ES2958765T3 - Sistemas y métodos de tratamiento de plantas - Google Patents
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Abstract
Se presentan sistemas, aparatos y métodos de tratamiento de plantas. Un sistema descrito para el tratamiento de plantas comprende un aparato de tratamiento de plantas y un sistema de control configurado y operable para la comunicación de datos con el aparato de tratamiento de plantas. El aparato de tratamiento de plantas comprende uno o más canales de tratamiento y al menos un dispositivo de tratamiento de plantas asociado con el uno o más canales de tratamiento, estando configurado y operable el al menos un dispositivo de tratamiento de plantas para inducir de forma controlable vibraciones de al menos una parte de una planta. estando configuradas las vibraciones para aplicar tratamiento a al menos una parte de la planta; y un sistema de detección que comprende uno o más sensores configurados y operables para proporcionar señales de detección indicativas de una condición de al menos parte de la planta, el uno o más sensores comprenden un sensor óptico configurado y operable para proporcionar las señales de detección indicativas de datos de imagen de al menos parte de la planta. El sistema de control recibe y procesa las señales de detección producidas por el sistema de detección, el procesamiento de las señales de detección comprende determinar la condición de al menos una parte de la planta y operar el al menos un dispositivo de tratamiento de la planta para inducir vibraciones correspondientes al tratamiento de la al menos porción de la planta. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistemas y métodos de tratamiento de plantas
Campo tecnológico
La presente invención se refiere al tratamiento automatizado de plantas en agricultura industrial, tal como en plantas cultivadas en invernadero. Específicamente, el tratamiento de las plantas incluye, por ejemplo, la polinización mecánica dirigida, la prevención y/o el tratamiento localizados de enfermedades y la inhibición/control del grado de polinización y/o el crecimiento vegetal.
Antecedentes
Los cultivos necesitan mucho cuidado, comenzando por mantener la salud de las plantas durante todo el ciclo de vida de la planta, seguido de la polinización de las flores y garantizando cultivos saludables. Con el aumento continuo de la población y el mayor interés en la vida saludable reduciendo al mismo tiempo los gastos, las formas tradicionales de agricultura son desafiadas todos los días. Como se sabe, la mayoría de los cultivos que comemos o usamos son polinizados principalmente por el viento o los insectos. Sin embargo, por diversas razones estos procesos naturales no existen o no actúan de manera óptima. Por ejemplo, la disminución de la cantidad o la desaparición de insectos del área de labranza, o las condiciones ambientales que limitan la capacidad de los insectos para moverse y polinizar. En los invernaderos, por ejemplo, el viento y los insectos no pueden entrar y polinizar. Adicionalmente, la creciente necesidad de alimentos y de reducción de costes requiere una mayor eficiencia, lo que posteriormente impulsa a los agricultores a mejorar el cuajado y el rendimiento de los frutos más allá de la polinización natural.
Dependiendo de las condiciones y el coste, las soluciones varían de la polinización manual en diversos métodos, a la introducción artificial de insectos, tales como colmenas de abejas melíferas, en áreas agrícolas, o insectos cultivados industrialmente (por ejemplo, la abeja bombus). Adicionalmente, existen soluciones mecánicas tales como hacer vibrar cables que sujetan las plantas, o hacer vibrar manualmente plantas individuales, racimos o flores en plantas que pueden autopolinizarse.
En muchas áreas, la polinización manual es prohibitiva debido a la disponibilidad de mano de obra y el coste. Las abejas también tienen varias desventajas: requieren determinadas condiciones ambientales, son sensibles a los pesticidas, puede escapar (de los invernaderos) o polinizar cultivos cercanos más lucrativos. También pueden transferir virus y hongos.
La solicitud de patente de los EE.UU. 20160353661 describe un método de polinización de una planta que incluye recibir, con un circuito de procesamiento, datos de plantas con respecto a una planta que tiene flores, y controlar, mediante el circuito de procesamiento, el funcionamiento de un dispositivo robótico para polinizar selectivamente una porción de la pluralidad de flores basándose en los datos de las plantas. El dispositivo robótico incluye sensores configurados para adquirir datos de plantas, un dispositivo de polinización configurado para polinizar las flores de una planta, un dispositivo de recogida configurado para recolectar polen y un dispositivo de prevención de la polinización configurado para evitar que una flor sea polinizada.
El documento US20180065749 describe métodos y sistemas de polinización de cultivos, los sistemas incluyen uno o más vehículos no tripulados que incluyen un aplicador de polen configurado para recolectar polen de una flor de un primer cultivo y aplicar el polen recolectado de la flor del primer cultivo a una flor de un segundo cultivo y un sensor configurado para detectar la presencia del polen aplicado a la flor del segundo cultivo por el aplicador de polen para verificar que el polen recolectado de la flor del primer cultivo por el aplicador de polen fue aplicado con éxito por el aplicador de polen a la flor del segundo cultivo.
El documento JP2011200196 desvela un robot de polinización provisto de un dispositivo móvil, un aparato de identificación para identificar una flor normal y una flor sin abrir, un vibrador para hacer vibrar la flor y realizar el tratamiento de polinización, un dispositivo de memorización de la posición polinizada para memorizar las posiciones terminadas con el tratamiento de polinización, un controlador para controlar el vibrador de manera que vibre solamente la flor identificada como una flor normal por el aparato de identificación y polinice las flores, excluyendo las flores en las posiciones identificadas como que terminaron con el tratamiento de polinización por el dispositivo de memorización de la posición de polinización, y un dispositivo de cosecha para cosechar frutos.
Descripción general
La presente invención proporciona técnicas novedosas para tratar plantas durante todos los ciclos de crecimiento y fructificación que incluyen, pero sin limitación, supervisar las condiciones de las plantas, tales como la salud de la planta, lo lista que está para la polinización y la postpolinización, e intervenir en cada una de las condiciones o fases mencionadas anteriormente aplicando el tratamiento adecuado con el fin de garantizar una máxima eficacia y eficiencia con respecto al rendimiento.
Los sistemas y métodos de la presente invención son autónomos y se basan en uno o más dispositivos de tratamiento robóticos que pueden acercarse a la planta específica o una porción de la planta para supervisar y tratar cada planta en un área de labranza de forma autónoma y sin intervención humana.
Es más, los sistemas y métodos altamente eficaces de la invención son rentables en recursos, energía y costes en el sentido de que el tratamiento aplicado es específico y local, hasta el nivel de subplanta y hasta una única flor o una porción específica de la flor.
En algunos aspectos, la presente invención proporciona una técnica novedosa para el tratamiento de plantas mediante la polinización de flores, específicamente la polinización automática de flores, por ejemplo, para su uso en agricultura industrial. El sistema induce vibraciones en una o más regiones de una planta con el fin de polinizar selectivamente una o más flores en la planta. La una o más regiones, denominadas ocasionalmente una porción de la planta, pueden ser, por ejemplo, un tallo de planta, rama, tallo de hoja, hoja, un grupo de flores, una flor o una porción de una flor. El sistema puede detectar los objetivos de flores, determinar si están listos para la polinización y determinar si aún no fueron polinizados, con el fin de polinizar eficiente y rápidamente tantas flores según se requiera en un tiempo y con una energía óptimos, y con esto cubrir grandes cantidades de plantas.
En otro aspecto, la presente invención proporciona sistemas y métodos para el tratamiento de plantas que incluyen inhibir la sobrepolinización de las flores con el fin de optimizar el rendimiento.
En otro aspecto adicional, la presente invención proporciona sistemas y métodos para el tratamiento de plantas que incluyen la identificación local de enfermedades y el tratamiento selectivo de enfermedades.
Los sistemas y métodos autónomos, de acuerdo con la invención, tienen varias ventajas importantes, entre otras; las técnicas no están limitadas por la disponibilidad de mano de obra humana; no son sensibles a la temperatura y otras condiciones requeridas para el uso eficiente de las abejas; no son sensibles a los pesticidas que pueden matar a las abejas o requerir su retirada durante una determinada cantidad de tiempo; no están limitadas a áreas donde pueden usarse abejas; no representan ninguna amenaza para los empleados, por ejemplo, picadura de abejas; no estan restringidas por el hecho de que las abejas no pueden realizar la polinización selectiva con el fin de evitar la sobrepolinización que requiere una poda posterior; y no se ven afectadas por el hecho de que las abejas también pueden dañar las flores si las visitan demasiadas veces.
Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema de tratamiento de plantas que comprende las características de la reivindicación 1.
En algunas realizaciones, dicho al menos un dispositivo de tratamiento de plantas comprende un elemento vibratorio que está configurado y operativo para contactar con dicha al menos porción de la planta mientras vibra para inducir de este modo dichas vibraciones a la misma.
En algunas realizaciones, dicho al menos un dispositivo de tratamiento de plantas puede estar configurado y operativo como un dispositivo de polinización de plantas, de manera que dichas vibraciones inducidas están configuradas para provocar la polinización de al menos una flor dentro de dicha al menos una porción de la planta. El al menos un dispositivo de tratamiento de plantas puede comprender un filtro configurado y operativo para bloquear microbios, virus y/u otros objetos dañinos y evitar su suministro a la al menos una porción de la planta con el flujo de aire o fluido.
En algunas realizaciones, dicho aparato de tratamiento de plantas comprende además un dispositivo de tratamiento de plantas adicional que comprende un dispositivo de suministro de sustancias configurado y operativo para suministrar o pulverizar localmente una o más sustancias de tratamiento sobre una o más regiones de dicha al menos una porción de la planta, comprendiendo dichas sustancias de tratamiento uno o más de los siguientes: un medicamento para tratar enfermedades de las plantas, una hormona vegetal que induce el crecimiento vegetal, un pesticida que mata plagas o una sustancia dañina para las plantas que evita el crecimiento y/o la polinización. El dispositivo de suministro de sustancias puede estar asociado a dicho uno o más canales de tratamiento. El dispositivo de tratamiento de plantas y el dispositivo de tratamiento de plantas adicional pueden estar asociados a dicho al menos un canal de flujo de fluido. El dispositivo de suministro de sustancias puede estar configurado y operativo para pulverizar polen hacia al menos una flor dentro de dicha al menos una porción de la planta.
En algunas realizaciones, dicho al menos un dispositivo de tratamiento de plantas comprende un elemento vibratorio, en donde dicho sistema de control está configurado y operativo para proporcionar un perfil predeterminado de las vibraciones del elemento vibratorio controlando al menos uno de entre la frecuencia, la amplitud y la duración de la vibración.
