Sistema automático de fumigación de cultivos mediante dron, basado en textura y color dentro de la agricultura 5.0 en un entorno controlado a escala 1:5.

Abstract

La fumigación en la agricultura mediante métodos tradicionales es una actividad compleja y laboriosa, especialmente al manejar grandes extensiones de terreno. Esto conlleva a una operación lenta y costosa en términos de mano de obra. Por ello, al explorar alternativas que optimicen estos procesos utilizando tecnología moderna, se identifica la agricultura 5.0 y la automatización mediante drones como soluciones viables. En este contexto, surge la idea de desarrollar el presente proyecto de investigación. Esta investigación presenta el diseño y evaluación de un prototipo basado en los principios de la agricultura 5.0: un sistema automático de fumigación de cultivos mediante dron, enfocado en la detección de texturas y colores en un entorno controlado a escala 1:5. Antes de iniciar el desarrollo del proyecto, se realizó un análisis de factibilidad basado en una revisión exhaustiva del estado del arte. Además, el marco teórico recoge conceptos fundamentales que sustentan el diseño y construcción del prototipo. Este tiene como objetivo principal el ensamblaje de un dron cuadricóptero con las características necesarias para llevar a cabo fumigaciones de manera autónoma, integrando tecnologías como la inteligencia artificial y la robótica en el marco de la agricultura 5.0. El sistema desarrollado utiliza un vuelo automático programado a través de la plataforma Mission Planner. Durante las pruebas en el entorno controlado (a escala 1:5), el dron recorre el área de estudio y, mediante un sistema de detección configurado, identifica colores, texturas o posibles enfermedades en los cultivos. La inteligencia artificial, implementada mediante Edge Impulse, permite el procesamiento de imágenes en tiempo real. Esta IA utiliza una ESP32-CAM programada en la plataforma Arduino, detectando colores mediante parámetros RGB, texturas mediante escala de grises y enfermedades también a partir de parámetros RGB. Con base en las detecciones realizadas, el sistema activa de forma automática los mecanismos de aspersión, aplicando líquidos o sólidos según las necesidades del cultivo. Esto permite optimizar el uso de insumos fitosanitarios con alta precisión y eficiencia, minimizando el desperdicio y reduciendo costos. Finalmente, el documento detalla las conclusiones obtenidas y ofrece recomendaciones para el desarrollo de futuras investigaciones en este campo.