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El papel de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático en la agricultura

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Cuando pensamos en los alimentos que consumimos, a todos se nos viene a la cabeza la típica imagen de una granja con sus animales y sus campos dorados de trigo bajo el sol. Es decir, nos imaginamos un lugar idílico en el que la tecnología más moderna que tiene cabida es un tractor y donde no se nos ocurre que haya lugar para la inteligencia artificial, el aprendizaje automático o las tecnologías más innovadoras.

 

Sin embargo, esta imagen tiene cada vez menos que ver con la realidad de la agricultura. Actualmente, este sector se enfrenta a una crisis que solo puede resolver la tecnología. Si la situación continúa, la agricultura nunca podrá seguir el ritmo del aumento de la población en un mundo cada vez más urbanizado, y difícilmente podrá producir alimentos suficientes para todos.

 

Hoy en día, el 37 % del suelo mundial disponible se destina a la agricultura, y lo mismo ocurre con el 85 % del abastecimiento de agua dulce. Estos porcentajes están aumentando, y a ello se suma la insostenibilidad de las prácticas tradicionales y los desperdicios de alimentos, que no hacen sino agravar el problema. Pero gracias a la inteligencia artificial y a las nuevas tecnologías, se está ya trabajando para lograr la transformación del sector y ofrecer soluciones que puedan garantizar un suministro de alimentos más sostenible en el futuro.

 

La disrupción de la tecnología de la granja a la mesa

 

La inteligencia artificial y las nuevas tecnologías están cambiando el panorama de la agricultura en todos los aspectos. Antes de comenzar a sembrar, se dispone de datos sobre la respuesta de las semillas en función de las condiciones del suelo, el tiempo atmosférico y las enfermedades, lo que facilita la selección de los cultivos y la hibridación. Cuando germinan las semillas, el software de reconocimiento de imágenes puede distinguir entre los brotes y las malas hierbas con una fiabilidad del 75 %, una cifra que va en aumento. Además, ya no es necesario quitar las malas hierbas de forma manual: existe un láser que utiliza luz infrarroja de precisión controlada por ordenador para alterar el crecimiento celular, una herramienta que está relegando esta laboriosa tarea al pasado.

 

Pero la automatización de los procesos tiene mucho más que ofrecer. Muchos de nosotros ya hemos visto vídeos en los que grandes máquinas peinan los campos para extraer los vegetales del suelo. Con estos robots se puede cosechar de forma mucho más eficiente que con los tradicionales métodos manuales, pero, además, la tecnología de agricultura robótica ha mejorado casi todas las labores en situaciones en las que la mano de obra es escasa o cara, o en las que hay un consumo ineficiente de los recursos.

 

Por ejemplo, en los sistemas de riego inteligente por goteo, los goteros automáticos están conectados entre sí y se controlan de manera remota. Otro ejemplo es la aplicación de inteligencia artificial para el análisis de datos recogidos automáticamente sobre la humedad, la velocidad del viento, la radiación solar, la densidad de los cultivos y las propiedades del suelo. Esta información permite reducir el consumo de agua y aumentar la producción. Por último, hay drones que pueden tomar imágenes con mucha más precisión que antes y que sirven para controlar todo el proceso y monitorizar la salud de los cultivos, lo que supone una ayuda inestimable. Estas imágenes, tomadas a corta distancia, se procesan después con tecnología de reconocimiento de imágenes y de inteligencia artificial para ofrecer información sobre la madurez de los cultivos o alertar sobre posibles enfermedades.

 

Acabar con la cadena de suministro

 

La revolución ya está aquí. Según un estudio publicado en 2020, se espera que, para 2050, las granjas modernas puedan procesar 4,1 millones de puntos de datos al día. Sin embargo, algunos agricultores aseguran que el problema reside en la estructura de la cadena de suministro, y han combinado las nuevas tecnologías con la inteligencia artificial para empezar por cambiar la forma y el lugar en el que se cultivan los alimentos. En una entrevista realizada por la revista Harvard Business Review, Mike Zelkind, director general de 80 Acres Farms, explica que lo mejor sería eliminar la cadena de suministro por completo.

 

Su empresa propone utilizar granjas verticales más pequeñas y tecnología puntera para acelerar drásticamente el ciclo de cultivo y producir alimentos de manera más sostenible. Buscan aprovechar el potencial del aprendizaje automático y de la inteligencia artificial para llevar sus operaciones al nivel de una actividad comercial. El objetivo es cambiar el modelo que se ha convertido en la norma y que consiste en buscar la duración del producto en lugar de sus valores nutricionales. Los productos perecederos pasan por múltiples intermediarios antes de llegar a los consumidores finales, así que se producen de manera que duren hasta 30 días y puedan llegar al final de la cadena de suministro en buenas condiciones para su venta. Pero esto repercute negativamente en su sabor y en sus valores nutricionales.

 

La agricultura vertical necesita menos espacio, es de interior y se desarrolla allí donde se vaya a consumir la producción. Es un modelo que emplea a trabajadores de la zona siempre que es posible y produce alimentos que son prácticamente de kilómetro cero. Esta mezcla de tecnología y proximidad ya ha generado grandes avances en cuanto a producción sostenible, ya que solo requiere una fracción mínima del espacio que ocupa un cultivo tradicional y un 95 % menos de agua. Así se consigue que, en función del producto, el ciclo de cultivo dure entre 17 y 28 días en lugar de varios meses que es lo que se necesita con las técnicas tradicionales.

 

Para aumentar el rendimiento, se parte de información obtenida de datos reales. El aprendizaje automático analiza los efectos de las fluctuaciones de la temperatura ambiente y de la temperatura media de la raíz. Por otra parte, se utiliza inteligencia artificial para controlar los flujos de aire, las condiciones microclimáticas, la salud de los cultivos, las curvas de rendimiento y la respuesta de las plantas ante el estrés al que se las somete para acelerar la maduración. Para Zelkind, estamos ante la unión de dos grandes equipos: por un lado, el aprendizaje automático, el análisis de datos y la robótica, y, por otro, la ciencia de la agricultura.

 

Sin embargo, la agricultura hidropónica y la vertical han recibido ciertas críticas cuando se las compara con métodos a gran escala como los invernaderos. Una de las opiniones en contra se apoya en el hecho de que la energía que se necesita para iluminar con LED es menos eficiente que la luz solar. Pero, en realidad, las luces LED modernas unidas al análisis y control inteligente de los niveles de luz y de las longitudes de onda han hecho posible que las pérdidas de alimentos desde la granja hasta la mesa sean mucho menores que las que sufren las cadenas de suministro tradicionales. Además, la energía proviene de fuentes renovables, así que el consumo de energía para la iluminación es sostenible, en línea con el modelo global.

 

Gracias a los avances tecnológicos en la agricultura, puede que en un futuro nos parezca ridículo un modelo como el actual, donde las lechugas se refrigeran y rocían con sustancias químicas antes de enviarse de un extremo a otro del continente para ser vendidas 30 días después. Aunque es poco probable que la agricultura vertical y la hidropónica vayan a sustituir a la producción a gran escala a corto plazo, lo cierto es que las aplicaciones de la inteligencia artificial, del aprendizaje automático y de las nuevas tecnologías se están convirtiendo rápidamente en herramientas imprescindibles para garantizar la seguridad alimentaria sin importar la escala o el método utilizado.

 

 

The Collider, una iniciativa de Mobile World Capital Barcelona, es un programa de venture building que reúne a investigadores, empresas y emprendedores con el fin de mejorar el ecosistema y generar un impacto positivo en la sociedad en su conjunto. La edición de 2021 está dedicada a la Agricultura 4.0.