SISTEMA INTELIGENTE PARA EL CONTROL DE PLAGAS EN CULTIVOS. Intelligent System for plague control in crops

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1 SISTEMA INTELIGENTE PARA EL CONTROL DE PLAGAS EN CULTIVOS Intelligent System for plague control in crops Javier Urteaga-Montoya 1 1 Estudiante. Ingeniería de Sistemas Computacionales. Universidad Privada del Norte. Cajamarca, Perú Recibido abr. 2015; aceptado jul. 2015; versión final sep Correspondencia: javierum20@gmail.com RESUMEN Los Sistemas Inteligentes, uno de los campos más importantes de la Inteligencia Artificial, han tomado mayor interés en los últimos años, no sólo en los profesionales de este rubro, sino también en los interesados que quieren que un Sistema Inteligente les ayude a solucionar sus problemas cotidianos. Entre ellos se encuentran el sector Agroindustrial, debido a que en este campo se presentan varias posibilidades y formas de utilizar un Sistema Inteligente para la mejora de cosechas, sembríos y la detección de las diferentes plagas que afectan los cultivos. El siguiente trabajo de investigación tiene como objetivo determinar un modelado y desarrollo de un sistema inteligente orientado a la prevención, para realizar consultas acerca de las distintas plagas que puede azotar los cultivos, de manera que se pueda hacer frente a éstas, y así mejorar la calidad de los sembríos. Palabras clave: Inteligencia artificial, sistema inteligente, sector Agroindustrial, control de plaga, cultivo. Abstract Intelligent Systems, one of the most important fields of Artificial Intelligence, have taken greater interest in recent years, not only in this area professionals, but also stakeholders who want an intelligent system to help them solve their daily problems. Among them are the agribusiness sector, because in this field, there are several possibilities and ways of using an Intelligent System for improving crops, detection of different pests that attack crops may occur. The following research is modeling and development of a preventionoriented Intelligent System, for consultation on the various pests that can whip crops, so that they can cope with, and improve the quality of intelligent system the crops. Keywords: Artificial intelligence, intelligent system, agribusiness, plague, crop. 28

2 I. INTRODUCCIÓN En la agricultura se presentan muchas veces problemas que necesitan de un breve estudio y de una solución inmediata para evitar pérdidas del cultivo, entre otros. Las hectáreas agrícolas en la cuidad de Cajamarca, en su mayoría, son utilizados para los cultivos de papa, plátano, palta, mango, café, entre otros, y ninguna de ellas está totalmente segura de poder evitar el daño de algún tipo de plaga. Debido al fenómeno del niño y los distintos problemas que se presentaría para el sector agrícola, el Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA) ha recomendado no sembrar quinua ni algodón en la costa norte, debido al posible incremento de temperatura y humedad en el suelo y aire, lo que podría generar plagas y enfermedades (La República, 2015). En los años , el fenómeno El Niño dejó pérdidas por US$ 3 mil 283 millones, lo que representó el 11,6% del Producto Bruto Interno (PBI) de aquellos años. Similar saldo se registró en , cuando se perdieron US$ 3 mil 500 millones, equivalente al 6,2% del PBI. Si el Perú hoy perdiera nuevamente ese 6,2%, el monto llegaría a US$ 12 mil millones, una cifra mucho mayor al presupuesto público que maneja, por ejemplo, el sector Educación en todo un año (Instituto Nacional de Estadística e Informática, 1996). La producción agrícola se ha convertido en un negocio complejo que requiere la acumulación y la integración de conocimiento, además de la información de muchas fuentes diversas. Para permanecer competitivo, el agricultor moderno a menudo confía en especialistas agrícolas y consejeros que les proporcionan información para la toma de decisiones en sus cosechas. Pero lamentablemente, la ayuda del especialista agrícola no está siempre disponible cuando el agricultor la necesita. Para aliviar este problema, los sistemas expertos se han convertido en un instrumento poderoso y que posee un gran potencial dentro de la agricultura. La presente investigación tendrá como objetivo aplicar la tecnología de los Sistemas Expertos (SSEE), realizando el modelado y desarrollo del sistema SICOPLACU para ayudar al control de plagas en los cultivos agrícolas en la región Cajamarca, brindar información acerca de ellas y de los distintos problemas que pueden tener en el proceso, así como proporcionar métodos de cura y dar recomendaciones que sirvan de soporte a estos problemas que afectan al sector agrícola. II. MATERIALES Y MÉTODOS Uno de los mayores problemas en el sector agrícola es el azote de plagas, llegando a ser 29

