de gestionar el riego, los parámetros ambientales o los niveles de nutrientes del suelo. Además, el análisis de datos y la aplicación de la Inteligencia Artificial pueden mejorar la producción y los niveles de automatización de los cultivos, mientras que el uso de la IoT ofrece soluciones para mejorar la conectividad e interoperabilidad de sistemas en la agricultura de precisión. 

El mercado de tecnologías, en este sector, está dominado por grandes firmas que cuentan actualmente con dominio absoluto, teniendo un mercado de baja competitividad real y que dificulta a las nuevas empresas la entrada en este sector. Los agricultores además pueden tener problemas al migrar datos entre plataformas, por falta de compatibilidad.

No obstante, dentro del sector se está experimentando un aumento de fabricantes que presentan nuevas e innovadoras herramientas y plataformas para el sector agrícola, convirtiéndose la interoperabilidad en un reto importante.

Debido a la falta de escalabilidad, problemas de configuración y la naturaleza desigual de las explotaciones agrícolas, el agricultor necesita herramientas IoT que sean completamente escalables. Las mismas tecnologías deberían ser aplicables en una gran explotación, así como en pequeños cultivos. Otro punto de preocupación es la configuración de los sistemas, ya que para que la agricultura sea verdaderamente autónoma, los sistemas deben ser autoconfigurables.

Si bien existen las citadas soluciones para la integración de tecnologías IoT o la computación en la nube en el ámbito de la agricultura inteligente, éstas son solo aproximaciones parciales, y no ofrecen:

• flexibilidad en cuanto a la modificación e integración del hardware de sensorización y actuación usada en los cultivos;

• no hay un tratamiento del procesamiento a diferentes niveles en los esquemas de agricultura de precisión, considerando las capas locales CPS, niveles intermedios virtualizados con capacidad de computación en el extremo, y la computación en la nube;

• no se garantiza la ejecución fiable de tareas de control.

La presente propuesta aborda estos problemas con un innovador sistema de control y recogida y tratamiento de datos multi-capa. donde las tareas atómicas se controlan de forma local, pero la gestión automática del cultivo se realiza mediante un nivel virtualizado en el extremo de la red de comunicación (“última milla”), siguiendo las directrices generales marcadas por el ingeniero a cargo del proceso, junto con el agricultor, que actúan sobe un nivel en la nube dotado de servicios Web.

Descripción

Se trata de un sistema integral y flexible que permite controlar y monitorizar los cultivos, tanto de superficies extensas como de los cultivos realizados en invernadero incluyendo los sin sustrato o hidropónicos que requieren un mayor control de riego, nutrición y clima. 

Concretamente consiste en un sistema de control y recogida y tratamiento de datos multi-capa donde las tareas atómicas se controlan de forma local, pero la gestión automática del cultivo se realiza mediante un nivel virtualizado en el extremo de la red de comunicación (“última milla”), siguiendo las directrices generales marcadas por el ingeniero a cargo del proceso, junto con el agricultor, que actúan sobe un nivel en la nube dotado de servicios Web.

El sistema propuesto está compuesto por tres niveles. La primera capa es la encargada de recopilar los datos y realizar las acciones de control mediante los dispositivos de cultivo (nivel local). El segundo nivel es el que está a cargo de monitorizar y administrar las tareas principales de los cultivos como pueden ser el riego, el clima, la nutrición y otras tareas auxiliares (nivel virtualizado). Por último, el tercer nivel consiste en una plataforma en la nube encargada de incorporar los datos recopilados, contando con un histórico, y que realiza labores de análisis de estos. La nube por tanto sirve como interfaz entre los usuarios y la plataforma central.

La conexión del primer y segundo nivel se realiza mediante una red de datos y la conexión de ese segundo nivel con la nube se realiza a través de una red de telecomunicaciones del tipo red Internet.

Ventajas / Beneficios

• Mejora la conectividad e interoperabilidad de los sistemas en la agricultura de precisión.
• Flexibilidad en cuanto a la modificación e integración del hardware de sonorización y actuación usado en los cultivos.
• Flexibilidad en cuanto al análisis de los datos obtenidos de los cultivos gracias a la nube.
• Ejecución fiable de las tareas de control.
• Versatilidad en el despliegue de la solución para deslocalizar las tareas de control del cultivo.

Aplicaciones

Este sistema encuentra su aplicabilidad en el sector agrario, en lo que llamamos agricultura de precisión. Recopilando y analizando los datos a través de sensores del cultivo, del suelo, terreno o clima permite tomar las decisiones pertinentes y hacer un uso eficiente y sostenible de los recursos.

Por lo tanto, se podrá incorporar a toda clase de cultivos, independientemente de su extensión (grandes o pequeños), a los realizados en invernaderos, así como a aquellos que por sus características necesiten un control más exhaustivo del clima, el riego o la nutrición.  

Estado de desarrollo / Protección

Esta solución se encuentra protegido mediante patente nacional española concedida en el año 2022 y con número de publicación ES2755599.

Colaboración buscada

La Universidad de Murcia busca una colaboración que conduzca a una explotación comercial de la invención presentada. El escenario ideal para la institución sería llegar a un acuerdo con el fin de transferir el uso de la tecnología mediante cesión o a través de una licencia (exclusiva o no exclusiva). Sin embargo, la forma, términos y condiciones de la colaboración se pueden discutir abiertamente si la tecnología presentada es de interés, estando el equipo de investigación abierto a acuerdo de cooperación técnica para validar técnica y comercialmente la tecnología.