En algunas realizaciones, dicho al menos un dispositivo de tratamiento está configurado y operativo para inducir las vibraciones generando un flujo de aire, en donde dicho sistema de control está configurado y operativo para proporcionar el perfil de flujo de aire predeterminado controlando al menos uno de los siguientes parámetros: número de pulsos de tren de aire, intervalo de tiempo entre pulsos de tren, número de pulsos en cada pulso de tren, intervalo de tiempo entre dos pulsos en cada pulso de tren, amplitud de la presión en cada pulso, duración de cada pulso.
En algunas realizaciones, el sensor óptico y el canal de tratamiento de flujo de fluido están configurados con una orientación relativa fija predeterminada entre el eje de la línea de visión del sensor óptico y el eje de propagación de la corriente de fluido direccional. La orientación relativa fija predeterminada puede comprender un desplazamiento y/o diferencia angular entre el eje de la línea de visión del sensor óptico y el eje de propagación de la corriente de fluido direccional. La al menos una porción de la planta que se está tratando puede estar ubicada dentro de un campo de visión del sensor óptico. Un plano de captación de luz de dicho sensor óptico puede estar ubicado de forma adyacente a una abertura de salida de fluido de dicha corriente de fluido direccional. El sensor óptico y la abertura de salida de fluido pueden estar unidos de forma fija.
En algunas realizaciones, dicho aparato de tratamiento de plantas comprende además un dispositivo de transporte de polen configurado y operativo para recolectar polen de un depósito en un vehículo o en un área de labranza y suministrar el polen recolectado a un pistilo de al menos una flor dentro de dicha al menos una porción de la planta. El dispositivo de transporte de polen puede tener una superficie con un patrón configurada para adherir el polen que se recolecta a dicha superficie.
En algunas realizaciones, dicho sistema de detección comprende además uno o más sensores ambientales configurados y operativo para proporcionar las señales de detección indicativas de una o más condiciones ambientales en la proximidad de dicha al menos una porción de la planta. El aparato de tratamiento de plantas puede comprender además un dispositivo de tratamiento de plantas adicional que comprende un dispositivo de acondicionamiento ambiental que está configurado y operativo para modificar al menos uno de entre la temperatura y la humedad de un entorno de dicha al menos una porción de la planta. El sistema de control puede configurarse y estar operativo para hacer funcionar dicho dispositivo de acondicionamiento ambiental. El dispositivo de acondicionamiento ambiental puede estar asociado a dicho uno o más canales de tratamiento. El dispositivo de tratamiento de plantas, el dispositivo de suministro de sustancias y el dispositivo de acondicionamiento ambiental pueden estar asociados a dicho al menos un canal de flujo de fluido.
En algunas realizaciones, el sistema de control está configurado y operativo para procesar las señales de detección y, tras determinar que se ha de polinizar una flor dentro de dicha al menos una porción de la planta, generar datos operativos correspondientes para dicho al menos un dispositivo de tratamiento de plantas para inducir dichas vibraciones en la al menos una porción de la planta.
En algunas realizaciones, en donde el sistema de detección comprende uno o más sensores ambientales configurados y operativos para proporcionar las señales de detección indicativas de una o más condiciones ambientales en la proximidad de dicha al menos una porción de la planta, las señales de detección pueden ser indicativas de condiciones desfavorables para la polinización, y el sistema de control puede generar datos operativos para dicho sistema de suministro de sustancias para suministrar o pulverizar una hormona que induce el crecimiento de frutos partenocárpicos. Las señales de detección pueden ser indicativas de una enfermedad de dicha al menos una porción de la planta o plaga en un entorno de o en dicha al menos una porción de la planta, y el sistema de control puede generar datos operativos para que dicho sistema de suministro de sustancias suministre o pulverice un medicamento o un pesticida, respectivamente.
En algunas realizaciones, el sistema de tratamiento de plantas comprende además un conjunto de esterilización y/o limpieza y/o desinfección configurado y operativo para esterilizar y/o limpiar y/o desinfectar dicho al menos un dispositivo de tratamiento de plantas. El conjunto de esterilización y/o limpieza y/o desinfección puede comprender al menos uno de los siguientes: un soplador de aire caliente, un aplicador de material de limpieza y un pulverizador de material de limpieza, desinfección o esterilización.
En algunas realizaciones, el aparato de tratamiento de plantas comprende un conjunto de navegación y seguimiento configurado y operativo para transportar el aparato de tratamiento de plantas a la proximidad de dicha al menos una porción de la planta para posibilitar de este modo tratar dicha al menos una porción de la planta mediante el sistema de tratamiento de plantas. El conjunto de navegación y seguimiento puede comprender un brazo robótico que transporta dicho conjunto de tratamiento de plantas, y el sistema de control puede estar configurado y operativo para mover de forma controlada el brazo robótico en tres dimensiones. El conjunto de navegación y seguimiento puede comprender un vehículo terrestre configurado y operativo para transportar de forma controlable el aparato de tratamiento de plantas a la proximidad de dicha al menos una porción de la planta. El conjunto de navegación y seguimiento puede comprender al menos uno de los siguientes: uno o más sensores ópticos y un sensor de posicionamiento. El conjunto de navegación y seguimiento puede comprender una unidad de momento de inercia configurada y operativa para determinar la trayectoria de movimiento espacial del brazo robótico para optimizar de este modo el tiempo y la energía del proceso de tratamiento de plantas.
En algunas realizaciones, el sistema de control está configurado y operativo para determinar, basándose en dichas señales de detección, si al menos una flor en dicha porción de la planta está lista para la polinización, comparando dichas señales de detección con datos de referencia que comprenden imágenes de flores listas para la polinización, y/o procesando dichos datos de imagen para identificar la presencia de una flor en la imagen o imágenes e identificar lo lista que está la flor o flores para la polinización identificando parámetros de las flores indicativos de la existencia o ausencia de polinización, y/o utilizando inteligencia artificial entrenada.
En algunas realizaciones, el sistema de control está configurado y operativo para analizar las señales de detección de al menos el sensor óptico y determinar una afección de dicha al menos una porción de la planta mientras se trata y después del tratamiento, y generar datos de realimentación correspondientes, posibilitando la toma de decisiones acerca de la modificación de al menos un parámetro del tratamiento que afecta a las vibraciones inducidas en la al menos una porción de la planta.
En algunas realizaciones, el aparato de tratamiento de plantas comprende además un dispositivo de inhibición de la polinización configurado y operativo para evitar que se produzca la polinización en una o más flores y/o evitar el crecimiento y la floración de flores adicionales dentro de dicha al menos una porción de la planta, mientras se minimiza el daño a partes cercanas de la planta. El dispositivo de inhibición de la polinización puede comprender un dispositivo de láser configurado y operativo para irradiar dicha al menos una porción de la planta con parámetros de láser predeterminados para dañar de este modo dicha al menos una porción de la planta.
En algunas realizaciones, el al menos un dispositivo de tratamiento está configurado y operativo como un dispositivo de inhibición de la polinización configurado y operativo para generar dicha corriente de fluido con una temperatura alta predeterminada, mientras se mantiene la direccionalidad de corriente de fluido controlando el tamaño de la salida de corriente de fluido, para quemar una o más regiones de dicha al menos una porción de la planta y evitar que se produzca la polinización en una o más flores y/o evitar el crecimiento y la floración de flores adicionales dentro de dicha al menos una porción de la planta, mientras se minimiza el daño a partes cercanas de la planta.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un aparato de tratamiento de plantas de acuerdo con la reivindicación 20.
De acuerdo con otro aspecto amplio de la invención, se proporciona un método para el tratamiento de plantas que comprende las características de la reivindicación 25.
Breve descripción de los dibujos
Con el fin de comprender mejor la materia objeto que se desvela en el presente documento y para ejemplificar cómo puede realizarse en la práctica, ahora se describirán realizaciones, a modo de ejemplo no limitante solamente, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
laFig. 1ilustra mediante un diagrama de bloques una realización de ejemplo de un sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con la invención;
laFig. 2ilustra un ejemplo no limitante de un aparato de tratamiento que induce vibración en al menos parte de una planta por medio de flujo de aire;
laFig. 3ilustra un ejemplo no limitante de un aparato de tratamiento que induce vibración en al menos parte de una planta por medio de contacto;
laFig. 4a-cilustra 3 ejemplos no limitantes de un aparato de tratamiento que suministra una sustancia o fluido localizado dirigido a al menos parte de la planta;
laFig.5ilustra un dispositivo para controlar la abertura del canal de tratamiento de flujo de aire o suministro de fluido;
laFig. 6ilustra un ejemplo no limitante de un sistema de tratamiento para suministrar polen a la flor por medio de contacto;
laFig.7a-cilustra 3 ejemplos no limitantes de un aparato de tratamiento que provoca la inhibición de la polinización a una parte de la planta;
laFig. 8ilustra un ejemplo no limitante del montaje del dispositivo de tratamiento junto con sensores de formación de imágenes;
laFig. 9ilustra un ejemplo no limitante del montaje del aparato de tratamiento que induce vibración en al menos parte de una planta por medio de contacto, junto con un sistema de limpieza/esterilización/desinfección;
laFig. 10ilustra un ejemplo no limitante de un conjunto de navegación y seguimiento para su uso con varios dispositivos de tratamiento diferentes;
laFig. 11ilustra un ejemplo no limitante del montaje de varios aparatos de tratamiento que inducen vibraciones por medio de flujo de aire en un vehículo robótico;
laFig. 12ilustra un ejemplo no limitante de un patrón del flujo de aire para inducir vibración en al menos una porción de una planta; y
laFig. 13ilustra un ejemplo no limitante de un aparato de inhibición de la polinización montado en un vehículo robótico.
Descripción detallada
Se hace referencia a la Fig. 1 que representa un diagrama esquemático general de las características de una realización no limitante de un sistema 100 de tratamiento de plantas para tratar al menos una porción de una planta, de acuerdo con la invención. El sistema 100 de tratamiento de plantas, incluye un aparato 102 de tratamiento de plantas y un sistema de control 107 conectado y en comunicación con el aparato 102 de tratamiento de plantas, por ejemplo, a través de líneas 107a y 107b de datos y/o control. El aparato 102 de tratamiento de plantas incluye uno o más canales de tratamiento 106 y al menos un dispositivo 103 de tratamiento de plantas asociado a uno o más canales de tratamiento. El aparato 102 de tratamiento de plantas también incluye un sistema de detección 104 que incluye uno o más sensores 105 configurados y operativos para proporcionar, al sistema de control 107, señales de detección 105b indicativas de una afección de la al menos una porción de la planta.