3 muy perjudiciales y generan grandes pérdidas, tanto de cultivos como monetarias. Si bien es cierto, esto genera muchas dificultades para los agricultores, ya que repercute en su trabajo, también se debe tener en cuenta que no todos poseen el conocimiento necesario ni la capacidad para poder afrontar este tipo de desastres. En consecuencia, se planteó el desarrollo de un sistema inteligente experto que, gracias a los conocimientos de un agente humano experto, será capaz de prevenir y tratar a este tipo de problemas para que cualquier persona, y más aún, los agricultores se vean beneficiados al tomar algunas acciones inmediatas que los ayude a combatir estas plagas. Se buscó a un experto humano que proporcionó la base del conocimiento para el sistema inteligente. Las ideas, experiencia e información de este experto humano sirvieron para que el sistema pueda responder a muchas de las preguntas que un agricultor se plantea al momento que una plaga azota a su cultivo. Se utilizó una computadora portátil en la cual se implementó la aplicación y mediante el software SWI-Prolog-Editor se realizó la aplicación de consultas. Para la recolección de datos se empleó una encuesta y para el desarrollo del sistema experto se ha tomado en cuenta la metodología de Sistema Experto de Weiss y Kulikowski, que es un programa de computadora basado en el conocimiento y el raciocinio que lleva a cabo tareas que generalmente sólo realiza un experto humano; es un programa que imita el comportamiento humano en el sentido de que utiliza información que le es proporcionada para poder dar una opinión sobre un tema en especial (SESP, 2015). La metodología de Weiss y Kulikowski fue empleada para la construcción de un sistema para consultas sobre los distintos tipos de plagas, basado en los síntomas que los cultivos presentan, para que luego este pueda decidir en base al diagnóstico un plan de tratamiento eficaz (Huanca, 2015), teniendo como fases de desarrollo las siguientes etapas (figura1): 30

4 Figura 1. Metodología de Weiss y Kulikowski III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN El diseño del sistema experto cubrió los requisitos de aprendizaje rápido del manejo, evitó la entrada de datos erróneos y las preguntas y resultados se presentaron en forma comprensible para el usuario. Figura 2. Prototipo de interfaz de usuario 31

5 INTERFAZ DE USUARIO BASE DE DATOS MOTOR DE INFERENCIA Figura 3. Proceso del sistema experto El motor de inferencia desarrollado en lenguaje Prolog simuló la estrategia de solución de un experto, obteniendo conclusiones y aplicando las reglas sobre los hechos presentes, este determinó qué acciones se debían de realizar, en qué orden y cómo las tenías que efectuar las diferentes partes del sistema experto (Sánchez, 2015). Al hacer la prueba de los prototipos se escenificaron varios casos en los que un agrícola se dispone a hacer uso del sistema experto, cómo es que éste respondería y en qué casos es cuando el sistema arrojaría el resultado correcto (figura 4). Figura 4. Software del sistema inteligente El sistema requerirá de mantenimiento y puesta al día, donde el usuario plantea problemas o defectos del prototipo, se corrigen errores, actualiza el producto y continúa utilizando. 32

6 IV. CONCLUSIONES Se logró desarrollar un sistema fácil de usar y con una interfaz amigable que interactúa con el cliente mediante preguntas, mostrando posibles curas para contrarrestar el azote de las plagas. Se puede concluir que un sistema inteligente como el que se plantea, tiene una función de prevención y de informar a los agricultores de las posibles plagas que puedan existir en sus cultivos, dándoles así datos acerca de ellas y una posible solución a este problema. Este sistema inteligente no solo es una herramienta de prevención, sino que brinda la información necesaria para para poder darle solución a los problemas que tiene el sector agrícola en cuanto al control de plagas. Gracias a este sistema inteligente, los usuarios se verán beneficiados debido a los resultados proporcionados, mejorando así su productividad y evitando los posibles daños que afectarían sus cultivos. Agradecimientos Al ingeniero M. Sc. Héctor Antonio Cabrera Hoyos por proporcionar la información necesaria empezar a llenar la base de conocimientos del sistema inteligente. REFERENCIAS Huanca Pinto, N. (05 de Mayo de 2015). Monografias.com. Obtenido de Instituto Nacional de Estadística e Informática. (1996). III Censo Nacional Agropecuario. Lima: Dirección Técnica de Censos y Encuestas. La República. (20 de Abril de 2015). La República. Obtenido de 33

7 Sánchez Campello, P. (01 de Mayo de 2015). Departamento de Ciencia de la Computación e Inteligencia Artificial. Obtenido de SESP. (18 de 02 de 2015). sistemas-expertos.com. Obtenido de 34