La óptica y la fotónica: tecnologías clave para el desarrollo de un sistema innovador para la mejora del cuidado de los cultivos

La empresa, experta en diseño y desarrollo de sistemas ópticos de precisión, aporta al proyecto MORERA sus conocimientos en óptica freeform para su integración en sistemas de teledetección.

ASE Optics Europe, empresa española especializada en diseño, ingeniería y desarrollo de sistemas ópticos integrados, es miembro del consorcio liderado por Thales Alenia Space en España para el desarrollo del proyecto de innovación “MORERA”, dentro del programa “Misiones” de CDTI.

El proyecto MORERA desarrollará un sistema personalizado de recomendación de riego para cada parcela basado en imágenes por satélite e inteligencia artificial, así como una nueva generación de instrumentos de teledetección miniaturizados y compactos para responder con agilidad a las necesidades de los usuarios. Su objetivo es potenciar la industria agrícola española, la más importante del país con un 11% del PIB, proporcionando información personalizada a los agricultores que les permita aplicar la agricultura de precisión a bajo coste.

La óptica y la fotónica: tecnologías clave para el proyecto.

Colaborando con el resto de socios expertos en teledetección, ASE Optics Europe se hará cargo de proponer soluciones técnicas que resuelvan los retos planteados por el resto de miembros del consorcio para los nuevos instrumentos de teledetección propuestos en MORERA. Esto garantiza que un elemento fuertemente técnico como son las ópticas freeform pueda desplegar todo su potencial práctico de acuerdo con las necesidades del sistema global.

Proyecto pionero en monitorización de riego y rendimiento agrícola con nuevos sensores espaciales

MORERA es una iniciativa pionera en el sector que permitirá elaborar recomendaciones personalizadas de riego para cada parcela permitiendo reducir hasta un 25% el agua en los cultivos gracias a la Inteligencia Artificial y a imágenes por satélite, integrando datos de instrumentos dedicados y de múltiples fuentes (Copernicus, AEMET, etc.) y desarrollando una nueva generación de instrumentos espaciales miniaturizados y compactos para la teledetección.

Proponiendo un sistema modular que integra recomendaciones de riego deficitario y predicción de rendimiento optimizando la productividad, MORERA, que verá la luz en 2023, responde a uno de los retos de la convocatoria “Misiones Ciencia e Innovación” con la que el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) busca soluciones a problemas con alto impacto en la sociedad mediante tecnologías innovadoras.

MORERA es el primer proyecto de sistema de recomendaciones por parcela (no solo mapas) basado en nuevos instrumentos de teledetección y en datos de los satélites del programa Copernicus procesados mediante algoritmos de Inteligencia Artificial. También es un proyecto pionero en Europa en utilizar el infrarrojo térmico para calcular la evapotranspiración y el estrés hídrico, lo que permitirá gestionar el riego deficitario.

Nueva generación de instrumentos miniaturizados para la teledetección

Dado que este sistema necesitará datos optimizados para su uso agrícola y tiempos cortos de actualización, MORERA también irá más allá en el campo de la teledetección para generar instrumentos ópticos miniaturizados y compactos con una relación de tamaño y resolución combinados no existente aún. Esto se logrará mediante la aplicación de geometrías freeform en sistemas ópticos para espacio, lo que permitirá reducir el tamaño y coste del sistema. Estos elementos combinados, no presentes en ningún instrumento de los que dan servicio actualmente, deben ser compatibles con satélites pequeños y constelaciones cubesat para que los tiempos y los costes de desarrollo se minimicen aumentando la versatilidad del sistema (constelaciones que aumenten la revisita y/o cobertura, extrapolación a otras aplicaciones o inclusión de nuevas bandas de detección, etc.).

Beneficios para el sector y la industria agrícola

Gracias a MORERA, los agricultores podrán aplicar la agricultura de precisión a bajo coste con un sistema que les proporcionará una medida periódica del estado de los cultivos y les dará recomendaciones personalizadas de fertirrigación, así como previsiones de rendimiento basadas en algoritmos de Inteligencia Artificial y Big Data. Este concepto integrado supone un avance respecto a las opciones actualmente disponibles en el mercado, que da respuesta a las necesidades del sector en materia de gestión de recursos en el contexto de cambio climático.

En esta línea, MORERA investigará nuevos algoritmos para el procesado de imágenes de teledetección con aprendizaje automático para optimizar las decisiones de los agricultores: recomendaciones en escenarios de riego deficitario y predicción de rendimientos de cosecha.

Miembros del consorcio

El consorcio de MORERA cubre toda la cadena de valor, con socios tecnológicos como LIDAX y ASEOPTICS, expertos en sistemas como Thales Alenia Space y la llegada a usuarios finales agrícolas con empresas como TEPRO. Cada socio industrial está acompañado por un Organismo Público de Investigación (OPI) de primer nivel nacional y europeo como son el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), el Instituto de Agricultura Sostenible (IAS-CSIC) y la Universidad de Valencia (UV), liderada en este proyecto por José Antonio Sobrino, Investigador Principal del proyecto y premio Jaume I por su empleo de la teledetección para la protección medioambiental.

Thales Alenia Space España lidera este consorcio y se hará cargo de la definición del sistema completo, de la algoritmia de Inteligencia Artificial en cooperación con TEPRO y el IAS y de la definición e integración de los nuevos instrumentos infrarrojos térmicos en cooperación con LIDAX, ASEOPTICS, INTA y UV, siendo responsable de la integración y pruebas finales del prototipo de sistema global.