DOCTORAL DISSERTATION HUMAN-ROBOT INTERACTION STRATEGIES IN AGRICULTURE

Abstract

En la actualidad, el área de la robótica es capaz de solucionar una gran variedad de problemas, siendo capaz de automatizar ciertos procesos que suelen desarrollarse en entornos controlados y bien estructurados, y considerando tareas bien establecidos. La agricultura es una de las áreas que mas urgentemente requiere de soluciones robóticas para incrementar su producción. Sin embargo, el área agrícola es retadora, y el camino hacia soluciones totalmente autónomos es todavía un camino largo. Esto es en principalmente porque los procesos agrícolas demandan que los robots sean capaces de trabajar en medios complejos y poco estructurados, así como de tener la capacidad de entender las necesidades del ser humano para darle soporte. En este contexto, las estrategias de interacción hombre-robot (HRI) surgen como una solución tecnológica capaz de combinar las ventajas y destrezas del humano y de robots al permitirles colaborar en un espacio de trabajo compartido. Esto puede ayudar a reducir la carga de trabajo del humano, a aumentar la eficiencia de procesos agrícolas, incrementar la seguridad, mejorar la toma de decisiones, optimizar el manejo de granjas, entre otros. En esta tesis, un estudio minucioso de los avances realizados hasta la fecha en el área de HRI en agricultura es presentado, así como sus beneficios y futuros retos. Adicionalmente, un sistema de conteo de frutos basado en inteligencia artificial es presentado, el cual puede mejorar la toma de decisiones y el manejo de las granjas. Finalmente, tres enfoques HRI son propuestos para mejorar procesos agrícolas: sistema de visión artificial para detección de la acción que realiza el ser humano en campo, estrategias de navegación social y colaboración no verbal, y un sistema de seguridad para vehículos basado en monitoreo de factores cognitivos del humano.