Sistema de supervisión aplicado al robot de agricultura de precisión CERES para el cuidado de los cultivos agrícolas

La reforma significativa en los procesos de producción que emplean los agricultores para garantizar la cadena alimenticia en Colombia requiere desarrollos que aporten a la optimización de recursos, utilización adecuada de insumos y un menor uso de mano de obra. Para esto, la robótica juega un papel...

Full description

Autores:
Moreno Cortes, David Santiago
Solaque Guzmán, Leonardo Enrique
Velasco Vivas, Alexandra
Tipo de recurso:
Article of journal
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad de San Buenaventura
Repositorio:
Repositorio USB
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:bibliotecadigital.usb.edu.co:10819/29032
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/10819/29032
https://doi.org/10.21500/20275846.6216
Palabra clave:
Artificial Intelligence
ROS
Decision Making
Programming
Python
Agriculture Robotics
Mobile Robotics
Robótica móvil
inteligencia artificial
ROS
Toma De Decisiones
Programación
Python
Robótica Para Agricultura
Rights
openAccess
License
Ingenierías USBMed - 2024
id SANBUENAV2_6095f076def8ad0b34a264d8e63ee6a2
oai_identifier_str oai:bibliotecadigital.usb.edu.co:10819/29032
network_acronym_str SANBUENAV2
network_name_str Repositorio USB
repository_id_str
dc.title.spa.fl_str_mv Sistema de supervisión aplicado al robot de agricultura de precisión CERES para el cuidado de los cultivos agrícolas
dc.title.translated.eng.fl_str_mv Supervision system applied to the precision agriculture robot CERES for agricultural crops care
title Sistema de supervisión aplicado al robot de agricultura de precisión CERES para el cuidado de los cultivos agrícolas
spellingShingle Sistema de supervisión aplicado al robot de agricultura de precisión CERES para el cuidado de los cultivos agrícolas
Artificial Intelligence
ROS
Decision Making
Programming
Python
Agriculture Robotics
Mobile Robotics
Robótica móvil
inteligencia artificial
ROS
Toma De Decisiones
Programación
Python
Robótica Para Agricultura
title_short Sistema de supervisión aplicado al robot de agricultura de precisión CERES para el cuidado de los cultivos agrícolas
title_full Sistema de supervisión aplicado al robot de agricultura de precisión CERES para el cuidado de los cultivos agrícolas
title_fullStr Sistema de supervisión aplicado al robot de agricultura de precisión CERES para el cuidado de los cultivos agrícolas
title_full_unstemmed Sistema de supervisión aplicado al robot de agricultura de precisión CERES para el cuidado de los cultivos agrícolas
title_sort Sistema de supervisión aplicado al robot de agricultura de precisión CERES para el cuidado de los cultivos agrícolas
dc.creator.fl_str_mv Moreno Cortes, David Santiago
Solaque Guzmán, Leonardo Enrique
Velasco Vivas, Alexandra
dc.contributor.author.spa.fl_str_mv Moreno Cortes, David Santiago
Solaque Guzmán, Leonardo Enrique
Velasco Vivas, Alexandra
dc.subject.eng.fl_str_mv Artificial Intelligence
ROS
Decision Making
Programming
Python
Agriculture Robotics
Mobile Robotics
topic Artificial Intelligence
ROS
Decision Making
Programming
Python
Agriculture Robotics
Mobile Robotics
Robótica móvil
inteligencia artificial
ROS
Toma De Decisiones
Programación
Python
Robótica Para Agricultura
dc.subject.spa.fl_str_mv Robótica móvil
inteligencia artificial
ROS
Toma De Decisiones
Programación
Python
Robótica Para Agricultura
description La reforma significativa en los procesos de producción que emplean los agricultores para garantizar la cadena alimenticia en Colombia requiere desarrollos que aporten a la optimización de recursos, utilización adecuada de insumos y un menor uso de mano de obra. Para esto, la robótica juega un papel fundamental que puede ayudar a afrontar estos retos por medio de sistemas supervisores capaces de gestionar tareas coordinadas en beneficio del agro. Este artículo presenta el desarrollo de un sistema de supervisión para un robot que brinda cuidado y protección a la salud de los cultivos de papa, orientado a prevenir problemas fitosanitarios, y garantizar la salud de la planta mediante la nutrición necesaria. La estructura del sistema supervisor implementada en el robot agrícola CERES se basa en la teoría de toma de decisiones adaptativa que funciona en tiempo real. El algoritmo de supervisión se integró a la arquitectura de programación general del robot agrícola CERES mediante el lenguaje Python, codificando el algoritmo de supervisión e integrarlo a la arquitectura de programación general con la que cuenta el robot agrícola que para el caso está basada en ROS. Obteniendo una jerarquización de las labores para el cuidado de los cultivos de papa.
