Alumnos innovan el sector agrícola a través de la ingeniería robótica

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Alumnos del Tecnológico de Monterrey campus Puebla, desarrollaron 3 proyectos de innovación en el sector agrícola: un modelo de control biológico de plagas, un sistema de regulación térmica para colmenas con el fin de mejorar la polinización; y un proyecto de detección de enfermedades en tomate mediante redes neuronales convolucionales.

Ambos proyectos se desarrollaron en el Centro de Agricultura Experimental del Tecnológico de Monterrey (CAETEC).

La experiencia formó parte de la Unidad de Formación Análisis de Sistemas de Control, impartida a estudiantes de quinto semestre de Ingeniería en Robótica y Sistemas Inteligentes, bajo un modelo que prioriza la observación directa y la toma de decisiones por parte de los estudiantes.

A diferencia de un enfoque tradicional, los alumnos salieron del aula para conocer el contexto agrícola del CAETEC, observar procesos en campo y dialogar con especialistas que viven diariamente los retos de la producción agrícola.

"Ver el problema en el campo, más allá de un caso teórico, nos permitió entender su complejidad y sus implicaciones reales en el contexto agrícola", compartió Ximena Ortiz, alumna de esta materia.

Este acercamiento permitió que los proyectos no surgieran de supuestos, sino de la observación directa de condiciones reales, despertando un interés genuino y un mayor compromiso por parte de los estudiantes.

Control biológico de plagas

El proyecto se centró en el desarrollo de un modelo matemático de control biológico para estimar cuántas avispas liberar y en qué condiciones. De esta manera, se podría mantener un equilibrio entre el pulgón amarillo y su depredador natural en cultivos de pimiento.

La necesidad surgió al observar que el control biológico en el CAETEC se realizaba de forma heurística, es decir, sin un esquema definido por lo que los resultados en algunos casos eran variables.

A partir de esta problemática, el equipo analizó el sistema desde una perspectiva de ingeniería, apoyándose en observación de campo, evidencia experimental y literatura científica.

Para María Croche, Integrante del equipo, el proyecto representó una forma diferente de entender la ingeniería: "La ingeniería va más allá de robots, matemáticas o tecnología; también busca ayudar y solucionar problemas de la vida diaria", señaló.

"La ingeniería va más allá de robots, matemáticas o tecnología; también busca ayudar y solucionar problemas de la vida diaria".- Maria Croche

Sistema de regulación térmica para colmenas

Otro de los proyectos desarrollados fue un sistema de control automático de temperatura para colmenas, creado con el propósito de mejorar las condiciones térmicas internas y beneficiar la actividad de los abejorros e impactar positivamente la polinización.

Este equipo identificó que la falta de regulación térmica afectaba el comportamiento de los insectos, limitando su eficiencia en el proceso de polinización.

Para resolverlo desarrollaron un sistema basado en un modelo térmico, con sensores y controladores que permiten regular las condiciones óptimas dentro de la colmena.

Aparte del desarrollo técnico, los estudiantes realizaron mediciones de trasferencia de calor y ajustes en los parámetros del controlador para así tener bases solidas para la implementación de su plan de mejora y continuidad de futuras mejoras como la integración de IoT y métricas biológicas.

Alumnos desarrollan proyectos en innovación agrícola en el Centro de Agricultura Experimental. Foto de: cortesía Debbie Hernández

Identificación de enfermedades en tomate con inteligencia artificial

El tercer proyecto se enfocó en la detección temprana de enfermedades en plantas de tomate mediante redes neuronales convolucionales (CNN), con el fin de reducir pérdidas en la producción agrícola.

La problemática fue la detección tardía de enfermedades, que suele ocurrir cuando el daño ya es visible y difícil de controlar. Para resolverlo el equipo desarrolló un sistema de clasificación de imágenes de hojas utilizando un modelo de transferencia e inteligencia artificial.

El proyecto realizó la captura y procesamiento de imágenes, el entrenamiento de modelos y la creación de un dashboard como prueba de concepto.

Durante este proyecto los estudiantes identificaron sesgos en el conjunto de datos y áreas de mejora, lo que propone la ampliación del sistema e integrarlo a esquemas de monitoreo mas robustos.

