Horticultura protegida en tres zonas agroecológicas de Costa Rica

Proyecto de Investigación. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Escuela de Ingeniería en Agronomía, Escuela de Ingeniería Electrónica, Escuela de Administración de Empresas, 2012Durante los años 2007 al 2009 se desarrolló un proyecto de investigación y extensión a cargo de la Escuela de Agronomía del ITCR, que consistió en la implementación del sistema de cultivo protegido de hortalizas en tres diferentes zonas agroecológicas: Huetar Norte, Pacífico Norte y Valle Central Occidental. Se construyeron invernaderos, se involucraron como beneficiarios a tres asociaciones de productores y a un productor independiente, a los cuales se les capacitó a través de charlas magistrales y talleres prácticos en tópicos relacionados con horticultura protegida y registro de la información del cultivo y sus labores. Participaron como contraparte el Instituto mixto de ayuda social (IMAS) y el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), ambos financiaron la construcción de dos invernaderos. El ICE participó con apoyo logístico y en la compra de materiales y equipo necesario para la implementación del sistema. Se desarrolló investigación para determinar la interacción genotipo-ambiente en el cultivo de tomate y en el uso de sustratos para hidroponía, se construyó un sensor de variables climáticas por parte de la Escuela de Ingeniería Electrónica del ITCR para uso dentro de los invernaderos. Se logró obtener asociaciones capacitadas en el cultivo protegido de chile dulce y tomate, registro de información del desarrollo de la actividad, interpretación y utilización para la toma de decisiones, así como conocimiento acerca del comportamiento de las especies de cultivo dentro de sistemas protegido de cultivo en tres diferentes zonas agroecológicas

Modelo integrado para la toma de decisiones en procesos naturales por medio de internet de las cosas

Tesis de Graduación (Doctorado Académico en Ingeniería) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Área académica de Doctorado en Ingeniería, 2019Climate change has already shown its negative impact on agriculture and food production, particularly because of rainfall de cit or excess, temperature changes and other associated environmental variations. These events constitute a threat to food security in low and middle income economies, especially for those in the tropics. This document presents the major contributions obtained during the dissertation process in order to ful ll the last requirement of the Doctoral Program in Engineering, namely, the design of an estimation and decision-making model in natural processes through the measurement and multiprocessing of environmental variables by means of Internet of Things (IoT). Considering this objective, and taking into account that farmers traditionally only know and practice open-air horticulture, the incorporation of cultivation methods in protected environments, better known as greenhouses, is presented as a challenge, in such a way that both farmers as researchers can access technological tools of easy use and low cost for an appropriate decision-making with the aim to improve horticultural production. Given the above, a methodological procedure is established by means of a fuzzy logic controller that takes linguistic terms of daily use about the availability of water in the crops, electrical conductivity and pH of the drainage (collected and measured automatically). With this in mind, IoT is incorporated into scienti c research on vegetable crops in greenhouses with coconut ber substrate and this provides an autonomous decisionmaking system related to fertigation (fertilizers + water) that provides timely support to farmers and researchers. The designed system consists of electronic circuitry, sensors, mobile communication, actuators and a standalone fuzzy logic controller connected to an IoT platform. The functionality of the system was tested in a greenhouse, where the acquired data of drainage quantity, electrical conductivity and pH, are processed by the fuzzy logic controller taking into consideration criteria based on expert systems.Se ha demostrado ya el efecto negativo que el cambio clim´atico ejerce sobre la agricultura y la producci´on alimentaria, en particular por el exceso o d´eficit de precipitaciones, los cambios de temperatura y otras variaciones ambientales asociadas. Estos eventos constituyen una amenaza para la seguridad alimentaria en las econom´ıas de ingresos bajos y medios, especialmente para aquellas en el tr´opico. En este documento se detallan los aportes en el marco de la tesis del programa de Doctorado Acad´emico en Ingenier´ıa para el cumplimiento del objetivo de dise˜nar un modelo de estimaci´on y toma de decisiones en procesos naturales mediante la medici´on y multiprocesamiento de variables ambientales por medio de Internet de las Cosas (IdC). Ante este objetivo, y tomando en consideraci´on que tradicionalmente los agricultores solo conocen y ponen en pr´actica la horticultura a campo abierto, se presenta como un reto la incorporaci´on de m´etodos de cultivo en ambientes protegidos, mejor conocidos como invernaderos, de manera tal que tanto agricultores como investigadores puedan utilizar herramientas tecnol´ogicas de f´acil uso y bajo costo para la toma de decisiones que favorezcan la producci´on hort´ıcola. Dado lo anterior, se procede a establecer un procedimiento metodol´ogico por medio de un controlador de l´ogica difusa que toma en consideraci´on t´erminos ling¨u´ısticos de uso cotidiano sobre la disponibilidad del agua en los cultivos, conductividad el´ectrica y pH del drenaje (recolectado y medido autom´aticamente). Con esto en mente, se incorpora IdC en la investigaci´on cient´ıfica sobre cultivos de hortalizas en invernaderos con sustrato de fibra de coco y se provee de un sistema aut´onomo de toma de decisiones relacionadas con fertirriego (fertilizantes + agua) que brinda apoyo oportuno a agricultores e investigadores. El sistema dise˜nado se compone de circuiter´ıa electr´onica, sensores, comunicaci´on a trav´es de telefon´ıa celular, actuadores y un controlador aut´onomo de l´ogica difusa con conexi´on a una plataforma de IdC en la nube. La funcionalidad del sistema fue probada en un invernadero, donde los datos adquiridos de cantidad de drenaje, conductividad el´ectrica y pH de ´estos, son procesados por el controlador de l´ogica de difusa tomando en consideraci´on criterios basados en sistemas expertos