publishDate 2024
dc.date.accessioned.none.fl_str_mv 2024-09-15T18:45:39Z
2025-08-22T17:04:28Z
dc.date.available.none.fl_str_mv 2024-09-15T18:45:39Z
2025-08-22T17:04:28Z
dc.date.issued.none.fl_str_mv 2024-09-15
dc.type.spa.fl_str_mv Artículo de revista
dc.type.coar.fl_str_mv http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1
dc.type.coar.spa.fl_str_mv http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
dc.type.coarversion.spa.fl_str_mv http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
dc.type.content.spa.fl_str_mv Text
dc.type.driver.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
dc.type.local.eng.fl_str_mv Journal article
dc.type.version.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
format http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
status_str publishedVersion
dc.identifier.doi.none.fl_str_mv 10.21500/20275846.6216
dc.identifier.eissn.none.fl_str_mv 2027-5846
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/10819/29032
dc.identifier.url.none.fl_str_mv https://doi.org/10.21500/20275846.6216
identifier_str_mv 10.21500/20275846.6216
2027-5846
url https://hdl.handle.net/10819/29032
https://doi.org/10.21500/20275846.6216
dc.language.iso.spa.fl_str_mv spa
language spa
dc.relation.bitstream.none.fl_str_mv https://revistas.usb.edu.co/index.php/IngUSBmed/article/download/6216/5474
dc.relation.citationedition.spa.fl_str_mv Núm. 2 , Año 2024 : Ingenierías USBMed
dc.relation.citationissue.spa.fl_str_mv 2
dc.relation.citationvolume.spa.fl_str_mv 15
dc.relation.ispartofjournal.spa.fl_str_mv Ingenierías USBMed
dc.relation.references.spa.fl_str_mv DVA, «Importancia de la agricultura colombiana», 16 de marzo de 2021. https://dva.com.co/importancia-de-la-agriculturacolombiana/ (accedido 28 de septiembre de 2022).
E. Press, «Colombia, la despensa de alimentos del mundo para 2030», 19 de octubre de 2018. https://www.europapress.es/comunicados/internacional00907/noticia-comunicado-colombia-despensa-alimentos-mundo2030-20181019080139.html (accedido 28 de septiembre de 2022).
D. J. Pérez-Ortega, F. A. Bolaños-Alomia, y A. M. da Silva, «Variables que influyen en la aplicación de la agricultura de precisión en Colombia: revisión de estudios», Ciencia y Tecnología Agropecuaria, vol. 23, n.o 1, 2022, doi: 10.21930/rcta.vol23_num1_art:2298.
M. V. Uribe et al., «Impacto en la salud y el medio ambiente por exposición a plaguicidas e implementación de buenas prácticas agrícolas en el cultivo de tomate, Colombia, 2011.», Revista Chilena de Salud Pública, vol. 16, n.o 2, pp. 96-106, jun. 2012.
T. W. Griffin y J. Lowenberg-DeBoer, «Worldwide adoption and profitability of precision agriculture Implications for Brazil», Revista de Política Agrícola, vol. 14, n.o 4, pp. 20-37, 2005.
B. (Colombia) Instituto Colombiano Agropecuario, Manejo fitosanitario del cultivo de la papa (Solanum tuberosum subsp. andigena y S. phureja) :medidas para la temporada invernal. ICA, 2011. Accedido: 7 de octubre de 2022. [En línea]. Disponible en: https://repository.agrosavia.co/handle/20.500.12324/2281
L. Solaque, G. Sánchez, y A. Riveros, «Controlador PI2 para las velocidades de un robot agrícola evaluado usando Hardware en el lazo (HIL) \textbar Ingenierías USBMed», sep. 2022, Accedido: 1 de octubre de 2022. [En línea]. Disponible en: https://revistas.usb.edu.co/index.php/IngUSBmed/article/view/4662
M. Hussain, S. H. A. Naqvi, S. H. Khan, y M. Farhan, «An Intelligent Autonomous Robotic System for Precision Farming», en 2020 3rd International Conference on Intelligent Autonomous Systems (ICoIAS), feb. 2020, pp. 133-139. doi: 10.1109/ICoIAS49312.2020.9081844.
S. Sharma y R. Borse, «Automatic Agriculture Spraying Robot with Smart Decision Making», en Intelligent Systems Technologies and Applications 2016, Cham, 2016, pp. 743-758. doi: 10.1007/978-3- 319-47952-1_60.
