L’agricultura moderna afronta un repte tan antic com persistent: la lluita contra les males herbes. Aquestes plantes invasores no només competeixen ferotgement amb els cultius per recursos essencials com l’aigua, els nutrients i la llum solar, sinó que també poden ser refugi de plagues i malalties, generant pèrdues econòmiques globals que s’estimen en milers de milions d’euros cada any.
Imatge cedida per Carbon Robotics
Durant dècades, les solucions han oscil·lat entre l’ús d’herbicides químics, l’herbada manual laboriosa i mètodes mecànics. Tanmateix, cap d’aquestes opcions està exempta d’inconvenients significatius. Els herbicides generen preocupació pel seu impacte ambiental, la possible contaminació de sòls i aigües, i el problema creixent d’herbes resistents. D’altra banda, l’herbada manual és cada vegada més cara a causa de l’escassetat de mà d’obra, mentre que les tècniques mecàniques poden danyar l’estructura del sòl i no sempre són prou selectives.
En aquest context, la tecnologia ofereix un nou camí. L’herbada làser emergeix com una eina d’alta precisió capaç d’eliminar les males herbes mitjançant energia lumínica concentrada. Però el seu veritable potencial es desencadena quan es combina amb la intel·ligència artificial. La IA, a través d’avançats sistemes de visió per computador i algoritmes d’aprenentatge profund, actua com el cervell del sistema, cosa que permet identificar i diferenciar amb extraordinària precisió entre males herbes i cultius. Aquesta fusió entre la precisió del làser i la intel·ligència de la IA promet revolucionar el control de males herbes.
Raigs de precisió: el bisturí làser que evapora males herbes sense tocar el sòl
L’herbada làser empra l’energia altament concentrada d’un feix de llum per eliminar plantes indesitjades. El seu principi de funcionament es basa en la termòlisi selectiva. Un sistema dirigeix un raig làser amb la potència adequada cap al meristema de la mala herba, la zona responsable del creixement. L’energia lumínica és absorbida pels teixits vegetals, provocant un escalfament localitzat que danya irreversiblement les cèl·lules, principalment per evaporació de l’aigua que contenen. El resultat és la deshidratació i necrosi del teixit afectat, la qual cosa condueix a la mort de les males herbes o a una inhibició significativa del seu desenvolupament.
Imatge cedida per Carbon Robotics
Considerat aïlladament, el làser ofereix la capacitat de destruir matèria vegetal amb precisió mil·limètrica, sense productes químics i sense pertorbar el sòl. No obstant això, el seu ús pràctic presenta limitacions si no es combina amb intel·ligència. La principal és la manca de selectivitat: un làser per si sol no distingeix una mala herba d’una planta de cultiu. A més, la seva eficàcia òptima es dona sobre males herbes petites, i el consum energètic dels làsers d’alta potència és una consideració important.
Els ulls digitals del camp: IA que distingeix cultius de males herbes en mil·lisegons
En el context de l’herbada de precisió, la IA no és una idea futurista abstracta, sinó un conjunt d’eines computacionals molt concretes, principalment la visió per computador i l’aprenentatge automàtic, que doten la maquinària agrícola de capacitat de percepció i decisió. Podríem dir que la IA actua com els «ulls» i el «cervell» que guien l’acció del làser.
Imatge cedida per Carbon Robotics
El procés comença amb múltiples càmeres d’alta resolució que escanegen contínuament el sòl i les plantes. Aquestes imatges es processen en temps real per potents sistemes computacionals a bord. Aquí intervenen els algoritmes d’IA: models d’aprenentatge profund, com les Xarxes Neuronals Convolucionals, prèviament «entrenats» amb milions d’imatges etiquetades. Gràcies a aquest entrenament, la IA aprèn a reconèixer patrons complexos que li permeten distingir amb una precisió superior al 99% entre una planta de cultiu i una mala herba, fins i tot quan són molt petites.
Una vegada identificada la mala herba i la seva ubicació exacta, la IA envia l’ordre precisa al sistema làser per actuar sobre aquell objectiu concret. Tot aquest cicle de percepció, anàlisi i acció es realitza en mil·lisegons. És aquesta sinergia entre la percepció de la IA i l’acció del làser el que fa que la combinació sigui transformadora, aportant la selectivitat que mancava al làser.
Del laboratori al camp: 10.000 milions de males herbes eliminades i fins al 80% d’estalvi
¿Funciona realment aquesta combinació en el món real? Podem prendre com a referència els resultats obtinguts per empreses agrícoles que ja han implementat sistemes comercials com el LaserWeeder™ desenvolupat per Carbon Robotics.
El repte que afrontaven agricultors com els de Braga Fresh a Califòrnia, una important productora d’hortalisses als Estats Units, era l’altíssim cost del control de males herbes, especialment en cultius ecològics on l’herbada manual suposava una part significativa de les despeses operatives. La metodologia adoptada va ser incorporar equips LaserWeeder™, generalment arrossegats per tractors. Aquests posen en pràctica la sinergia descrita: múltiples càmeres escanen el sòl, la IA identifica les males herbes, i una trentena de làsers de CO₂ executen l’eliminació selectiva amb trets de precisió mil·limètrica.
Els resultats han estat notables, amb reduccions en els costos de mà d’obra per a l’herbada d’entre un 40% i un 80%. A més, alguns agricultors han observat possibles increments en el rendiment de les seves collites. La validació de la seva eficàcia queda palesa en els més de 10.000 milions de males herbes eliminades per la flota global des de la seva introducció comercial.
Més enllà de l’exemple: implicacions àmplies i context europeu
L’èxit demostrat de l’herbada làser potenciat per IA és només un exemple del potencial d’aquesta sinergia tecnològica. La mateixa capacitat podria aplicar-se a altres tasques crucials, com per aclarir cultius o aplicar microdosis de fertilitzants o fitosanitaris només allà on es necessitin, assolint reduccions dràstiques en l’ús d’insums. A més, aquests robots generen mapes detallats sobre la densitat de males herbes o la salut dels cultius, informació de gran valor per a una gestió agrícola més intel·ligent.
Imatge cedida per © ecorobotix
En el context europeu, especialment a Espanya com a potència agrícola, aquestes tecnologies resulten pertinents davant la pressió per una agricultura més sostenible, impulsada per polítiques com el Pacte Verd Europeu que busquen reduir l’ús de plaguicides químics. A això s’hi sumen els costos creixents de la mà d’obra i la necessitat d’optimitzar recursos escassos. Empreses europees com Ecorobotix, Earth Rover o WeedBot ja estan actives en aquest sector, i la recerca a universitats i centres tecnològics explora aquestes solucions.
Mirant cap al futur, podem esperar algoritmes de IA més robustos capaços d’identificar més espècies en condicions diverses, làsers més eficients energèticament, robots més lleugers i autònoms, i una integració cada vegada més gran amb els sistemes agrícoles intel·ligents.