En consecuencia, el sistema 100 de tratamiento de plantas está configurado y operativo para supervisar la planta durante todas sus fases de crecimiento, incluyendo la fase de florecimiento, polinización y fructificación, mediante el sistema de detección 104 y una vez que se identifica una afección predeterminada de la planta, con respecto a una o más de las fases de crecimiento de la planta, el sistema 100 de tratamiento de plantas está configurado y operativo para aplicar un tratamiento correspondiente por el al menos un dispositivo 103 de tratamiento de plantas asociado a uno o más canales de tratamiento 104. Por ejemplo, el sistema 100 de tratamiento de plantas identifica, mediante uno o más sensores adecuados del sistema de detección 104, una afección relacionada con la polinización, por ejemplo, si una o más flores de la planta están listas para ser polinizadas y, como resultado, el sistema 100 de tratamiento de plantas hace funcionar el al menos un dispositivo 103 de tratamiento de plantas con el fin de polinizar una o más flores. En algunas realizaciones, y como se detallará adicionalmente a continuación, el sistema 100 de tratamiento de plantas puede supervisar la salud de la planta, mediante uno o más sensores adecuados del sistema de detección 104, y tras identificar que la planta padece una enfermedad específica, el sistema de tratamiento de plantas hace funcionar el al menos un dispositivo de tratamiento 103 para aplicar un tratamiento correspondiente a la planta enferma, tal como mediante el suministro de un fármaco o medicamento adecuado.
Como se ha descrito, el sistema de detección 104 supervisa, mediante su uno o más sensores 105, una afección de la planta, genera datos de detección correspondientes y envía los datos de detección al sistema de control 107. El sistema de control 107 recibe los datos de detección, a través de la línea 107a de datos, y procesa las señales de detección para determinar la afección de al menos una porción de la planta, después hace funcionar el al menos un dispositivo 103 de tratamiento de plantas, generando datos operativos y enviándolos a través de la línea de control 107b, para aplicar un tratamiento correspondiente a la al menos una porción de la planta.
Cabe señalar que aunque, en este ejemplo específico, la ilustración muestra que el sistema de control 107 es un elemento separado, también se puede configurar de otras maneras. Por ejemplo, el sistema de control 107 puede ser una parte integral del sistema de detección 104 o del al menos un dispositivo de tratamiento 103 o puede estar distribuido entre ellos. En ese caso, las líneas de datos y control se fusionan en una línea de transmisión/comunicación. Es más, se observa que el sistema de control 107 puede estar ubicado dentro o fuera del aparato 102 de tratamiento de plantas. Por ejemplo, el sistema de control 107 puede ejecutarse en un servidor externo que se comunica con los elementos del otro sistema a través de una red, ya sea una red cableada o inalámbrica.
El al menos un dispositivo de tratamiento 103 está configurado y operativo para aplicar tratamiento a la al menos una porción de la planta induciendo de forma controlada un patrón de vibración en al menos una porción de la planta. El patrón de vibración se adapta al tipo deseado del tratamiento que ha de aplicarse, controlando los parámetros del perfil del patrón de vibración. El al menos un dispositivo de tratamiento 103 puede configurarse para aplicar el patrón de vibración a una o más regiones en la al menos una porción de la planta para lograr de este modo el tratamiento requerido en la energía y/o el tiempo mínimos. El patrón de vibración, inducido en la una o más regiones de la al menos una porción de la planta, puede aplicarse mediante el dispositivo 103 de tratamiento de plantas de manera con contacto o sin contacto, como se describirá adicionalmente a continuación.
Como se ha mencionado anteriormente, el aparato 102 de tratamiento de plantas incluye uno o más canales de tratamiento 106 a uno o más de los cuales se asocia el al menos un dispositivo de tratamiento. El uno o más canales de tratamiento incluyen uno o más canales que el dispositivo 103 de tratamiento de plantas usa/requiere para aplicar el tratamiento a la planta. El uno o más canales de tratamiento 106 pueden formar una parte interna del sistema de tratamiento de plantas o, en algunos casos, pueden ser externos al mismo. El uno o más canales de tratamiento 106 pueden ser una parte de entrada, intermedia o de salida con respecto al uno o más dispositivos 103 de tratamiento de plantas. Cabe señalar que, en algunas realizaciones, más de un dispositivo de tratamiento de plantas puede estar asociado a un único canal de tratamiento común. En algunas realizaciones, un único dispositivo de tratamiento de plantas puede estar asociado a más de un canal de tratamiento. Por ejemplo, los canales de tratamiento pueden incluir un canal de flujo de fluido configurado y operativo para proporcionar un flujo de fluido, ya sea en fase gaseosa, líquida o de aerosol, que el dispositivo de tratamiento de plantas utiliza para aplicar el tratamiento. En un ejemplo específico, el canal de flujo de fluido es utilizado por el dispositivo de tratamiento de plantas con el fin de generar un flujo de aire y soplar aire hacia una o más regiones de la al menos una porción de la planta.
El uno o más sensores 105 del sistema de detección 104, capaces de detectar señales indicativas de una afección de la porción de la planta que se está examinando, incluyen al menos un sensor óptico 105a configurado y operativo para proporcionar las señales de detección indicativas de los datos de imagen de la al menos una porción de la planta. El sensor óptico 105a puede configurarse como cualquier sensor óptico conocido en la técnica. Específicamente, el sensor óptico 105a puede ser una cámara que apunta directamente hacia la porción de la planta que se está examinando, o puede tener o estar asociada a una abertura que apunta hacia la porción de la planta (por ejemplo, utilizando una fibra óptica mientras que el sensor en sí no tiene línea directa de visión con la porción de la planta), o puede tener un campo de visión que incluye la porción de la planta, etc. Los datos de imagen pueden ser indicativos de una diversidad de afecciones de la porción de la planta cuya identificación invita a un tratamiento respectivo mediante un dispositivo de tratamiento adecuado. Por ejemplo, los datos de imagen pueden enseñar sobre enfermedades de la planta, si está lista una o más flores para la polinización, la existencia de flores ya polinizadas, etc.
La Fig. 2 representa un ejemplo no limitante de un dispositivo 103a de tratamiento de plantas que induce la vibración de un perfil predeterminado en al menos parte de una planta, de acuerdo con la invención. En este ejemplo, el dispositivo de tratamiento induce el patrón de vibración en la al menos una porción de la planta sin contacto proporcionando un flujo de aire controlado y direccional hacia la al menos una porción de la planta. El flujo de aire direccional que sale del lado distal del dispositivo 103 de tratamiento de plantas y se propaga hacia la porción objetivo de la planta, por ejemplo, una única flor, es en realidad una corriente de aire/fluido definida que tiene un determinado perfil de velocidad, perfil temporal (por ejemplo, configurado como pulsos con intervalos entre medias) y perfil espacial que incluye la dirección y el volumen que puede definirse, por ejemplo, por un eje de propagación y el ancho de la corriente. Por lo tanto, el dispositivo de tratamiento de la Fig. 2 está asociado a un canal de tratamiento que incluye un canal de flujo de fluido. En el ejemplo descrito, el dispositivo de tratamiento incluye un controlador 211 que controla los componentes del dispositivo de tratamiento a través de las líneas de control 212. El controlador 211 puede ser parte del sistema de control o puede ser una parte directa del dispositivo de tratamiento 103a como se ha descrito anteriormente. En algunas realizaciones, el controlador está configurado para la comunicación de datos con el sistema de control para recibir del mismo datos operativos indicativos de los datos de detección proporcionados por el sistema de detección. Un compresor 201 comprime aire a un valor predeterminado o a un valor determinado por el controlador 211 que recibe la lectura de presión del manómetro 201a a través de la línea 201b de datos y hace funcionar el compresor usando la línea de control 212. El compresor 201 comprime el aire que llena un tanque 202 a través del tubo 201c. El tanque 202 está conectado a los aplicadores 203 de flujo de fluido a través de la tubería 205. El aire comprimido se suministra a los aplicadores 203 de flujo de fluido a demanda mediante el control de las válvulas 206 por el controlador 211 a través de las líneas de control 212. El aire puede suministrarse a los aplicadores 203 de flujo de fluido independientemente entre sí controlando cada válvula 206 por separado. La presión del aire es controlada además por el regulador de presión 208 que es controlado por el controlador 211 a través de la línea de control 212.
El compresor de aire 201 puede comprimir aire al valor máximo que se prevé que utilice el dispositivo, y controlando el regulador 208 y las válvulas 206, cada aplicador 203 de flujo de fluido puede recibir una presión establecida independientemente. El compresor de aire 201 puede estar equipado con un filtro microbiano u otro filtro (no mostrado) con el fin de evitar el suministro de microbios/virus u otros objetos dañinos a través del aplicador a plantas o porciones de plantas.
Los tubos 205 pueden ser flexibles, con el fin de permitir el movimiento de los aplicadores 203 con el fin de dirigir el suministro de aire a la parte requerida de la planta, montando aplicadores 203 en monturas móviles 204, también controlados por el controlador 211 a través de las líneas de control 212.
Los aplicadores 203 de flujo de fluido pueden proporcionar un perfil de flujo de aire predeterminado ajustado para proporcionar el tratamiento requerido a la al menos una porción de la planta. El perfil de flujo de aire predeterminado puede ser una secuencia de pulsos de aire mediante la apertura y cierre intermitentes de las válvulas 206 en los momentos requeridos, controlados por el controlador 211, y mediante el cambio de la presión de aire por el regulador 208.
La Fig. 3 representa otro ejemplo no limitante de un dispositivo 103b de tratamiento de plantas que induce la vibración de un perfil predeterminado en al menos parte de una planta, por medio de contacto físico directo con la al menos una porción de la planta. En consecuencia, el dispositivo de tratamiento 103b está asociado a un canal de tratamiento que comprende la aplicación de fuerza de contacto. El dispositivo de tratamiento 103b incluye un aplicador de contacto 301 unido a un elemento vibratorio 302, ambos conectados a una montura 303. La montura 303 puede conectar el dispositivo de tratamiento a una parte adecuada del aparato de tratamiento 102 como se describirá a continuación.
La longitud del aplicador de contacto 301 puede variar dependiendo de la planta tratada. La longitud puede cambiarse manualmente prolongando o retrayendo el aplicador de contacto en su elemento de sujeción que lo une al elemento vibratorio 302. También puede ser controlado por un motor 304 que puede variar su longitud con los comandos de un controlador 305 que puede configurarse de manera similar al controlador 211 como se ha descrito anteriormente. La rigidez/rigidez a la torsión del aplicador de contacto 301 puede variar dependiendo de la planta objetivo. El aplicador de contacto 301 puede ser rígido si la porción de la planta objetivo que ha de hacerse vibrar es gruesa/rígida/grande/difícil de hacer vibrar, o más flexible si la porción de la planta que ha de hacerse vibrar es pequeña o suave.