I. Beloev, D. Kinaneva, G. Georgiev, G. Hristov, y P. Zahariev, «Artificial Intelligence-Driven Autonomous Robot for Precision Agriculture», Acta Technologica Agriculturae, vol. 24, n.o 1, pp. 48- 54, feb. 2021, doi: 10.2478/ata-2021-0008.
«Robot-generated Crop Maps for Decision-making in Vineyards». https://doi.org/10.13031/aim.20152189909 (accedido 21 de octubre de 2022).
G. B. P. Barbosa, E. C. Da Silva, y A. C. Leite, «Robust Image-based Visual Servoing for Autonomous Row Crop Following with Wheeled Mobile Robots», en 2021 IEEE 17th International Conference on Automation Science and Engineering (CASE), ago. 2021, pp. 1047- 1053. doi: 10.1109/CASE49439.2021.9551667.
A. Durand-Petiteville, E. Le Flecher, V. Cadenat, T. Sentenac, y S. Vougioukas, «Tree Detection With Low-Cost Three-Dimensional Sensors for Autonomous Navigation in Orchards», IEEE Robotics and Automation Letters, vol. 3, n.o 4, pp. 3876-3883, oct. 2018, doi: 10.1109/LRA.2018.2857005.
Z. Liu, J. Chen, Z. Mei, y C. Li, «ROS-based robot offline planning simulation system», IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., vol. 711, n.o 1, p. 012002, ene. 2020, doi: 10.1088/1757-899X/711/1/012002.
Z. Kapić, A. Crnkić, E. Mujčić, y J. Hamzabegović, «A web application for remote control of ROS robot based on WebSocket protocol and Django development environment», IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., vol. 1208, n.o 1, p. 012035, nov. 2021, doi: 10.1088/1757-899X/1208/1/012035.
A. Smirnov y N. Teslya, «Robot Coalition Coordination in Precision Agriculture by Smart Contracts in Blockchain», en Agriculture Digitalization and Organic Production, Singapore, 2022, pp. 271- 283. doi: 10.1007/978-981-16-3349-2_23.
L. Solaque, A. Velasco, y A. Riveros, «Planificación de trayectorias por técnica de A* y suavizado por curvas de Bezier para la herramienta del sistema de remoción de maleza de un robot dedicado a labores de agricultura de precisión», Entre Ciencia e Ingeniería, vol. 12, n.o 24, pp. 43-51, 2018, doi: 10.31908/19098367.3814.
O. Tsymbal, A. Bronnikov, y A. Yerokhin, «Adaptive Decisionmaking for Robotic tasks», en 2019 IEEE 8th International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL), sep. 2019, pp. 594-597. doi: 10.1109/CAOL46282.2019.9019488.
M. A. Salichs, M. Malfaz, y J. F. Gorostiza, «Toma de Decisiones en Robótica», Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial RIAI, vol. 7, n.o 4, pp. 5-16, oct. 2010, doi: 10.1016/S1697- 7912(10)70055-8.
NVIDIA «Jetson TX1 Module», NVIDIA Developer, 1 de agosto de 2016. https://developer.nvidia.com/embedded/jetson-tx1.
