El problema de la inseguridad alimentaria global se vuelve cada vez más urgente; informes de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura muestran que casi 828 millones de personas en el mundo sufren hambre. Al mismo tiempo, el cambio climático perturba los sistemas agrícolas tradicionales, exacerbando aún más esta crisis y destacando la necesidad urgente de soluciones más inteligentes y eficientes en recursos. En este contexto, un sistema de agricultura interior autónomo impulsado por inteligencia artificial (IA) y asistido por robots promete revolucionar la producción de alimentos, especialmente en regiones con tierra arable limitada.

Limitaciones de la irrigación tradicional, innovación impulsada por IA rompe el estancamiento

Los invernaderos tradicionales utilizan tecnologías de gestión del agua como riego por goteo, sensores de humedad del suelo y sistemas de riego automático, que pueden mejorar la eficiencia y reducir el desperdicio, pero tienen deficiencias en responsividad y precisión, lo que fácilmente lleva a riego excesivo o insuficiente, desperdiciando recursos y afectando la salud de los cultivos. Dado que el uso agrícola del agua representa la mayor parte del consumo humano de agua y más de 2.000 millones de personas en el mundo se ven afectadas por la escasez de agua, innovar métodos eficientes de uso del agua es inminente.

El equipo de investigación de la Facultad de Ingeniería de Sistemas Mecatrónicos de la Universidad Simon Fraser (SFU) ha desarrollado un prototipo de robot sensor de IA que puede monitorear de forma autónoma las necesidades de agua de las plantas de tomate. Este robot utiliza las señales eléctricas de las plantas (respuestas electrofisiológicas de las plantas) como indicadores en tiempo real de la salud de la planta y las necesidades de agua, integrando algoritmos de IA avanzados para interpretar las señales y determinar con precisión el momento de riego. Esta tecnología abandona las conjeturas y el trabajo manual en la irrigación tradicional, promoviendo un uso eficiente del agua, reduciendo el desperdicio y optimizando la salud de las plantas.

Integración de múltiples tecnologías, inaugurando una nueva era de agricultura inteligente

Investigaciones recientes indican que integrar innovaciones de IA en la agricultura tiene un enorme potencial. Los sistemas de IA pueden mejorar significativamente la eficiencia del uso del agua, reducir el escurrimiento de sustancias químicas y optimizar el rendimiento de los cultivos. Los avances en tecnología robótica permiten el monitoreo no invasivo y continuo de la salud de las plantas, facilitando intervenciones precisas y oportunas. Los últimos progresos en el monitoreo de señales fisiológicas de plantas muestran que los sensores pueden capturar señales eléctricas que reflejan el estrés de las plantas, el agua y la salud general, proporcionando datos en tiempo real altamente específicos.

El robot sensor no invasivo de la Universidad Simon Fraser, mediante el monitoreo continuo y efectivo de la salud de las plantas, combinado con IA, logra un riego preciso ajustado dinámicamente a las necesidades reales de las plantas, representando un gran avance en el cuidado inteligente de plantas. Además, las innovaciones en imagen multiespectral y aprendizaje automático han mejorado la capacidad de detección de enfermedades y estrés en plantas, y combinadas con robots sensores eléctricos, pueden desarrollar sistemas completos de monitoreo de salud de plantas. La agricultura completamente autónoma se está convirtiendo en realidad; esta tecnología no solo se usa para riego, sino también para gestión autónoma de nutrientes y monitoreo ambiental. Los robots multifuncionales pueden optimizar el uso de recursos, reducir el desperdicio, mejorar el rendimiento de los cultivos y apoyar la seguridad alimentaria global.

De invernaderos a campos, cooperación internacional impulsa la promoción

Este prototipo ha mostrado buenas perspectivas en invernaderos, pero el verdadero potencial de la gestión de recursos hídricos con IA radica en soluciones escalables y adaptables. Resolver los problemas globales de seguridad alimentaria y de agua requiere cooperación internacional, compartiendo conocimiento y tecnología, y formulando estrategias específicas para regiones afectadas por escasez de recursos y cambio climático.

En los últimos años, el equipo de la Universidad Simon Fraser ha interactuado profundamente con comunidades agrícolas en Tanzania y países de Asia-Pacífico como Singapur, Filipinas, Japón y Corea, entendiendo los graves problemas de escasez de agua, falta de tecnología avanzada y impactos adversos del cambio climático en estas regiones. Para asegurar que las soluciones sean efectivas, las tecnologías desarrolladas en entornos controlados deben ajustarse, y los agricultores deben poder acceder fácilmente a ellas. Esto significa desarrollar herramientas de sensores asequibles y fáciles de usar, así como sistemas de IA y robots escalables que funcionen efectivamente en entornos variables e infraestructuras.

La cooperación internacional es crucial en este proceso. La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, la Asociación de Universidades del Pacífico y el Banco Mundial están promoviendo activamente asociaciones de investigación transfronterizas, proyectos de construcción de capacidades y planes de transferencia de tecnología, enfatizando que el progreso en agricultura sostenible depende de la combinación de tecnología de vanguardia con conocimiento local. El objetivo del equipo de la Universidad Simon Fraser es desarrollar robots sensores de IA asequibles y fáciles de implementar para pequeñas granjas, proporcionando monitoreo en tiempo real de plantas, reduciendo el desperdicio, aumentando el rendimiento y fomentando ecosistemas agrícolas resilientes, contribuyendo a los objetivos de desarrollo sostenible de la ONU para eliminar el hambre y la malnutrición.

Para llevar estos prototipos de invernaderos a la agricultura global, se necesita una fuerte cooperación internacional. Políticas de apoyo y compartir conocimiento acelerarán el despliegue de sistemas de gestión inteligente del agua, permitiendo que los agricultores globales logren una producción de alimentos más sostenible y resiliente.