El elemento vibratorio 302 puede estar vibrando constantemente, o puede hacerse funcionar por el controlador 305, por ejemplo, tras la señal del sensor de proximidad o medidor de fuerza (no mostrado) colocado en el elemento de sujeción del aplicador. La amplitud y la frecuencia de la vibración también pueden cambiarse controlando el elemento vibratorio a través del controlador 305.
Las FIG. 4a-c representan otro ejemplo no limitante más de un dispositivo 103c de tratamiento de plantas para aplicar un tratamiento a al menos parte de una planta, de acuerdo con la invención. Específicamente, el dispositivo 103c de tratamiento de plantas está configurado y operativo para el suministro dirigido y localizado de fluidos y/o sustancias a al menos una porción de una planta. En consecuencia, el dispositivo de tratamiento 103c está asociado a un canal de tratamiento para dispensar material y, en algunas realizaciones, el canal de tratamiento es un canal de flujo de fluido. El dispositivo de tratamiento 103c es similar en algunas de sus características al dispositivo de tratamiento 103a descrito en la Fig. 2. El dispositivo de tratamiento 103c incluye todos los elementos del dispositivo de tratamiento de la Fig. 2 con un depósito 401 de fluido adicional. El depósito 401 está conectado a los tubos 205 a través de la válvula 403, que es controlada por el controlador 211 a través de una línea de control 212. El depósito 401 puede llenarse a través del conector 401a.
Con el fin de suministrar fluidos a una porción de la planta, la válvula 403 se hace funcionar de manera que permita que fluya tanto aire a presión desde el tanque 202 como fluido desde el depósito 401. En conjunto, la mezcla de aire y fluido se suministra a través de los tubos 205 a los aplicadores/aberturas 203 de flujo de fluido abriendo las válvulas 206. En algunas realizaciones, el depósito 401 puede contener un polvo, que se suministra a una porción de la planta de la misma manera que el fluido.
Otra realización no limitante del dispositivo 103c de tratamiento de suministro de fluidos se describe en la Fig. 4b. En este caso, el aire a presión del tanque 202 se usa para presurizar el fluido en el depósito 401 a través del tubo 404. La presión es controlada por el compresor 201 que es operado por el controlador 211. El fluido presurizado en el depósito 401 se suministra a la planta a través de la válvula 403 que es controlada por el controlador 211 a través de la línea de control 212. El depósito 401 también puede presurizarse conectando aire a presión a través del conector 401a.
Ambas realizaciones no limitantes descritas en las Fig. 4a y 4b pueden ampliarse para incluir más de un depósito. Un ejemplo de dicha realización se describe en la Fig.4c con 3 depósitos 401d-f. Esta realización permite que el dispositivo de tratamiento suministre, por ejemplo, 3 tipos de fluidos a la planta, ya sea por separado o en forma de mezclas, controlando la sincronización de las válvulas 403 mediante el controlador 211 a través de las líneas de control 212. De forma similar, un depósito 401f puede contener un líquido de limpieza que lavará abundantemente el tubo 205, las válvulas 403 y 206, el regulador 208 y los aplicadores 203 de fluido entre la aplicación de los diferentes fluidos/materiales.
La Fig. 5 representa un ejemplo no limitante de un aplicador/abertura 203, mostrado en las Fig. 2 y 4, con una abertura ajustable 501 en su punta distal. La figura muestra la abertura 203, en su montura 204, con tubería 205 conectada a través de la válvula 206. La apertura ajustable 501 está conectada al controlador 211 a través de la línea de control 502. Cuando se usa con un sistema para el suministro de fluidos como se describe en las Fig. 4a-c, el tamaño de apertura ajustable puede cambiarse de acuerdo con el tipo de fluido. Por ejemplo, cuando el fluido es más viscoso, la abertura 501 puede agrandarse. El tamaño de la abertura puede cambiarse con el fin de ajustar la aplicación de fluido entre la pulverización dirigida y el aerosol. Cuando se usa con el dispositivo de flujo de aire descrito en la Fig. 2, el tamaño de la abertura puede cambiar con el fin de afectar al patrón de flujo de aire de dirigido, cuando el tamaño de la apertura es grande, a divergente, cuando el tamaño de la abertura es pequeño. El tamaño puede cambiarse dependiendo del tipo de porción de la planta que ha de hacerse vibrar, su distancia desde el aplicador 203 o con el fin de cambiar el caudal con el fin de controlar la amplitud de la vibración. Cuando se induce vibración en una porción grande de una planta, o cuando la distancia es grande o cuando la amplitud de la vibración es grande, el tamaño de la abertura debe agrandarse para aumentar el flujo de aire. Cuando la porción de la planta que ha de hacerse vibrar es estrecha o pequeña, la vibración inducida debe ser suave y el tamaño de la abertura puede reducirse. En general, el tamaño de la abertura debe mantenerse al mínimo para minimizar el flujo de aire y conservar energía, especialmente cuando se trata de un dispositivo de tratamiento que funciona con baterías, o cuando se suministra aire a presión desde un depósito del dispositivo de tratamiento.
La Fig. 6 describe un ejemplo no limitante de un dispositivo 103d de tratamiento de plantas para el suministro de polen a al menos una flor en una planta. El dispositivo de tratamiento 103d es similar al dispositivo de tratamiento mostrado en la Fig. 3, con un cepillo o almohadilla 601 colocado en la punta distal del aplicador 301. El cepillo o almohadilla se pone en contacto con la flor de la planta. El polen precargado en el cepillo/almohadilla 601, por ejemplo, sumergiendo el cepillo/almohadilla en un depósito de polen, se suministra a un órgano femenino de la flor haciendo vibrar el cepillo contra el órgano haciendo funcionar el elemento vibratorio 302. el inicio, la duración, la frecuencia y la amplitud de las vibraciones son controlados por el controlador 305.
Las Fig. 7a-7c describen ejemplos no limitantes de un dispositivo 103e de tratamiento de plantas inhibidor de la polinización que puede usarse para dañar una porción de la planta. En una realización, Como se muestra en la Fig. 7a, el dispositivo de tratamiento incluye un láser 702 y un aplicador 701, a través del cual el haz láser se dirige hacia la porción de la planta, colocado en un soporte 703 conectado a una montura 204 que puede apuntar el haz en la dirección requerida. El haz láser puede ser pulsado, teniendo pulsos largos o pulsos cortos de picosegundos o femtosegundos, y puede tener diversas longitudes de onda, por ejemplo, en el espectro IR, visible o UV.
En otra realización, mostrada en la Fig. 7b, se sopla una corriente de aire caliente dirigida hacia parte de la planta, creada por el soplador 706 y dirigida hacia la planta mediante el aplicador/abertura 705 de flujo de fluido. El tamaño de la abertura del aplicador/abertura 705 no debe ser demasiado pequeño (del orden de 1-3 mm) con el fin de que el aire caliente sea direccional y, así, minimice el daño a las porciones circundantes de la planta.
En otra realización más, mostrada en la Fig. 7c, la punta distal del dispositivo de tratamiento de plantas que se muestra en la Fig. 2 está configurada con un calentador 707 y un aplicador/abertura 708. El aire se alimenta a través de los tubos 205 y la válvula 206 y se calienta con el calentador 707 antes de dirigirse hacia la planta a través del aplicador/abertura 708. Todos los componentes están colocados en la montura 204.
La Fig. 8 representa un ejemplo no limitante de un aparato de tratamiento de plantas con un dispositivo de tratamiento de plantas y un sistema de detección de acuerdo con la invención. Las puntas proximales de los dispositivos de tratamiento de plantas descritos en las Fig. 2, 4 y 7 se colocan en la montura 204. Esta montura puede estar ubicada en un poste fijo 801 como se representa en la Fig. 8. La montura 204 puede tener dos grados angulares de libertad con el fin de apuntar el aplicador/abertura 203 hacia la porción de la planta que ha de tratarse. Un dispositivo 803 de formación de imágenes, que forma un sensor óptico del sistema de detección 104, puede colocarse en la montura 204 junto a la abertura 203. El dispositivo 803 de formación de imágenes está ubicado con respecto a la abertura con un desplazamiento fijo 816. Este desplazamiento solo puede ser de traslación, es decir, apuntando a la misma dirección pero desplazada, o también puede tener un desplazamiento angular 814. Si la línea de visión 812 del dispositivo 803 de formación de imágenes es paralela a la dirección de orientación 811 de la abertura 203, el desplazamiento es únicamente de traslación. Otro dispositivo 804 de formación de imágenes fijo, que forma otro sensor óptico del sistema de detección, puede estar ubicado en el poste 801. Este dispositivo 804 de formación de imágenes está desplazado con respecto a la abertura 203 con un desplazamiento 817, y el ángulo 815 es el ángulo entre la dirección 811 de apuntamiento de la abertura 203 y la línea de visión 813 del dispositivo 804 de formación de imágenes. El ángulo 815 depende de la posición de la montura 204. Cualquiera de los dispositivos de formación de imágenes o ambos pueden usarse para apuntar la abertura 203 hacia la porción de la planta que ha de tratarse. Ambos dispositivos de formación de imágenes pueden enviar datos de imágenes a través de líneas 806 de datos al controlador 211. El controlador 211 puede determinar la posición y la distancia de la porción de la planta que ha de tratarse y, a su vez, apuntar la abertura 203 a la porción objetivo de la planta controlando la posición de la montura 204 a través de la línea de control 802. El posicionamiento de la montura 204 puede determinarse usando un dispositivo de formación de imágenes, o ambos. Si el desplazamiento de la abertura y el dispositivo de formación de imágenes es fijo, como en el desplazamiento de la abertura 203 y el dispositivo 803 de formación de imágenes, y este desplazamiento es conocido por el controlador 211, entonces el apuntamiento de la abertura 203 puede realizarse apuntando el dispositivo 803 de formación de imágenes con un desplazamiento con respecto a la porción de la planta a la que ha de apuntarse. Si el desplazamiento es ajustable, como en el caso de la abertura 203 y el dispositivo 804 de formación de imágenes, la distancia al objetivo puede medirse mediante análisis de imagen de datos de imagen proporcionados por el dispositivo 804 de formación de imágenes, y con desplazamiento de traslación 817 conocido, el controlador 211 puede apuntar la abertura correctamente a la porción de la planta objetivo. Aunque esto requiere los datos adicionales de distancia, la ventaja es que un dispositivo de formación de imágenes ubicado en un gran desplazamiento desde la abertura puede ver objetivos no visibles para el dispositivo de formación de imágenes ubicado adyacente a la abertura. Dos o más dispositivos de formación de imágenes pueden superar el problema de los objetivos ocultos, o al menos aumentar la posibilidad de no perder los objetivos. Adicionalmente, los datos de imagen de dos o más dispositivos de formación de imágenes con un desplazamiento entre sí pueden analizarse estereoscópicamente para encontrar la distancia al objetivo.
