Sistema embebido para reconocimiento y conteo de esporas del hongo de género trichoderma mediante técnicas de visión artificial

Abstract

Los microorganismos de ciertos tipos, en agricultura son de suma importancia para conservar la fertilidad del suelo y control de plagas para obtener cultivos sanos y de buena calidad. Los hongos de género trichoderma están ganando popularidad gracias a resultados positivos en su aplicación como alternativa al uso de otro tipo de fertilizantes. (Terou & Parr, 1967). Según el Plan del Buen Vivir creado por el Consejo Nacional de Planificación correspondiente al período 2017 - 2021; el sector agrícola en el cual se pretende aplicar el presente proyecto pertenece a las áreas denominadas de investigación prioritaria y tomando como referencia el objetivo número 6 el cual específica que: "Desarrollar las Capacidades Productivas y del Entorno para lograr la Soberanía Alimentaria y el Desarrollo Rural Integral". Es así como, de acuerdo con lo expuesto, el presente proyecto pretende apoyar la producción agroecológica. Los productos basados en el hongo Trichoderma cumplen una importante función en la agricultura ecológica puesto que detienen el crecimiento y propagación de ciertos hongos dañinos para los cultivos evitando el uso de fungicidas y otros químicos perjudiciales para la salud humana y medio ambiente (Consejo Nacional de Planificación, 2017). Adicionalmente, se cuenta con el apoyo de la empresa BiosebOrganics que trabaja produciendo microorganismos con enfoque en la agricultura, aquí se dispone de la información requerida, apoyo logístico y monetario para el desarrollo del proyecto. Donde el trabajo resultante brindará una forma más rápida y eficaz de conteo de esporas del hongo trichoderma y demás elementos intrusos en una muestra observada a través de un microscopio, mediante un sistema embebido que consta de una cámara digital con acople hacia microscopio y un ordenador de placa reducida “Jetson Nano” y un algoritmo de visión artificial basado en Deep Learning. Esto con el fin de obtener mayor calidad de la muestra basado en la cantidad de esporas reconocidas y agentes intrusos encontrados. La información necesaria para el desarrollo del proyecto, específicamente en el tema acerca del hongo de género trichoderman, es brindado por la empresa BiosepOrganics. En cuanto al conocimiento de ingeniería en la rama de Electrónica y Redes de Comunicación hace referencia al funcionamiento del sistema embebido tanto la cámara digital como de la placa (ordenador reducido “Nvidia Jetson Nano”) y al algoritmo de visión artificial, en sus pruebas tanto individuales como colectivas. Se crea un impacto económico ya que, ahorra tiempo en el proceso de elaboración de bioproductos basados en el hongo trichoderma de la empresa BiosebOrganics, específicamente en el control de calidad. Debido a que, en el conteo de esporas del hongo se crea un cuello de botella al ser realizado de manera manual, lo cual representa alto consumo de tiempo y recursos. En cuanto al impacto social, los productos elaborados por la empresa tienen como objetivo el control de plagas con productos alternativos a los fungicidas altamente perjudiciales para el ambiente, trabajadores e incluso comunidades cercanas (Bustillo, 2004). Adicionalmente se colocó un impacto científico académico ya que se propone una aplicación innovadora de algoritmos de aprendizaje profundo con un enfoque en visión artificial, como es el reconocimiento y conteo de microorganismos microscópicos como son las esporas del hongo trichoderma.