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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

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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


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.

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