La Fig. 9 representa un ejemplo del montaje del dispositivo de tratamiento 103b descrito en la Fig. 3. Como se ha descrito anteriormente, el dispositivo de tratamiento 103b está configurado y operativo para inducir vibración en una porción de una planta a través de contacto. El dispositivo de tratamiento 103b incluye el aplicador de contacto 301, su elemento vibratorio 302, motor 304, controlador 305 y montura 303. La montura conecta el dispositivo de tratamiento a un brazo manipulador 901, que en este ejemplo específico incluye dos secciones 901a y 901b del brazo, conectadas con la junta 902 y que tienen la montura 303 actuando también como otra junta. El brazo 901 se coloca sobre una base 903 que también puede actuar como otra junta.
La longitud del brazo y los grados de libertad, determinados por el número y la longitud de las secciones del brazo, las juntas y sus respectivos grados de libertad, deben ser de manera que permitan alcanzar por contacto todas las porciones requeridas de la planta que se planea tratar, incluyendo, pero sin limitación, las partes más altas y más bajas de la planta. Adicionalmente, el alcance global del brazo manipulador puede ser de manera que permita alcanzar porciones de la planta desde diferentes ángulos de aproximación, por ejemplo, alcanzar una hoja desde abajo, o alcanzar un tallo desde uno o más lados. El propósito es poder contactar porciones de la planta en diferentes ángulos de aproximación y evitar daños a otras porciones de la planta al acercarse, o permitir la formación de imágenes de porciones de la planta desde diversos ángulos cuando se configura la punta distal con uno o más dispositivos de formación de imágenes.
En la Fig. 9 también se muestra un dispositivo de limpieza 911 destinado a limpiar/desinfectar/esterilizar el aplicador 301 o cualquier otra parte de un dispositivo de tratamiento que entre en contacto con la planta, tal como el cepillo/almohadilla 601 descrito en la Fig. 6. El dispositivo de limpieza 911 puede configurarse como un soplador de aire caliente 912 que sopla aire caliente, o como un dispensador/pulverizador para suministrar cualquier otro material 912 requerido, ya sea líquido, aerosol o pulverización, en el aplicador 301. El dispositivo de limpieza 911 puede estar colocado en la misma base 904 junto con el brazo manipulador 901 de manera que el brazo pueda colocar el aplicador 301 en una posición fija que se sabe que alcanza el material de limpieza aplicado por el dispositivo de limpieza 911. Otra opción es colocar un depósito 914 con material de limpieza/desinfección/esterilización en una posición fija en la base 904, de manera que el brazo manipulador 901 pueda sumergir el aplicador 301, o cualquier otra parte del dispositivo o dispositivos de tratamiento de plantas en contacto con la planta, dentro del tanque 914 con el fin de limpiarlo/desinfectarlo/esterilizarlo. El tiempo de limpieza puede ser controlado por el usuario o automáticamente por el sistema de control, de acuerdo con la finalización de las acciones tomadas por el dispositivo/aparato de tratamiento de plantas o, por ejemplo, por el tiempo transcurrido, o por las condiciones ambientales, o por enfermedades y/o plagas que se sabe que están en el área de labranza o detectadas por el sistema de detección durante la operación.
La Fig. 10 representa un ejemplo no limitante de un aparato 102a de tratamiento de plantas configurado de acuerdo con la invención. El aparato de tratamiento de plantas incluye una pluralidad de dispositivos de tratamiento de plantas y un sistema de detección. En este ejemplo, se muestra un dispositivo 103b de tratamiento de plantas para inducir vibración a través del contacto y un dispositivo 103 a de tratamiento de plantas para inducir vibración a través de flujo de aire y ambos están montados en el mismo poste 801. El puesto 801 se coloca en la base 903, que se describe en la Fig. 9 y puede ser estático o móvil. Cabe señalar que cualquier combinación de los dispositivos de tratamiento descritos en las figuras anteriores pueden colocarse juntos en el poste 801. El sistema de detección incluye un sensor óptico (dispositivo 803 de formación de imágenes) y un conjunto de sensores ambientales 1020: sensor de temperatura 1020a, sensor de humedad 1020b y sensor de luz/ambiente 1020c. Estos sensores pueden detectar las condiciones ambientales en el área que rodea la planta que ha de tratarse.
Como también se muestra en la figura, el aparato 102a de tratamiento de plantas incluye un conjunto de navegación y seguimiento 1000 configurado y operativo para transportar el aparato de tratamiento de plantas a la proximidad de la al menos una porción de la planta para posibilitar de este modo tratar la al menos una porción de la planta mediante el sistema de tratamiento de plantas. El conjunto de navegación y seguimiento incluye una plataforma móvil 1001, por ejemplo, un vehículo terrestre, que puede transportar el aparato de tratamiento adyacente a las plantas que han de tratarse. El vehículo 1001 puede ser un vehículo robótico, con ruedas 1002, operado por motores dentro del cuerpo del vehículo 1001. El vehículo robótico puede acercarse a las plantas de forma autónoma usando sensores de navegación y seguimiento. Por ejemplo, el vehículo robótico puede estar equipado con sensores 1014 de formación de imágenes en la parte delantera y a los lados, radar (ya sea basado en MO o basado en láser) 1015 y otros sensores periféricos según se requiera.
El movimiento del vehículo robótico 1001 puede ser controlado por una unidad de procesamiento dedicada 1016 y/o por el sistema de control 107. La unidad de procesamiento 1016 puede incluir comunicación inalámbrica, una unidad de momento de inercia y GPS, con sus respectivas antenas 1018. La unidad de procesamiento 1016 recopila datos de las cámaras, los sensores, la unidad de momento de inercia y el GPS para guiar el vehículo 1001 a lo largo de las plantas en el área labrada. La unidad de procesamiento controla los motores que hacen funcionar las ruedas 1002 así como los dispositivos de tratamiento. La comunicación inalámbrica puede usarse para comunicarse con otros vehículos para coordinar la cobertura del área de labranza o con un ordenador central. La unidad de procesamiento 1016 puede reemplazar al controlador 211, o viceversa, para controlar los componentes del aparato de tratamiento, a saber, motores, monturas, válvulas, sensores de formación de imágenes, brazos manipuladores, compresores y reguladores, todo descrito en figuras anteriores y parcialmente mostrado en la Fig. 10.
Aunque algunos de los componentes mencionados no se muestran en la Fig. 10 en aras de la claridad, todos los elementos descritos en las figuras anteriores pueden colocarse en el vehículo 1001 para soportar el dispositivo o dispositivos de tratamiento.
La Fig. 11 muestra otra posible configuración no limitante de un aparato de tratamiento transportado por el vehículo 1001. Dos postes 801a y 801b que transportan uno o más dispositivos de tratamiento y opcionalmente sensores del sistema de detección, se colocan a ambos lados del vehículo con el fin de tratar las plantas de ambos lados de forma simultánea o alterna (sin necesidad de girar el vehículo). Como se muestra, pueden colocarse diferentes dispositivos de tratamiento en el mismo poste para permitir, por ejemplo, el tratamiento de dos o más porciones de la planta que se encuentran a diferentes alturas simultáneamente. Si se coloca un brazo manipulador en un poste (no se muestra), esto sirve para acortar la extensión requerida del brazo, aumentando de este modo la precisión de colocación de la punta distal y reduciendo la fuerza del motor, el tamaño y el coste necesarios para girar las juntas del brazo. Cabe señalar que un dispositivo de tratamiento inductor de vibración sin contacto normalmente se mueve con 2 grados de libertad, y un dispositivo de tratamiento basado en el contacto normalmente requiere al menos 3 grados de libertad (prácticamente puede requerir más para ubicar el aplicador en contacto con la porción de la planta, la necesidad de evitar otras partes de la planta, así como la necesidad de colocar el dispositivo en un ángulo específico con respecto a la porción de la planta y el hecho de que la porción de la planta que puede ser un tallo que, por ejemplo, puede tener una dirección/posición aleatoria), lo que complica el sistema.
En cada vehículo de transporte puede colocarse más de un puesto de soporte con el fin de tratar varias plantas en paralelo, por ejemplo, un poste en cada lado (para tratar plantas en ambos lados de la hilera) y/o más de un poste en cada lado del vehículo para tratar dos o más plantas consecutivas simultáneamente.
Como apreciar, el aparato/sistema de tratamiento de plantas puede ser un sistema móvil que puede moverse en un área de labranza y transportar los dispositivos/aparatos de tratamiento adyacentes a cada planta. El sistema de transporte/navegación puede basarse en ruedas, como se muestra en la Fig. 10, o sobre rieles o vías colocados a lo largo de las hileras de plantas en el área de labranza. Los rieles pueden tener lugares marcados que pueden indicar al sistema que se detenga en cada planta. Los rieles pueden colocarse en el suelo o en el aire. Junto con el sistema de control, los dispositivos de localización tales como GPS y las cámaras periféricas, el aparato/sistema de tratamiento de plantas puede detectar plantas, registrar su ubicación y seguir su tratamiento con el fin de volver a las mismas porciones/flores o evitar su tratamiento si ya se han tratado.
La Fig. 12 muestra un ejemplo no limitante de dicha secuencia de pulsos para su uso para inducir un patrón de vibración en una porción tratada de una planta. El gráfico representa la salida de presión (eje Y) en función del tiempo (eje X) del aire que sale de los aplicadores/aberturas 203 de flujo de aire. El ejemplo representado incluye dos trenes de pulsos (S1 y S2) con una separación de tiempo T3, cada tren de pulsos con tres pulsos de duración T1 y un intervalo T2. El patrón de vibración puede contener uno o más trenes de pulsos, con diferentes separaciones de tiempo (T3) entre los trenes de pulsos, cada tren de pulsos con dos o más pulsos con un intervalo de duraciones (T1) e intervalos (T2). Por ejemplo, en una realización, puede haber tres trenes (S1, S2, S3), con separación temporal T3 = 0,5 segundos entre los trenes, cada tren con tres pulsos con intervalos T2 = 0,1 segundos y cada pulso con una duración de T1 = 0,1 segundos.