dc.rights.spa.fl_str_mv Ingenierías USBMed - 2024
dc.rights.accessrights.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar.spa.fl_str_mv http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.uri.spa.fl_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
rights_invalid_str_mv Ingenierías USBMed - 2024
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.mimetype.spa.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.spa.fl_str_mv Universidad San Buenaventura - USB (Colombia)
dc.source.spa.fl_str_mv https://revistas.usb.edu.co/index.php/IngUSBmed/article/view/6216
institution Universidad de San Buenaventura
bitstream.url.fl_str_mv https://bibliotecadigital.usb.edu.co/bitstreams/a40e5438-18d4-4342-a531-9593fb4cc0c2/download
bitstream.checksum.fl_str_mv e0e78a1d5407a7ef1f2cdd06f9933597
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositorio Institucional Universidad de San Buenaventura Colombia
repository.mail.fl_str_mv bdigital@metabiblioteca.com
_version_ 1851053680407609344
spelling Moreno Cortes, David SantiagoSolaque Guzmán, Leonardo EnriqueVelasco Vivas, Alexandra2024-09-15T18:45:39Z2025-08-22T17:04:28Z2024-09-15T18:45:39Z2025-08-22T17:04:28Z2024-09-15La reforma significativa en los procesos de producción que emplean los agricultores para garantizar la cadena alimenticia en Colombia requiere desarrollos que aporten a la optimización de recursos, utilización adecuada de insumos y un menor uso de mano de obra. Para esto, la robótica juega un papel fundamental que puede ayudar a afrontar estos retos por medio de sistemas supervisores capaces de gestionar tareas coordinadas en beneficio del agro. Este artículo presenta el desarrollo de un sistema de supervisión para un robot que brinda cuidado y protección a la salud de los cultivos de papa, orientado a prevenir problemas fitosanitarios, y garantizar la salud de la planta mediante la nutrición necesaria. La estructura del sistema supervisor implementada en el robot agrícola CERES se basa en la teoría de toma de decisiones adaptativa que funciona en tiempo real. El algoritmo de supervisión se integró a la arquitectura de programación general del robot agrícola CERES mediante el lenguaje Python, codificando el algoritmo de supervisión e integrarlo a la arquitectura de programación general con la que cuenta el robot agrícola que para el caso está basada en ROS. Obteniendo una jerarquización de las labores para el cuidado de los cultivos de papa.The significant reform in the production processes used by farmers to guarantee the food chain in Colombia requires developments that contribute to the optimization of resources, adequate use of supplies and less use of labor. For this, robotics plays a fundamental role that can help to face these challenges through supervisory systems capable of managing coordinated tasks for the benefit of agriculture. This article presents the development of a supervision system for a robot that provides care and protection to the health of potato crops, aimed at preventing phytosanitary problems, and guaranteeing plant health through the necessary nutrition. The structure of the supervisory system implemented in the CERES agricultural robot is based on the theory of adaptive decision making that works in real time. The supervision algorithm was integrated into the general programming architecture of the CERES agricultural robot through the Python language, coding the supervision algorithm and integrating it into the general programming architecture of the agricultural robot, which in this case is based on ROS. Obtaining a hierarchy of tasks for the care of potato crops.application/pdf10.21500/20275846.62162027-5846https://hdl.handle.net/10819/29032https://doi.org/10.21500/20275846.6216spaUniversidad San Buenaventura - USB (Colombia)https://revistas.usb.edu.co/index.php/IngUSBmed/article/download/6216/5474Núm. 2 , Año 2024 : Ingenierías USBMed215Ingenierías USBMedDVA, «Importancia de la agricultura colombiana», 16 de marzo de 2021. https://dva.com.co/importancia-de-la-agriculturacolombiana/ (accedido 28 de septiembre de 2022).E. Press, «Colombia, la despensa de alimentos del mundo para 2030», 19 de octubre de 2018. https://www.europapress.es/comunicados/internacional00907/noticia-comunicado-colombia-despensa-alimentos-mundo2030-20181019080139.html (accedido 28 de septiembre de 2022).D. J. Pérez-Ortega, F. A. Bolaños-Alomia, y A. M. da Silva, «Variables que influyen en la aplicación de la agricultura de precisión en Colombia: revisión de estudios», Ciencia y Tecnología Agropecuaria, vol. 23, n.o 1, 2022, doi: 10.21930/rcta.vol23_num1_art:2298.M. V. Uribe et al., «Impacto en la salud y el medio ambiente por exposición a plaguicidas e implementación de buenas prácticas agrícolas en el cultivo de tomate, Colombia, 2011.», Revista Chilena de Salud Pública, vol. 16, n.o 2, pp. 96-106, jun. 2012.T. W. Griffin y J. Lowenberg-DeBoer, «Worldwide adoption and profitability