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Históricamente la agricultura ha desempeñado un papel crucial a lo largo de la historia de México, incidiendo directamente no solo en la economía, sino también en la cultura, la identidad y el desarrollo social. Desde tiempos prehispánicos hasta la actualidad, la agricultura ha sido un pilar fundamental en la vida de millones de mexicanos, teniendo un papel que va más allá de la mera producción de alimentos.
México posee una diversidad geográfica que ha permitido el cultivo de una amplia gama de productos agrícolas, desde granos básicos como el maíz, frijol y trigo, hasta frutas, hortalizas, café, caña de azúcar y aguacate, entre otros. Particularmente, el maíz ocupa un lugar central en la agricultura, quizá el más importante, ya que, de acuerdo con datos del INEGI, el maíz es el cereal que ocupa el primer lugar de superficie sembrada por cultivo y también de producción. Por lo tanto, su producción aporta empleo, ingresos y sustento a millones de agricultores y sus familias, sobre todo en zonas rurales.
El cultivo de maíz se ve particularmente afectado por la presencia de malezas debido a su rápido crecimiento y la capacidad de adaptarse a diversos entornos. Las malezas compiten directamente con las plantas de cultivo por la luz solar, agua y nutrientes. Por lo que, al competir por los nutrientes, las malezas pueden afectar el desarrollo y el tamaño de las mazorcas de maíz, lo que resulta en una disminución en el rendimiento y en la calidad del grano. La lucha contra las malezas es una tarea continua y desafiante para los agricultores, ya que su proliferación puede ocasionar pérdidas significativas en la producción y rentabilidad de los cultivos.
A nivel global, los métodos tradicionales de control de malezas, como el uso de herbicidas, pueden ser efectivos, pero plantean preocupaciones ambientales y de salud pública si no se utilizan de manera responsable. Además, el uso excesivo o incorrecto de herbicidas puede provocar resistencia en las malezas, haciéndolas más difíciles de erradicar en el futuro.
Con el creciemiento de la tecnología y el avance en metodologías que incorporan inteligencia artifical (IA), es posible desarrollar sistemas precisos de detección y ubicación de malezas. En ese sentido, investigadores del Grupo de Investigación en Inteligencia Artificial, Robótica, Control y Visión (AIR-CV) del Centro de Investigaciones en Óptica A.C. (CIO), en colaboración con el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), desarrollaron un sistema para la detección de malezas, de hoja ancho y angosta, y plantas de maíz, en tiempo real y en condiciones reales de campo, con base en el análisis de imágenes (en el espectro visible) e incorporando algoritmos de inteligencia artificial. Lo anterior es posible ya que los algoritmos de inteligencia artificial implementados tienen la capacidad de aprender características de los objetos (en este caso plantas), que incluso puden llegar a ser imperceptibles por el ojo humano.
Además del sistema de visión, también se desarrolló un sistema mecatrónico en el que se montaron una serie de válvulas y un sistema de control que es comandado de acuerdo con el resultado arrojado por el sistema de visión. Es decir, el prototipo completo es capaz de identificar malezas, de hoja ancho y angosta, y maíz, pero también puede asperjar herbicida en caso de que se haya identifcado que existen malezas. Una característica importante del sistema de aspersión desarrollado es su versatilidad; es decir, el sistema tiene la capacidad de trabajar con dos tipos de herbicidas, uno desarrollado exclusivamente para hoja ancha y el otro para hoja angosta, o bien, si el usuario lo prefiere, pude utilizar únicamente un herbicida de amplio espectro, el cual controla la aparición de los dos tipos de malezas.
De acuerdo con algunas pruebas experimentales realizadas, el uso del prototipo propuesto ha logrado un ahorro del 45% cuando el cultivo presenta densidades altas de maleza, mientras que se ha alcanzado un 72% de ahorro en presencia de bajas densidades de maleza. Estas cifras significan una reducción significativa de la contaminación del medio ambiente asociado a herbicidas y por ende también la reducción de los costos de producción.
En resumen, las malezas representan una problemática significativa en los cultivos, incluido el maíz, afectando su rendimiento y calidad. Para abordar este desafío, en el CIO, en colaboración con el INIFAP, se ha desarrollado un sistema integral e inteligente que combina herramientas de inteligencia artificial y estrategias de control. El sistema desarrollado permitirá que los pequños y grandes productores adopten prácticas agrícolas sostenibles y además promueve la investigación y el desarrollo de tecnologías innovadoras que garantizan la productividad y la rentabilidad a largo plazo de la agricultura del maíz, no solo en México, sino en todo el mundo.
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