La vibración de las flores con el fin de liberar el polen puede ser inducida por ráfagas de presión de aire. Esta es una inducción/generación de vibración sin contacto de la flor o flores y/o racimo de flores o inflorescencia en general, con el fin de inducir la polinización. La polinización sin contacto puede reducir las posibilidades de transmisión de enfermedades y virus, y puede reducir las posibilidades de daño a la planta por contacto inadecuado. A diferencia del flujo de aire no direccional, tal como los sopladores de aire, la invención proporciona varias ventajas. Los sopladores consumen mucha más energía, no pulsada, por lo que la frecuencia de vibración no puede controlarse y la presión no puede ajustarse con precisión. Debido al gran flujo de aire y al flujo no dirigido y no localizado, los sopladores de aire pueden aumentar las posibilidades de propagar enfermedades, virus y plagas.
La cantidad de aire, los números de ráfagas, la duración y el ángulo relativo a las flores deben coincidir con el cultivo que se está polinizando, ya sea por parámetros definidos por el usuario o por parámetros predefinidos después de la detección automática de tipos de flores, por ejemplo, por visión y algoritmo aplicado en la unidad de procesamiento.
La secuencia de pulsos de aire debe tener las siguientes propiedades: 1) la secuencia completa no debe durar más de varios segundos con el fin de permitir el tratamiento de suficientes plantas; 2) la duración del pulso y la distancia/intervalo entre pulsos deben permitir la vibración de las flores en el intervalo requerido de frecuencias y amplitudes/magnitud; 3) la presión del pulso y el caudal de aire deben mantenerse al mínimo con el fin de conservar energía y/o presión en el tanque; 4) el diámetro/abertura de la abertura no debe ser demasiado pequeño para provocar que el aire se desvíe y no llegue a las flores, ni demasiado grande para provocar que el aire se agote demasiado rápido. La válvula que libera aire a las aberturas no debe estar demasiado lejos de las aberturas con el fin de conservar la forma del tren de pulsos y no provocar que los pulsos se amplíen antes de salir de la abertura. Los parámetros de flujo también deben optimizarse con el fin de no dañar las flores y/o la porción de la planta.
El sistema/aparato de tratamiento de plantas que se muestra en la figura 11 puede usarse para polinizar plantas. Un posible método no limitante para polinizar la inflorescencia autopolinizante de una planta, usando el sistema representado, puede incluir las siguientes etapas:
1. Transportar el vehículo 1001 adyacente a la planta mediante los métodos descritos anteriormente;
2. Visualizar planta con el dispositivo 803 de formación de imágenes;
3. Analizar las imágenes mediante la unidad de procesamiento 1016 o el sistema de control 107 para determinar si al menos una flor en la porción de la planta visualizada está lista para la polinización. Esto puede realizarse a) comparando dichos datos de imagen con datos de referencia que muestren la fase de desarrollo o la fase de crecimiento indicativa del estado de polinización de una o más flores, por ejemplo, un conjunto de datos con imágenes de flores listas para la polinización, o b) procesando los datos de imagen para identificar la presencia de una flor en la imagen o imágenes y si está lista para la polinización identificando parámetros de las flores indicativos de la existencia o ausencia de polinización, tales como el color y la forma de una o más partes de la flor o flores o c) utilizando técnicas de inteligencia artificial entrenadas (sistemas y/o métodos);
4. Ajustar la posición del aplicador/aberturas 203 para apuntar a la porción requerida de la planta controlando las monturas 204 como se ha descrito anteriormente con respecto a la Fig. 8, ajustando el eje/línea de la corriente 811 de fluido/aire de acuerdo con la imagen observada por los dispositivos 803 y/u 804 de formación de imágenes teniendo en cuenta su desplazamiento respectivo desde la abertura 203;
5. Establecer parámetros de vibración (la presión, el número y la amplitud de los pulsos, la duración de cada pulso y los intervalos entre ellos) de acuerdo con la porción de la planta que ha de hacerse vibrar según lo visualizado por los dispositivos de formación de imágenes y/o de acuerdo con los valores predefinidos definidos por porción de la planta y/o la distancia a la porción de la planta y/u otros parámetros;
6. Liberar la secuencia de pulsos de aire para hacer vibrar de forma controlada la porción de la planta.
Además del método de polinización descrito anteriormente, una vez que se suministró la secuencia de pulsos de aire, el dispositivo de formación de imágenes/cámara puede detectar la vibración de la flor y, si no cumple con la amplitud y/o frecuencia esperada, el patrón de vibración puede ajustarse en uno de los siguientes: la presión puede aumentarse/disminuirse controlando el regulador, la duración del pulso y el intervalo de tiempo entre pulsos pueden cambiarse en un pulso de tren, o el número de pulso en un pulso de tren o el número de pulso de tren, con el fin de cambiar la cantidad, la frecuencia y la amplitud de las vibraciones. La dirección del pulso también puede cambiarse. En lugar de apuntar al eje principal de la inflorescencia (raquis) o el tallo más grande de la planta con el objetivo de hacer vibrar varias inflorescencias juntas y hacer vibrar todas las flores juntas, los pulsos pueden dirigirse a flores individuales.
Para evitar la necesidad de podar, el sistema de tratamiento de plantas puede incluir la comunicación con un operador (por comunicación inalámbrica o interfaz directa al sistema) con el fin de predefinir la planta exacta que se está polinizando y enfocar el algoritmo y mejorar su detección de objetivos, así como determinar la cantidad de flores que deben polinizarse en cada inflorescencia o el total en cada planta. Adicionalmente, el sistema puede programarse para detectar la planta por sí mismo y tener parámetros predefinidos para el número de flores que han de polinizarse.
El sistema/aparato de tratamiento de plantas puede usar GPS o señales visuales para registrar (desde el conjunto de cámaras) la posición exacta de cada planta visitada y el estado de su flor para referencia posterior e informar al agricultor. El aparato también puede utilizar señales/marcas colocadas en el invernadero (por ejemplo, señal de código de barras por planta o fila). Las cámaras pueden ser hiperespectrales o cualquier tipo de cámara, por ejemplo, IR, y pueden tener iluminación adicional en diversas longitudes de onda para potenciar la visibilidad y la capacidad de detección.
Como se ha descrito, el sistema de tratamiento de plantas puede equiparse con sensores de temperatura, humedad y luz (Fig. 10, 1020a-c), o comunicarse con sensores colocados en el área de labranza, y determinar automáticamente si iniciar o detener el tratamiento de plantas (por ejemplo, polinización) de acuerdo con parámetros predefinidos para cada cultivo (después de la detección automática del cultivo que se está polinizando) o configuraciones definidas por el usuario.
Cuando el sistema/aparato de tratamiento de plantas está equipado con sensores ambientales que proporcionan datos ambientales sobre el entorno de la planta, un método para polinizar inflorescencias basado en datos ambientales puede incluir las siguientes etapas:
1. Recopilar datos ambientales del área de labranza;
2. si las condiciones se ajustan a la polinización inducida por vibración, entonces el sistema puede usar uno o más dispositivos de tratamiento que utilizan pulsos de aire;
3. si las condiciones no se ajustan a dicha polinización inducida por vibración, el microambiente de la planta puede preacondicionarse:
3 a. si las condiciones son demasiado secas, el aire puede humidificarse mediante el dispositivo de tratamiento de plantas descrito en la Fig. 4a, por ejemplo, donde un depósito puede contener agua;
3b. Si las condiciones son demasiado húmedas, la humedad relativa puede reducirse calentando el aire aplicado a la porción de la planta tratada empleando un elemento calefactor (como se describe en la Fig. 7c);
4. si las condiciones no permiten la liberación de polen por vibración y no hay disponibles componentes de preacondicionamiento, pero el polen puede unirse al órgano femenino, el polen puede aplicarse de manera local y direccional mediante el dispositivo de tratamiento descrito en las Fig. 4a-c, donde un depósito contiene polen, y/o el polen puede administrarse mediante un dispositivo de tratamiento vibratorio basado en el contacto como se describe en la Fig. 6.
5. si las condiciones no permiten que el polen se una al órgano femenino, puede usarse un dispositivo de tratamiento tal como se describe en las fig. 4a-c para pulverizar hormonas vegetales en las flores con el fin de inducir el crecimiento de frutos partenocárpicos. La administración localizada y direccional de hormonas vegetales es crucial, puesto que es necesaria para determinar la ubicación exacta del órgano femenino en las flores, reduce las cantidades por motivos de ahorro y puesto que grandes cantidades de hormonas pueden dañar las plantas.
El sistema de tratamiento de plantas puede polinizar flores selectivamente. Mediante señales visuales de un conjunto de dispositivos de formación de imágenes, o una combinación de cámaras y determinación de ubicación por GPS u otro método, el sistema identificará flores en cada planta, determina si cada flor está lista para la polinización o si fue polinizada, determina si un número predefinido de flores ya fue polinizado en la inflorescencia específica. El sistema después determinará si polinizar una flor específica. Dependiendo del método de polinización, el sistema se dirigirá únicamente a las flores que han de polinizarse. Si el dispositivo de polinización utiliza vibración, como en la Fig. 3, la polinización selectiva puede realizarse colocando el dispositivo vibratorio adyacente a la flor y ajustando la amplitud de la vibración de manera que las flores adyacentes no sean polinizadas. Si las flores están agrupadas, la vibración puede programarse cuando el número correcto de flores esté lista para la polinización determinando visualmente el estado de todas las flores en el grupo. Lo mismo puede realizarse con el método de presión de aire (Fig. 4) y el método de pulverización de polen u hormonas descrito anteriormente. Este método es reversible, es decir, si debe polinizarse un número diferente de flores, el dispositivo puede volver a la planta y polinizar flores adicionales.
En una realización del aparato de tratamiento de plantas, descrita en la Fig. 3, puede usarse un elemento vibratorio para la polinización de flores autopolinizadoras que requieren vibración para liberar su polen en el órgano femenino. La amplitud y la frecuencia de la vibración pueden cambiar de acuerdo con la definición del usuario o por parámetros predefinidos siguiendo la detección automática de tipos de flores visualmente y mediante algoritmo en la unidad de procesamiento. La ubicación del elemento vibratorio también debe coincidir con el cultivo que se está polinizando. Un conjunto de cámaras, en el vehículo y/o en el brazo/poste de extensión que sujeta el dispositivo de tratamiento de plantas y en la punta del dispositivo guiará el sistema para colocar el elemento vibratorio en la posición exacta de colocación, ya sea en la base de cada flor, en el raquis de la inflorescencia o en una rama que sujeta varias inflorescencias.