Irazú: cubesat mission architecture and development

ArtículoThe Central American Association of Aeronautics and Space (ACAE) and the Costa Rican Institute of Technology (TEC), in partnership with industry and government, have identified the promotion of aerospace as a very promising strategy for economic, scientific, and technological development in Costa Rica. Several studies, including a state-of-the-art mapping of aerospace industry made by ACAE, the Central American Institute of Business Administration (INCAE) and the Costa Rican Foreign Trade Agency (PROCOMER) [1], have identified actions to enable the development of the aerospace sector in the country. Among them, a significant catalyst would be a practical demonstration of the technical capabilities to develop a space engineering project. The Irazú project is an innovative mission taking place in Costa Rica, which aims to launch the first Central American satellite in orbit by 2018. The project, led by ACAE and TEC, has two main objectives: a) to complete a space project life-cycle, and b) to develop a platform to monitor the growth in biomass of planted trees to offset carbon emissions and to help reduce Global Warming. This project supports the efforts of Costa Rica to become the first carbon neutral country in the world. The mission is divided into three segments: the remote station, the space segment, and the ground segment. The remote station is located at the northern region of the country. Sensors will be placed there to measure tree growth, soil humidity, and other weather variables. Collected data in the remote station will be transmitted to the space segment, a 1 unit (1U) CubeSat in Lower Earth Orbit (LEO), that in turn will transmit the data to the ground segment. The latter includes the ground station, mission control, and a data visualization center, which will process the scientific data to make it available to the public. To validate the execution of the project and to strengthen international cooperation, international partners from Japan, the Netherlands and the United Kingdom have been enlisted to train Costa Rican engineers, evaluate the work planning process, provide testing facilities, and provide launching services. The Irazú mission follows the NASA project life-cycle as a reference, and it is divided into seven phases. This paper focuses on the results of Phase C, which consists of the definition of the critical design of the mission. Moreover, the lessons learned will be described, focusing on the issues relevant to developing countries that aim to develop similar projects

Industrial, Collaborative and Mobile Robotics in Latin America: Review of Mechatronic Technologies for Advanced Automation

Mechatronics and Robotics (MaR) have recently gained importance in product development and manufacturing settings and applications. Therefore, the Center for Space Emerging Technologies (C-SET) has managed an international multi-disciplinary study to present, historically, the first Latin American general review of industrial, collaborative, and mobile robotics, with the support of North American and European researchers and institutions. The methodology is developed by considering literature extracted from Scopus, Web of Science, and Aerospace Research Central and adding reports written by companies and government organizations. This describes the state-of-the-art of MaR until the year 2023 in the 3 Sub-Regions: North America, Central America, and South America, having achieved important results related to the academy, industry, government, and entrepreneurship; thus, the statistics shown in this manuscript are unique. Also, this article explores the potential for further work and advantages described by robotic companies such as ABB, KUKA, and Mecademic and the use of the Robot Operating System (ROS) in order to promote research, development, and innovation. In addition, the integration with industry 4.0 and digital manufacturing, architecture and construction, aerospace, smart agriculture, artificial intelligence, and computational social science (human-robot interaction) is analyzed to show the promising features of these growing tech areas, considering the improvements to increase production, manufacturing, and education in the Region. Finally, regarding the information presented, Latin America is considered an important location for investments to increase production and product development, taking into account the further proposal for the creation of the LATAM Consortium for Advanced Robotics and Mechatronics, which could support and work on roboethics and education/R+D+I law and regulations in the Region. Doi: 10.28991/ESJ-2023-07-04-025 Full Text: PD

