Uso de inteligencia artificial en cultivo de banano en Perú

La candidata al doctorado en Ingeniería de la Universidad de Piura, Estefani Almeyda está desarrollando una investigación pionera en Perú, enfocada en el desarrollo y aplicación de la inteligencia artificial en toda la cadena productiva del banano, especialmente del cultivado de manera orgánica en la región Piura.

“Piura es una de las primeras regiones productoras y exportadoras de banano orgánico a nivel nacional. La actividad económica del cultivo, cosecha y exportación de banano orgánico es una de las principales fuentes de ingresos de familias en zonas rurales de Piura. Lo cual demuestra una alta relevancia y pertinencia para la implementación de ese tipo de tecnologías”, sostiene la investigadora.

¿Qué es la inteligencia artificial?

Es importante definir qué es la inteligencia artificial y su relevancia en los sectores productivos. “Aunque no hay una definición exacta, varios autores definen la inteligencia artificial como la capacidad que adquiere un sistema para poder automatizar procesos o tareas que realiza el ser humano en su vida cotidiana. Tiene la finalidad de optimizar los procesos y aumentar la eficiencia en la toma de decisiones”, resalta Almeyda.

Añade que la inteligencia artificial, como un campo de las ciencias de la computación, tiene dos áreas del conocimiento. Estos son Machine Learning o innovaciones tecnológicas relacionadas aprendizaje de máquinas; y el Deep Learning a aprendizaje a profundidad.

A través del Machine Learning se genera un método para entrenar a ciertos sistemas inteligentes para identificar patrones de eventos pasados. Algunos de ellos no advertidos a simple vista; y a partir de estos aprender sobre su comportamiento para predecir situaciones futuras con un alto nivel de exactitud, explica.

Áreas de aplicación de la inteligencia artificial

En esta investigación, que constituye la primera parte de la tesis doctoral de la ingeniera industrial Estefani Almeyda, titulada “Inteligencia artificial aplicada al banano: desarrollos tecnológicos, impactos y desafíos futuros”.

Se desarrolló una revisión a profundidad de más de 50 publicaciones científicas que han reportado el desarrollado e implementación de modelos predictivos. Estos, usando tecnología de inteligencia artificial para resolver problemas reales del quehacer y/o procesos operativos de la cadena de valor del banano.

“Los hallazgos de la investigación demuestran que hay 11 tipos de desarrollo tecnológico o áreas de aplicación de la inteligencia artificial en la cadena de valor del banano. Conformada por cuatro eslabones: la siembra, la cosecha, la postcosecha y la comercialización”, afirma la investigadora. 

Desarrollos tecnológicos

Detalla que estos desarrollos tecnológicos con mayor producción científica son, en el ámbito de la siembra: la identificación automática del tipo de cultivo de banano mediante visión computacional; el control, monitoreo y clasificación del tipo de suelo donde se siembra el banano; la detección automática de enfermedades de la hoja del banano; y la clasificación de niveles de crecimiento de las plagas que afectan a la planta del banano.   

En el ámbito de la cosecha existen dos áreas de aplicación: la clasificación automática del nivel de madurez del fruto del banano y la clasificación de la edad madurativa del racimo del banano.

En el eslabón de postcosecha se tiene la identificación automática de la calidad del fruto, aspecto muy importante por su trascendencia en la comercialización. Esto dado que se determina y clasifica al banano según sus dimensiones, tamaño, color, forma y otros criterios de calidad. Esto para acceder a mercados internacionales exigentes y con mayor poder adquisitivo.

Otra área de aplicación de la inteligencia artificial se vincula al reconocimiento automático del banano respecto a otras frutas; así como la predicción a futuro del rendimiento del cultivo. “Estos modelos de inteligencia artificial pueden predecir con una alta precisión, cuántas toneladas de banano se van a poder cosechar en la siguiente temporada”, resalta.

En el cuarto y último eslabón de la cadena productiva del banano, relacionado a la comercialización, Almeyda encontró investigaciones sobre aplicación de inteligencia artificial para automatizar el proceso de secado del banano deshidratado. “En este aspecto, se ha desarrollado un sistema que define cuáles son los patrones más idóneos que permiten la optimización del banano deshidratado”, refiere. 

Por último, hay investigaciones que hacen un análisis de la producción nacional del banano a lo largo de los años. “Este pronóstico sirve para la macroeconomía, a fin de conocer.

Producción científica

La investigadora indica que esta producción científica, identificada en 23 países productores de banano a nivel mundial, ha sido generada en el periodo 2015-2020 que aborda el estudio de la tesis doctoral.

Beneficios para el banano peruano

Los hallazgos de la investigación doctoral confirman que los desarrollos tecnológicos impulsadas por inteligencia artificial aumentan el desempeño y sostenibilidad de las actividades operativas y de gestión de la cadena de valor del banano. 

“Las publicaciones científicas revisadas han demostrado impactos positivos en los siguientes aspectos: económico, gestión agrícola, social y ambiental”, remarca.

En el nivel económico permite un aumento de las ganancias de producción, optimización de costos operativos, ahorro y optimización de recursos. También el preciso pronóstico de rendimiento de cosecha. 

La gestión agrícola impulsa la productividad agrícola mejorada, rendimiento de cosecha optimizado, reducción de pérdidas en la postcosecha, aseguramiento de la calidad de la fruta para consumo, maduración. Además de la clasificación de frutas de forma eficiente y automática, monitoreo eficiente de recursos como agua y suelo en las parcelas; y optimización del proceso de toma de decisiones.

El ámbito social promueve la sostenibilidad de la seguridad alimentaria de la fruta, mayor satisfacción del cliente, reputación comercial, minimización del estrés de las operaciones manuales. Y también la simplificación de los procesos de toma de decisiones para los agricultores, administradores, legisladores, entre otros beneficios

Y en el aspecto ambiental posibilita la reducción de los impactos ambientales. Como la reducción de la huella hídrica en la precosecha, reducción del desperdicio de alimentos en la postcosecha. También la minimización electricidad y emisiones de gases de efecto invernadero en el procesamiento de alimentos.

“De esa manera, este estudio destaca varios puntos de consideración que podrían ser útiles para los usuarios del sector del banano en la región Piura. Como pequeños agricultores, productores, exportadores, autoridades y tomadores de decisiones en general.

Ayudará a los investigadores

Además, esta investigación ayudará a los investigadores, profesionales y tomadores de decisiones a comprender las tendencias tecnológicas actuales de la inteligencia artificial aplicada al banano. Este estudio sirve de base para expandir la frontera del conocimiento en el futuro. Además, continuar con más desarrollos tecnológicos aplicados al banano”, asegura Estefani Almeyda.