Análisis de la eficiencia laboral de un robot recolector de fresas en un invernadero automatizado
Autores: Woo, Seungmin; Uyeh, Daniel Dooyum; Kim, Junhee; Kim, Yeongsu; Kang, Seokho; Kim, Kyoung Chul; Lee, Si Young; Ha, Yushin; Lee, Won Suk
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Análisis de la eficiencia laboral de un robot recolector de fresas en un invernadero automatizado
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Invernaderos
Sistemas robóticos
Cultivo protegido
Eficiencia
Robots
Cosecha de fresas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 56
Citaciones: Sin citaciones
Los sistemas de cultivo protegido, como los invernaderos, están ganando popularidad a nivel mundial y se han adoptado debido a las condiciones climáticas impredecibles y su capacidad para controlar fácilmente los micro y macroambientes. Sin embargo, limitaciones como entornos laborales peligrosos y escasez de mano de obra son preocupaciones importantes para la producción agrícola utilizando estas estructuras. Esto ha llevado al desarrollo y adopción de sistemas robóticos. Para el uso eficiente de robots en sistemas de cultivo protegido, formulamos el problema de eficiencia laboral y modelamos un invernadero estándar tridimensional de fresas para analizar la efectividad de un robot cosechador de fresas en comparación con diferentes niveles de fuerza laboral humana (experimentada, promedio y principiante). Se realizan simulaciones utilizando el software Quest para comparar la eficiencia de diferentes escenarios de robótica con la de los humanos. Se investigan diferentes métodos de mejora, desde la capacidad de la batería y la velocidad de carga hasta la velocidad de cosecha, y se recomiendan condiciones óptimas. La producción promedio por hora del robot es aproximadamente cinco veces menor que la de los trabajadores especializados. Sin embargo, los robots son más productivos debido a su capacidad de trabajar las 24 horas del día. Los análisis comparativos muestran que una reducción en el tiempo de cosecha por fresa de 3 a 1 s resultaría en un aumento en la producción diaria de 347.93 a 1021.30 kg. Esto llevaría a un aumento de cinco veces en comparación con la producción diaria actual. Una mejora del 10% en el tiempo de carga de la batería resultaría en que la capacidad de la batería ganara dos horas adicionales de las actuales 10 h y reduciría las actuales 2 h necesarias para la carga a 1 h. Este documento propone un proceso operativo y sugerencias de cambios necesarios para mejorar la eficiencia laboral de los robots en un invernadero. Esto podría extenderse a otros cultivos e invernaderos.
Descripción
Los sistemas de cultivo protegido, como los invernaderos, están ganando popularidad a nivel mundial y se han adoptado debido a las condiciones climáticas impredecibles y su capacidad para controlar fácilmente los micro y macroambientes. Sin embargo, limitaciones como entornos laborales peligrosos y escasez de mano de obra son preocupaciones importantes para la producción agrícola utilizando estas estructuras. Esto ha llevado al desarrollo y adopción de sistemas robóticos. Para el uso eficiente de robots en sistemas de cultivo protegido, formulamos el problema de eficiencia laboral y modelamos un invernadero estándar tridimensional de fresas para analizar la efectividad de un robot cosechador de fresas en comparación con diferentes niveles de fuerza laboral humana (experimentada, promedio y principiante). Se realizan simulaciones utilizando el software Quest para comparar la eficiencia de diferentes escenarios de robótica con la de los humanos. Se investigan diferentes métodos de mejora, desde la capacidad de la batería y la velocidad de carga hasta la velocidad de cosecha, y se recomiendan condiciones óptimas. La producción promedio por hora del robot es aproximadamente cinco veces menor que la de los trabajadores especializados. Sin embargo, los robots son más productivos debido a su capacidad de trabajar las 24 horas del día. Los análisis comparativos muestran que una reducción en el tiempo de cosecha por fresa de 3 a 1 s resultaría en un aumento en la producción diaria de 347.93 a 1021.30 kg. Esto llevaría a un aumento de cinco veces en comparación con la producción diaria actual. Una mejora del 10% en el tiempo de carga de la batería resultaría en que la capacidad de la batería ganara dos horas adicionales de las actuales 10 h y reduciría las actuales 2 h necesarias para la carga a 1 h. Este documento propone un proceso operativo y sugerencias de cambios necesarios para mejorar la eficiencia laboral de los robots en un invernadero. Esto podría extenderse a otros cultivos e invernaderos.