Remote vehicle teleoperation through a haptic interface

La teleoperación permite que el ser humano pueda llevar a cabo ciertas tareas en lugares muy lejanos, de difícil acceso o de condiciones hostiles para la presencia de un operador. Con este proyecto se logró teleoperar un vehículo remoto por medio del protocolo de comunicación Bluetooth, para lo cual se adaptó una interfaz háptica (Novint Falcon). Desde la interfaz, el operador puede enviar la consigna de movimiento y, además, obtener sensaciones conforme a la información de los sensores incluidos al sistema. Como vehículo remoto se utilizó un Lego Mindstorms con capacidad de comunicación Bluetooth, al cual se incorporó un sensor de contacto y otro de ultrasonido con el fin de percibir en la interfaz háptica la retroalimentación de fuerzas. A una computadora estándar se le dio capacidad de comunicación Bluetooth por medio de un adaptador USB, desde la cual se ejecuta un programa creado en C++ para controlar las acciones de la interfaz háptica, enviar los comandos de movimiento al vehículo y recibir la información de los sensores, la cual reproduce sensaciones al operador.Teleoperation allows human beings to carry out certain tasks in places far away, inaccessible or with hostile conditions for the presence of an operator. In this project a remote vehicle is teleoperated using a bluetooth wireless connection, to accomplish this an haptic interface (Novint Falcon) was used. The operator can give movement instructions to the vehicle and obtain sensations, according to the information received from the sensors connected to the system. The remote vehicle was a Lego Mindstorms with bluetooth communication capabilities, a touch sensor and ultrasonic sensor were included in order to perceive reflection of forces through the haptic interface. A USB adapter for bluetooth communication was added to a standard computer; a program in C++ is executed over this computer to control the haptic interface, send movement commands to the vehicle and receive sensor information to reproduce sensations to the operator

Teleoperación de un vehículo remoto en un medio de acceso inalámbrico mediante el uso de una interfaz háptica

Teleoperation allows human beings to carry out certain tasks in places far away, inaccessible or with hostile conditions for the presence of an operator. In this project a remote vehicle is teleoperated using a bluetooth wireless connection, to accomplish this an haptic interface (Novint Falcon) was used. The operator can give movement instructions to the vehicle and obtain sensations, according to the information received from the sensors connected to the system. The remote vehicle was a Lego Mindstorms with bluetooth communication capabilities, a touch sensor and ultrasonic sensor were included in order to perceive reflection of forces through the haptic interface. A USB adapter for bluetooth communication was added to a standard computer; a program in C++ is executed over this computer to control the haptic interface, send movement commands to the vehicle and receive sensor information to reproduce sensations to the operator.La teleoperación permite que el ser humano pueda llevar a cabo ciertas tareas en lugares muy lejanos, de difícil acceso o de condiciones hostiles para la presencia de un operador. Con este proyecto se logró teleoperar un vehículo remoto por medio del protocolo de comunicación Bluetooth, para lo cual se adaptó una interfaz háptica (Novint Falcon). Desde la interfaz, el operador puede enviar la consigna de movimiento y, además, obtener sensaciones conforme a la información de los sensores incluidos al sistema. Como vehículo remoto se utilizó un Lego Mindstorms con capacidad de comunicación Bluetooth, al cual se incorporó un sensor de contacto y otro de ultrasonido con el fin de percibir en la interfaz háptica la retroalimentación de fuerzas. A una computadora estándar se le dio capacidad de comunicación Bluetooth por medio de un adaptador USB, desde la cual se ejecuta un programa creado en C++ para controlar las acciones de la interfaz háptica, enviar los comandos de movimiento al vehículo y recibir la información de los sensores, la cual reproduce sensaciones al operador

Internet de las cosas y microalgas: ¿qué tienen en común?