of precision agriculture Implications for Brazil», Revista de Política Agrícola, vol. 14, n.o 4, pp. 20-37, 2005.B. (Colombia) Instituto Colombiano Agropecuario, Manejo fitosanitario del cultivo de la papa (Solanum tuberosum subsp. andigena y S. phureja) :medidas para la temporada invernal. ICA, 2011. Accedido: 7 de octubre de 2022. [En línea]. Disponible en: https://repository.agrosavia.co/handle/20.500.12324/2281L. Solaque, G. Sánchez, y A. Riveros, «Controlador PI2 para las velocidades de un robot agrícola evaluado usando Hardware en el lazo (HIL) \textbar Ingenierías USBMed», sep. 2022, Accedido: 1 de octubre de 2022. [En línea]. Disponible en: https://revistas.usb.edu.co/index.php/IngUSBmed/article/view/4662M. Hussain, S. H. A. Naqvi, S. H. Khan, y M. Farhan, «An Intelligent Autonomous Robotic System for Precision Farming», en 2020 3rd International Conference on Intelligent Autonomous Systems (ICoIAS), feb. 2020, pp. 133-139. doi: 10.1109/ICoIAS49312.2020.9081844.S. Sharma y R. Borse, «Automatic Agriculture Spraying Robot with Smart Decision Making», en Intelligent Systems Technologies and Applications 2016, Cham, 2016, pp. 743-758. doi: 10.1007/978-3- 319-47952-1_60.I. Beloev, D. Kinaneva, G. Georgiev, G. Hristov, y P. Zahariev, «Artificial Intelligence-Driven Autonomous Robot for Precision Agriculture», Acta Technologica Agriculturae, vol. 24, n.o 1, pp. 48- 54, feb. 2021, doi: 10.2478/ata-2021-0008.«Robot-generated Crop Maps for Decision-making in Vineyards». https://doi.org/10.13031/aim.20152189909 (accedido 21 de octubre de 2022).G. B. P. Barbosa, E. C. Da Silva, y A. C. Leite, «Robust Image-based Visual Servoing for Autonomous Row Crop Following with Wheeled Mobile Robots», en 2021 IEEE 17th International Conference on Automation Science and Engineering (CASE), ago. 2021, pp. 1047- 1053. doi: 10.1109/CASE49439.2021.9551667.A. Durand-Petiteville, E. Le Flecher, V. Cadenat, T. Sentenac, y S. Vougioukas, «Tree Detection With Low-Cost Three-Dimensional Sensors for Autonomous Navigation in Orchards», IEEE Robotics and Automation Letters, vol. 3, n.o 4, pp. 3876-3883, oct. 2018, doi: 10.1109/LRA.2018.2857005.Z. Liu, J. Chen, Z. Mei, y C. Li, «ROS-based robot offline planning simulation system», IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., vol. 711, n.o 1, p. 012002, ene. 2020, doi: 10.1088/1757-899X/711/1/012002.Z. Kapić, A. Crnkić, E. Mujčić, y J. Hamzabegović, «A web application for remote control of ROS robot based on WebSocket protocol and Django development environment», IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., vol. 1208, n.o 1, p. 012035, nov. 2021, doi: 10.1088/1757-899X/1208/1/012035.A. Smirnov y N. Teslya, «Robot Coalition Coordination in Precision Agriculture by Smart Contracts in Blockchain», en Agriculture Digitalization and Organic Production, Singapore, 2022, pp. 271- 283. doi: 10.1007/978-981-16-3349-2_23.L. Solaque, A. Velasco, y A. Riveros, «Planificación de trayectorias por técnica de A* y suavizado por curvas de Bezier para la herramienta del sistema de remoción de maleza de un robot dedicado a labores de agricultura de precisión», Entre Ciencia e Ingeniería, vol. 12, n.o 24, pp. 43-51, 2018, doi: 10.31908/19098367.3814.O. Tsymbal, A. Bronnikov, y A. Yerokhin, «Adaptive Decisionmaking for Robotic tasks», en 2019 IEEE 8th International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL), sep. 2019, pp. 594-597. doi: 10.1109/CAOL46282.2019.9019488.M. A. Salichs, M. Malfaz, y J. F. Gorostiza, «Toma de Decisiones en Robótica», Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial RIAI, vol. 7, n.o 4, pp. 5-16, oct. 2010, doi: 10.1016/S1697- 7912(10)70055-8.NVIDIA «Jetson TX1 Module», NVIDIA Developer, 1 de agosto de 2016. https://developer.nvidia.com/embedded/jetson-tx1.Ingenierías USBMed - 2024info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://revistas.usb.edu.co/index.php/IngUSBmed/article/view/6216Artificial IntelligenceROSDecision MakingProgrammingPythonAgriculture RoboticsMobile RoboticsRobótica móvilinteligencia artificialROSToma De DecisionesProgramaciónPythonRobótica Para AgriculturaSistema de supervisión aplicado al robot de agricultura de precisión CERES para el cuidado de los cultivos agrícolasSupervision system applied to the precision agriculture robot CERES for agricultural crops careArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Textinfo:eu-repo/semantics/articleJournal articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionPublicationOREORE.xmltext/xml2741https://bibliotecadigital.usb.edu.co/bitstreams/a40e5438-18d4-4342-a531-9593fb4cc0c2/downloade0e78a1d5407a7ef1f2cdd06f9933597MD5110819/29032oai:bibliotecadigital.usb.edu.co:10819/290322025-08-22 12:04:28.236https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://bibliotecadigital.usb.edu.coRepositorio Institucional Universidad de San Buenaventura Colombiabdigital@metabiblioteca.com

Publicaciones similares