Alumnos desarrollan proyectos en innovación agrícola en el Centro de Agricultura Experimental. Foto de: cortesía Debbie Hernández

Del aula al campo: aprender ingeniería desde la observación y la decisión

La experiencia se llevó a cabo como parte de una Unidad de Formación guiada por la Dra. Debbie Hernández y el Dr. Eli Abraham Vazquez Orduña, bajo un modelo educativo que prioriza el contacto directo con problemáticas reales y la participación activa de los estudiantes en la definición de soluciones.

Durante el curso, no se asignó un reto predeterminado. En su lugar, los alumnos recorrieron el CAETEC, observaron procesos en campo e identificaron de manera autónoma los problemas que despertaban su interés, a partir de los cuales definieron, investigaron y desarrollaron sus proyectos.

"No se trataba de replicar lo que ya existe, sino de entender el problema, investigar y decidir qué valía la pena desarrollar en ese contexto", explicó la Dra. Debbie Hernández.

Este enfoque dio como resultado proyectos surgidos desde la iniciativa estudiantil, que destacaron por su aplicabilidad, innovación y potencial de continuidad académica o aplicada.

Alumnos desarrollan proyectos en innovación agrícola en el Centro de Agricultura Experimental. Foto de: cortesía Debbie Hernández

Innovación agrícola desde una colaboración intercampus y con CAETEC

La colaboración entre Campus Puebla, Campus Querétaro y el CAETEC permitió integrar la parte digital y tecnológica con el conocimiento biotecnológico y agrícola, fortaleciendo el carácter multidisciplinario de los proyectos.

Para Arturo González de Cosío Barrón, director del CAETEC, el principal valor de los proyectos no radicó en que los estudiantes fueran expertos agrícolas desde el inicio, sino en su forma de razonar y abordar los problemas.

Destacó que los equipos demostraron un pensamiento estructurado, capacidad de análisis y un lenguaje técnico sólido, más que un dominio específico de conocimientos del campo, lo cual es propio de proyectos con potencial de desarrollo real.

"No se trataba de replicar lo que ya existe, sino de entender el problema, investigar y decidir qué valía la pena desarrollar en ese contexto".- Debbie Hernández

"No esperamos que lleguen sabiendo todos los nombres científicos, sino que cuenten con una buena forma de pensar y de estructurar soluciones", señaló Arturo González.

Además, señaló que algunos proyectos desarrollados cuentan con un nivel técnico y conceptual avanzado, lo que abre oportunidades de vinculación con empresas nacionales e internacionales, incluso con organizaciones de países como Holanda con las que el CAETEC ya colabora.

"Más que saberlo todo del campo, lo importante fue cómo pensaron los problemas", añadió González.

"No esperamos que lleguen sabiendo todos los nombres científicos, sino que traigan una buena forma de pensar y de estructurar soluciones", Arturo González de Cosió, director del CAETEC.

Aprender, decidir y comunicar: el impacto de la Unidad de Formación

La Unidad de Formación fue diseñada bajo una metodología que prioriza la autonomía del estudiante y su capacidad para tomar decisiones informadas frente a problemas reales. Más que seguir instrucciones predefinidas, los alumnos fueron responsables de identificar retos, investigar antecedentes, validar ideas y dar cierre a proyectos con sentido aplicado.

De acuerdo con la Dra. Debbie Hernández, este enfoque busca que los estudiantes desarrollen seguridad para proponer soluciones, comunicar sus ideas con claridad y entender la innovación tanto desde la investigación como desde su aplicación en la industria.

El énfasis no estuvo en memorizar conceptos, sino en aprender a razonar, estructurar problemas y avanzar de formaiterativa.

A lo largo del curso, los equipos aprendieron a observar, cuestionar y ajustar sus propuestas a partir de retroalimentación constante, replicando dinámicas propias del trabajo profesional. Este proceso permitió que los proyectos evolucionaran con mayor madurez y que algunos de ellos alcanzaran un nivel suficiente para derivar en artículos académicos y propuestas con potencial de continuidad.

"Cuando un estudiante desarrolla un interés genuino por un problema, el proyecto no se queda solo en la materia; se convierte en algo que quiere seguir desarrollando", mencionó la Dra. Debbie Hernández.

"Cuando un estudiante desarrolla un interés genuino por un problema, el proyecto no se queda solo en la materia; se convierte en algo que quiere seguir desarrollando".- Debbie Hernández

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