En la actualidad existe una creciente necesidad en diferentes campos de la investigación,la producción y la industria de agricultura de precisión, de almacenar y procesar datos provenientes de múltiples sensores, muchos de estos ubicados en lugares remotos

Teleoperación de un vehículo remoto en un medio de acceso inalámbrico mediante el uso de una interfaz háptica

Teleoperation allows human beings to carry out certain tasks in places far away, inaccessible or with hostile conditions for the presence of an operator. In this project a remote vehicle is teleoperated using a bluetooth wireless connection, to accomplish this an haptic interface (Novint Falcon) was used. The operator can give movement instructions to the vehicle and obtain sensations, according to the information received from the sensors connected to the system. The remote vehicle was a Lego Mindstorms with bluetooth communication capabilities, a touch sensor and ultrasonic sensor were included in order to perceive reflection of forces through the haptic interface. A USB adapter for bluetooth communication was added to a standard computer; a program in C++ is executed over this computer to control the haptic interface, send movement commands to the vehicle and receive sensor information to reproduce sensations to the operator.La teleoperación permite que el ser humano pueda llevar a cabo ciertas tareas en lugares muy lejanos, de difícil acceso o de condiciones hostiles para la presencia de un operador. Con este proyecto se logró teleoperar un vehículo remoto por medio del protocolo de comunicación Bluetooth, para lo cual se adaptó una interfaz háptica (Novint Falcon). Desde la interfaz, el operador puede enviar la consigna de movimiento y, además, obtener sensaciones conforme a la información de los sensores incluidos al sistema. Como vehículo remoto se utilizó un Lego Mindstorms con capacidad de comunicación Bluetooth, al cual se incorporó un sensor de contacto y otro de ultrasonido con el fin de percibir en la interfaz háptica la retroalimentación de fuerzas. A una computadora estándar se le dio capacidad de comunicación Bluetooth por medio de un adaptador USB, desde la cual se ejecuta un programa creado en C++ para controlar las acciones de la interfaz háptica, enviar los comandos de movimiento al vehículo y recibir la información de los sensores, la cual reproduce sensaciones al operador

Teleoperación de un vehículo remoto en un medio de acceso inalámbrico mediante el uso de una interfaz háptica Remote vehicle teleoperation through a haptic interface

<p>La teleoperación permite que el ser humano pueda llevar a cabo ciertas tareas en lugares muy lejanos, de difícil acceso o de condiciones hostiles para la presencia de un operador. Con este proyecto se logró teleoperar un vehículo remoto por medio del protocolo de comunicación <em>Bluetooth</em>, para lo cual se adaptó una interfaz háptica (Novint Falcon). Desde la interfaz, el operador puede enviar la consigna de movimiento y, además, obtener sensaciones conforme a la información de los sensores incluidos al sistema. Como vehículo remoto se utilizó un <em>Lego Mindstorms </em>con capacidad de comunicación <em>Bluetooth</em>, al cual se incorporó un sensor de contacto y otro de ultrasonido con el fin de percibir en la interfaz háptica la retroalimentación de fuerzas. A una computadora estándar se le dio capacidad de comunicación <em>Bluetooth </em>por medio de un adaptador USB, desde la cual se ejecuta un programa creado en C++ para controlar las acciones de la interfaz háptica, enviar los comandos de movimiento al vehículo y recibir la información de los sensores, la cual reproduce sensaciones al operador.</p><br><p>Teleoperation allows human beings to carry out certain tasks in places far away, inaccessible or with hostile conditions for the presence of an operator.</p> <p>In this project a remote vehicle is teleoperated using a bluetooth wireless connection, to accomplish this an haptic interface (Novint Falcon) was used. The operator can give movement instructions to the vehicle and obtain sensations, according to the information received from the sensors connected to the system.</p> <p>The remote vehicle was a Lego Mindstorms with bluetooth communication capabilities, a touch sensor and ultrasonic sensor were included in order to perceive reflection of forces through the haptic interface.</p> <p>A USB adapter for bluetooth communication was added to a standard computer; a program in C++ is executed over this computer to control the haptic interface, send movement commands to the vehicle and receive sensor information to reproduce sensations to the operator.</p