Otra realización de un aparato de tratamiento de plantas para polinizar flores puede basarse en un cepillo que se coloca en una punta distal de un brazo manipulador (Fig. 6) y una punta vibratoria 301. El brazo puede guiar el cepillo a un depósito de polen en el vehículo o en lugares en el campo con el fin de colocar el polen en el cepillo. El cepillo puede entonces guiarse, al igual que la punta vibratoria, para polinizar flores colocando el cepillo junto al órgano femenino de la flor y frotando suavemente (por vibración) el cepillo contra el órgano.
Haciendo referencia de nuevo a la Fig. 7, se describen varios ejemplos de aparatos inhibidores de la polinización. Colocando dicho aparato en un vehículo como se describe en las Fig. 10 y 11, solo o junto con otros dispositivos descritos anteriormente, pueden dañarse porciones de una planta intencionalmente. Por ejemplo, con un láser colocado adyacente al dispositivo de formación de imágenes, una vez polinizado el número de flores requerido, el resto puede dañarse intencionalmente con el fin de evitar su posterior polinización. Dependiendo de la planta, las porciones que han de dañarse con el fin de inhibir la polinización pueden variar. Por ejemplo, una flor que se autopoliniza puede inhibirse dañando sus órganos masculinos o femeninos.
La Fig. 13 representa un ejemplo no limitante de dicho sistema de inhibición de la polinización. Se muestra una porción de una planta 1300. El láser 702 se coloca adyacente al aplicador/abertura 203 de flujo de aire, y ambos apuntan a la montura 204. El láser puede apuntar a flores individuales 1302-1305, o a una ubicación a lo largo del raquis 1301 que dañará todas las flores más allá de un punto 1306 (es decir, flores 1304 y 1305) y evitará que se desarrollen flores adicionales en el raquis. Esto evita la necesidad de podar puesto que la polinización también puede ocurrir de forma espontánea o natural por el viento y los insectos o el movimiento de la planta por parte del personal de la granja. De forma similar, el daño puede ser causado por aire caliente (del mecanismo de calentamiento descrito anteriormente, ajustado a temperaturas que pueden ser predefinidas por el tipo de planta, la flor, el estado de las flores y/o las condiciones ambientales, detectados mediante dispositivos de formación de imágenes del sistema y/o sensores ambientales y analizados por la unidad de procesamiento 1016 o el sistema de control 107), o colocando un material dañino en el tanque y pulverizando las flores con precisión desde cerca sin dañar otras flores. Esto requiere un aparato para el suministro localizado dirigido de sustancias/fluidos como se describe en la Fig. 4. Tanto el suministro de sustancias dirigido y localizado como el suministro de aire caliente dirigido y localizado, junto con el control de la cantidad de sustancia o calor de la corriente de aire caliente, puede minimizar el daño a las flores circundantes y la porción de la planta o las plantas circundantes. De forma similar, la energía del láser puede minimizarse a valores predefinidos por el tipo de planta, la flor, el estado de las flores y/o las condiciones ambientales, así como establecer el tamaño del punto láser en el objetivo a varios milímetros o menos (dependiendo de la inflorescencia exacta objetivo) con el fin de evitar daños a las porciones circundantes de la planta, puesto que los órganos florales a los que se dirige y el raquis de la inflorescencia son del orden de varios milímetros.
Con múltiples cámaras existentes en las diversas monturas y postes, cada planta puede visualizarse de cerca desde muchos ángulos y alturas. Esto permite detectar plagas o enfermedades. El tanque 401 descrito anteriormente (que se muestra en las Fig. 4a-c) puede contener otros materiales de tratamiento (por ejemplo, pesticida) y el mecanismo de presión de aire puede usarse para pulverizarlo, u otros materiales, para el tratamiento local y eficiente de plagas, enfermedades, hongos, etc. El sistema puede notificar al usuario sobre el hallazgo y su tratamiento, y en visitas posteriores, puesto que el sistema registra la ubicación de cada planta, el estado de la enfermedad o plaga puede actualizarse con el fin de garantizar que el problema fue tratado. Cuando el sistema es como se describe en la Fig. 4c, es decir, consiste en varios tanques, pueden colocarse varios materiales en el mismo vehículo y pueden tratarse varias enfermedades o plagas detectadas.
Claims (25)
1. Un sistema (100) de tratamiento de plantas que comprende:
un aparato (102) de tratamiento de plantas que comprende:
uno o más dispositivos (103) de tratamiento de plantas que están configurados y operativos para aplicar tratamiento a al menos una porción de la planta, en donde uno o más dispositivos de dicho uno o más dispositivos de tratamiento de plantas están configurados y operativos para aplicar el tratamiento induciendo de forma controlada un patrón de vibración en la al menos una porción de la planta, adaptándose dicho patrón de vibración a un tipo deseado de tratamiento que ha de aplicarse; y
un sistema de detección (104) que comprende uno o más sensores (105) configurados y operativos para proporcionar señales de detección indicativas de una afección de dicha al menos una porción de la planta, comprendiendo dicho uno o más sensores un sensor óptico (105a) configurado y operativo para proporcionar las señales de detección indicativas de los datos de imagen de dicha al menos una porción de la planta; y
un sistema de control configurado y operativo para la comunicación de datos con dicho aparato de tratamiento de plantas, para recibir y procesar las señales de detección producidas por el sistema de detección, comprendiendo el procesamiento de las señales de detección determinar una afección de dicha al menos una porción de la planta, definir parámetros del patrón de vibración y hacer funcionar dicho al menos un dispositivo de tratamiento de plantas para inducir el patrón de vibración correspondiente al tipo deseado del tratamiento que ha de aplicarse a dicha al menos una porción de la planta;
caracterizándose el sistema de tratamiento de plantas porque
dicho aparato de tratamiento de plantas comprende uno o más canales (106, 205) de flujo de fluido y uno o más aplicadores (203) de flujo de fluido, y
al menos un primer dispositivo (103a) de dicho uno o más dispositivos de tratamiento de plantas está configurado y operativo para inducir el patrón de vibración generando, a través de dicho uno o más canales de flujo de fluido y uno o más aplicadores de flujo de fluido, un flujo de aire que tiene un perfil de flujo predeterminado, hacia dicha al menos una porción de la planta, siendo dicho perfil de flujo predeterminado del flujo de aire una corriente de aire direccional y dirigida que puede dirigirse hacia e induce el patrón de vibración en una o más regiones específicas en dicha al menos una porción de la planta.
2. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde al menos un segundo dispositivo (103b) de dicho uno o más dispositivos de tratamiento de plantas comprende un elemento vibratorio (302) que está configurado y operativo para contactar con dicha al menos una porción de la planta mientras vibra para inducir de forma controlada dicho patrón de vibración en la al menos una porción de la planta.
3. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho tipo deseado de tratamiento es la polinización, en donde dicho al menos un dispositivo de tratamiento de plantas está configurado y operativo como un dispositivo de polinización de plantas, dicho sistema de control está configurado y operativo para procesar las señales de detección y, tras determinar que se ha de polinizar una flor dentro de dicha al menos una porción de la planta, generar datos operativos correspondientes para dicho primer o segundo dispositivo de tratamiento de plantas de manera que dicho patrón de vibración inducido esté configurado para provocar la polinización de al menos una flor dentro de dicha al menos una porción de la planta.
4. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho uno o más dispositivos de tratamiento de plantas comprenden un dispositivo (103c) de suministro de sustancias configurado y operativo para suministrar o pulverizar localmente al menos una sustancia de tratamiento o polen sobre una o más regiones de dicha al menos una porción de la planta, comprendiendo dicha sustancia de tratamiento al menos uno de los siguientes: un medicamento para tratar enfermedades de las plantas, una hormona vegetal que induce el crecimiento vegetal, un pesticida que mata plagas o una sustancia dañina para las plantas que evita el crecimiento y/o la polinización.
5. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con la reivindicación 4, en donde dicho dispositivo de suministro de sustancias utiliza dicho uno o más canales de flujo de fluido y dicho uno o más aplicadores de flujo de fluido para suministrar o pulverizar la sustancia de tratamiento o el polen.
6. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho sistema de control está configurado y operativo para definir al menos uno de los siguientes parámetros del patrón de vibración: frecuencia, amplitud y duración del patrón de vibración.
7. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho sistema de control está configurado y operativo para definir al menos uno de los siguientes parámetros del patrón de vibración: número de pulsos de tren de aire, intervalo de tiempo entre pulsos de tren, número de pulsos en cada pulso de tren, intervalo de tiempo entre dos pulsos en cada pulso de tren, amplitud de la presión en cada pulso, duración de cada pulso.
8. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha al menos una porción de la planta que se está tratando está ubicada dentro de un campo de visión del sensor óptico, dicho sensor óptico y el canal de flujo de fluido están configurados con una orientación relativa fija predeterminada que comprende al menos una diferencia desplazada o angular entre el eje de la línea de visión del sensor óptico y el eje de propagación de la corriente de aire direccional y dirigida.
9. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con la reivindicación 8, que tiene al menos una de las siguientes configuraciones:
a) un plano de captación de luz de dicho sensor óptico está ubicado de forma adyacente a una abertura de salida de fluido de dicho aplicador de flujo de fluido, y
b) dicho sensor óptico y una abertura de salida de fluido de dicho aplicador de flujo de fluido están unidos de forma fija.
10. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho uno o más dispositivos de tratamiento de plantas comprenden además un dispositivo (103d) de transporte de polen configurado y operativo para recolectar polen de un depósito en un vehículo o en un área de labranza y suministrar el polen recolectado a un pistilo de al menos una flor dentro de dicha al menos una porción de la planta.
11. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con la reivindicación 10, en donde dicho dispositivo de transporte de polen tiene una superficie con un patrón configurada para adherir el polen que se está recolectando a dicha superficie.
12. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho sistema de detección comprende además uno o más sensores ambientales configurados y operativo para proporcionar las señales de detección indicativas de una o más condiciones ambientales en la proximidad de dicha al menos una porción de la planta.
13. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con la reivindicación 12, en donde dicho uno o más dispositivos de tratamiento de plantas comprenden además un dispositivo de acondicionamiento ambiental que está configurado y operativo para modificar al menos uno de entre la temperatura y la humedad de un entorno de dicha al menos una porción de la planta.
14. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con la reivindicación 13, en donde dicho dispositivo de acondicionamiento ambiental utiliza dicho uno o más canales de flujo de fluido y dicho uno o más aplicadores de flujo de fluido para modificar la temperatura o la humedad mediante flujo de aire.
15. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 14, en donde dicho sistema de detección se caracteriza por al menos uno de los siguientes: a) el sistema de detección comprende uno o más sensores ambientales configurados y operativo para proporcionar las señales de detección indicativas de una o más condiciones ambientales en la proximidad de dicha al menos una porción de la planta, en el que dichas señales de detección son indicativas de condiciones desfavorables para la polinización, y en donde dicho sistema de control genera datos operativos para dicho dispositivo de suministro de sustancias para suministrar o pulverizar una hormona que induce el crecimiento del fruto partenocárpico, y b) el sistema de detección proporciona dichas señales de detección que son indicativas de una enfermedad de dicha al menos una porción de la planta o plaga en un entorno de o en dicha al menos una porción de la planta, y en donde dicho sistema de control genera datos operativos para dicho dispositivo de suministro de sustancias para suministrar o pulverizar un medicamento o pesticida, respectivamente.
16. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho aparato de tratamiento de plantas comprende además al menos uno de un conjunto de esterilización, limpieza o desinfección (911) configurado y operativo para esterilizar, limpiar o desinfectar, respectivamente, dicho uno o más dispositivos de tratamiento de plantas, comprendiendo el conjunto al menos uno de los siguientes: un soplador de aire caliente (912), un aplicador de material de limpieza y un pulverizador de material de limpieza, desinfección o esterilización.
17. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho aparato de tratamiento de plantas comprende un conjunto de navegación y seguimiento (1000) configurado y operativo para transportar el aparato de tratamiento de plantas a la proximidad de dicha al menos una porción de la planta para posibilitar de este modo tratar dicha al menos una porción de la planta mediante el sistema de tratamiento de plantas, caracterizándose el sistema de tratamiento de plantas por al menos uno de los siguientes:
a) dicho conjunto de navegación y seguimiento comprende un brazo robótico (901) que transporta dicho aparato de tratamiento de plantas, y en el que dicho sistema de control está configurado y operativo para mover de manera controlable el brazo robótico en tres dimensiones,
b) dicho conjunto de navegación y seguimiento comprende un vehículo terrestre (1001) configurado y operativo para transportar de forma controlable el aparato de tratamiento de plantas a la proximidad de dicha al menos una porción de la planta,
c) dicho conjunto de navegación y seguimiento comprende al menos uno de los siguientes: uno o más sensores ópticos (1014) y un sensor de posicionamiento,
d) dicho conjunto de navegación y seguimiento comprende un brazo robótico que transporta dicho aparato de tratamiento de plantas y una unidad de momento de inercia configurada y operativa para determinar la trayectoria de movimiento espacial del brazo robótico para optimizar de este modo el tiempo y la energía del proceso de tratamiento de plantas.
18. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho sistema de control se caracteriza por al menos uno de los siguientes:
a) el sistema de control está configurado y operativo para determinar, basándose en dichas señales de detección, si al menos una flor en dicha porción de la planta está lista para la polinización, comparando dichas señales de detección con datos de referencia que comprenden imágenes de flores listas para la polinización, o procesando dichos datos de imagen para identificar la presencia de una flor en la imagen o imágenes e identificar lo lista que está la flor o flores para la polinización identificando parámetros de las flores indicativos de la existencia o ausencia de polinización o utilizando inteligencia artificial entrenada, y
b) el sistema de control está configurado y operativo para analizar las señales de detección de al menos el sensor óptico y determinar una afección de dicha al menos una porción de la planta mientras se trata y después del tratamiento, y generar datos de realimentación correspondientes, posibilitando la toma de decisiones acerca de la modificación de al menos un parámetro del tratamiento que afecta al patrón de vibración inducido en la al menos una porción de la planta.
19. El sistema de tratamiento de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho uno o más dispositivos de tratamiento de plantas comprende además un dispositivo de inhibición de la polinización (103e) configurado y operativo para evitar que se produzca la polinización en una o más flores o evitar el crecimiento y la floración de flores adicionales dentro de dicha al menos una porción de la planta, mientras se minimiza el daño a partes cercanas de la planta, caracterizándose el dispositivo inhibidor de la polinización por al menos uno de los siguientes:
a) el dispositivo de inhibición de la polinización comprende un dispositivo de láser (702, 701) configurado y operativo para irradiar dicha al menos una porción de la planta con parámetros de láser predeterminados para dañar de este modo dicha al menos una porción de la planta,
b) el dispositivo inhibidor de la polinización está configurado y operativo para generar, a través de dicho uno o más canales de flujo de fluido, un flujo de aire que tiene una temperatura alta predeterminada mientras se mantiene la direccionalidad del flujo de aire controlando el tamaño de la salida del flujo de aire, para dañar una o más regiones de dicha al menos una porción de la planta y evitar que se produzca la polinización en una o más flores o evitar el crecimiento y la floración de flores adicionales dentro de dicha al menos una porción de la planta, mientras se minimiza el daño a partes cercanas de la planta.
20. Un aparato de tratamiento de plantas que comprende:
uno o más dispositivos (103, 103e) de tratamiento de plantas, que están configurados y operativos para aplicar tratamiento a al menos una porción de una planta;
en donde uno o más dispositivos de dicho uno o más dispositivos de tratamiento de plantas están configurados y operativos para aplicar el tratamiento induciendo de forma controlada un patrón de vibración en la al menos una porción de la planta, adaptándose dicho patrón de vibración a un tipo deseado de tratamiento que ha de aplicarse;
un sistema de detección (104) que comprende uno o más sensores (105) configurados y operativos para proporcionar señales de detección indicativas de una afección de dicha al menos una porción de la planta, comprendiendo dicho uno o más sensores un sensor óptico (105a) configurado y operativo para proporcionar las señales de detección indicativas de los datos de imagen de dicha al menos una porción de la planta; y
una utilidad de comunicación para una comunicación de datos con un sistema de control para transmitir las señales de detección al sistema de control y recibir del sistema de control datos operativos para dicho al menos un dispositivo de tratamiento de plantas para inducir el patrón de vibración correspondientes al tipo deseado del tratamiento que ha de aplicarse a dicha al menos una porción de la planta;
caracterizándose el aparato de tratamiento de plantas porque:
dicho aparato de tratamiento de plantas comprende uno o más canales (106, 205) de flujo de fluido y uno o más aplicadores (203) de flujo de fluido, y
al menos un primer dispositivo (103a) de dicho uno o más dispositivos de tratamiento de plantas está configurado y operativo para inducir el patrón de vibración generando, a través de dicho uno o más canales de flujo de fluido y uno o más aplicadores de flujo de fluido, un flujo de aire que tiene un perfil de flujo predeterminado, hacia dicha al menos una porción de la planta, siendo dicho perfil de flujo predeterminado del flujo de aire una corriente de aire direccional y dirigida que puede dirigirse hacia e induce el patrón de vibración en una o más regiones específicas en dicha al menos una porción de la planta.
21. El aparato de tratamiento de plantas de acuerdo con la reivindicación 20, en donde dicho uno o más dispositivos (103, 103e) de tratamiento de plantas están configurados y operativos para provocar daños dirigidos en al menos una parte de dicha al menos una porción de la planta mediante soplado, a través de uno o más de dichos canales (106, 205) de flujo de fluido y dicho uno o más aplicadores (203) de flujo de fluido, aire de temperatura alta y perfil de flujo predeterminados en al menos parte de la al menos una porción de la planta, estando configurados dichos datos operativos para dicho al menos un dispositivo de tratamiento de plantas para provocar el daño dirigido a dicha al menos parte de la al menos una porción de la planta basándose en las siguientes una o más afecciones de dicha al menos una porción de la planta: enfermedad, parásito, estado de la flor, número de flores, número de flores que ya han sido polinizadas.
22. El aparato de tratamiento de plantas de acuerdo con la reivindicación 20 o 21, en donde dicho uno o más dispositivos de tratamiento de plantas comprenden además al menos uno de los siguientes: láser (702) de parámetros predeterminados de intensidad y/o longitud de onda, y suministro de sustancias.
23. El aparato de tratamiento de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 22, en donde dicho aparato de tratamiento de plantas comprende además un conjunto de navegación y seguimiento (1000) configurado y operativo para transportar el aparato de tratamiento de plantas a la proximidad de dicha al menos una porción de la planta para posibilitar de este modo tratar dicha al menos una porción de la planta mediante el dispositivo de tratamiento de plantas, dicho conjunto de navegación y seguimiento comprende uno o más de los siguientes:
a) un brazo robótico (901) que transporta dicho aparato de tratamiento de plantas y que está configurado y operativo para moverse en tres dimensiones,
b) un vehículo terrestre (1001) configurado y operativo para transportar de forma controlable el aparato de tratamiento de plantas a la proximidad de dicha al menos una porción de la planta,
c) al menos uno de los siguientes: uno o más sensores ópticos (1014) y un sensor de posicionamiento, d) un brazo robótico que transporta dicho aparato de tratamiento de plantas y una unidad de momento de inercia configurada y operativa para determinar la trayectoria de movimiento espacial del brazo robótico para optimizar de este modo el tiempo y la energía del proceso de tratamiento de plantas.
24. El aparato de tratamiento de plantas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 23, en donde dicha al menos parte de la al menos una porción de la planta es una única flor o una región en una única flor.
25. Un método para el tratamiento de plantas que comprende:
- adquirir datos de detección que comprenden datos de imagen de al menos una porción de una planta;
- analizar dichos datos de detección para determinar si una o más flores en dicha al menos una porción de la planta satisfacen una de las siguientes condiciones: (i) dichas una o más flores están listas para la polinización, o (ii) dichas una o más flores han sido polinizadas;
- realizar selectivamente uno de los siguientes:
(i) tras detectar una o más flores listas para la polinización, definir parámetros de vibración adaptados para inducir un patrón de vibración deseado en dichas una o más flores listas para la polinización, induciéndose el patrón de vibración aplicando un flujo de aire que tiene un perfil de flujo predeterminado que es una corriente de aire direccional y específica dirigida hacia una o más flores listas para la polinización, y generar datos operativos indicativos de ello; y aplicar dichos datos operativos a dichas una o más flores listas para la polinización para polinizar de este modo dichas una o más flores listas para la polinización; y
(ii) tras determinar que una o más flores han sido polinizadas, inhibir la polinización de otra flor o flores o evitar el crecimiento y la floración de otra flor o flores en dicha al menos una porción de la planta, dirigiendo una corriente de fluido de perfiles predeterminados de temperatura, velocidad y espacial a al menos parte de dicha al menos una porción de la planta.
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