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Robôs agrícolas:uma ferramenta revolucionária para agricultores em todo o mundo


Os robôs agrícolas provaram ser uma ferramenta valiosa para agricultores em todo o mundo. Saiba como eles automatizam e melhoram a agricultura e onde obtê-los.

A agricultura tornou-se cada vez mais mecanizada e automatizada desde a revolução industrial. A Inteligência Artificial leva essa automação a um nível ainda mais alto. O uso de IA cruza o que agora é chamado de "agricultura de precisão". É tudo uma questão de reduzir insumos, como fertilizantes, pesticidas, herbicidas e água, aumentando a produtividade.

O mercado mundial anual de robôs agrícolas foi estimado em US $ 24,5 bilhões em 2021. Previa-se que cresceria para US $ 74,5 bilhões em 2024, de acordo com um relatório publicado no Statista.

Este artigo explora robôs agrícolas por meio dos seguintes tópicos:

Robôs de imagens aéreas


O uso de drones aéreos para inspecionar colheitas do ar está bem estabelecido. Imagens aéreas fornecem informações valiosas sobre a saúde da cultura e as condições do solo. A maneira aceita de monitorar o crescimento da cultura é usar mapas de índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI). Mas não se trata apenas de examinar passivamente os dados. Os dados NDVI podem ser baixados para tratores. Os equipamentos agrícolas inteligentes usam os dados para controlar a aplicação de fertilizantes.

Existe um mercado robusto para drones aéreos para a agricultura, com muitas opções de escolha.

Aqui estão algumas das considerações ao comprar um drone aéreo para agricultura.

Tipos de drones aéreos para agricultura


Existem três tipos principais de veículos aéreos não tripulados (UAVs) usados ​​na agricultura.

Drones de asa fixa


Um drone de asa fixa tem asas como as de um avião e geralmente apenas uma ou duas hélices. Esse drone pode permanecer no ar por mais tempo do que os tipos de asa rotativa. O longo tempo de vôo é uma vantagem para as vastas fazendas de hoje. Mas eles precisam de uma pista lisa para decolagem e pouso e são mais difíceis de pilotar do que helicópteros.

Drones de asa rotativa


Os drones de asa rotativa têm vários rotores com pás como helicópteros. As configurações mais comuns apresentam quatro rotores (quadricópteros) ou seis rotores. Alguns drones têm muitos mais. Drones de asa rotativa são mais fáceis de controlar do que de asa fixa. Como podem decolar e pousar verticalmente, não precisam de pistas de pouso. Os drones de asa rotativa são geralmente mais baratos do que os modelos de asa fixa.

Drones híbridos


Os drones híbridos decolam verticalmente e, em seguida, podem mudar para um modo de planagem durante o vôo. Portanto, eles combinam as vantagens dos outros dois tipos de drones. Os drones híbridos prometem maior tempo de vôo do drone de asa fixa e a facilidade de uso dos tipos de asa rotativa. No entanto, os drones híbridos são mais complexos, mais pesados ​​e mais caros. A tecnologia também não é tão madura quanto para os outros dois tipos.

Tipos de sensores usados ​​em drones agrícolas


O tipo de sensores que o drone carrega determinará as informações coletadas. Aqui estão alguns dos tipos mais comuns de sensores.

Câmeras RGB


Um sensor RGB também é chamado de câmera true-color. Os sensores RGB são assim chamados porque detectam luz em três componentes:Vermelho, Verde e Azul. As imagens produzidas por câmeras RGB são como a visão humana.

Câmeras multiespectrais


Como o nome indica, os sensores multiespectrais detectam luz em uma banda de frequências. Duas bandas de frequências especialmente úteis para a agricultura incluem infravermelho e a "banda de borda vermelha". As plantas saudáveis ​​refletem a luz infravermelha com mais intensidade do que as plantas estressadas. A faixa vermelha está entre a faixa vermelha e o infravermelho. A luz refletida na faixa vermelha da borda também está fortemente correlacionada com a saúde da planta.

Térmico


As câmeras térmicas ajudam a detectar o estresse das plantas - especialmente o estresse hídrico.

LiDAR


Sensores de detecção de luz e alcance são mais pesados ​​e mais caros do que os outros três tipos de sensores mencionados acima. Eles são usados ​​para mapear elevações de terreno e são mais frequentemente implantados em aeronaves tripuladas.

Compra vs. Serviço de assinatura


Um fazendeiro não precisa comprar um drone aéreo para obter seus benefícios. Você também tem a opção de contratar uma agência que forneça imagens aéreas como um serviço. Você pode assinar um serviço que realizará periodicamente as imagens para você. Assinar um serviço pode ser uma opção atraente para aqueles que preferem não perder tempo aprendendo a operar a nova tecnologia.

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Robôs de Semeadura e Pulverização


Drones para semear e pulverizar ainda são uma coisa nova, mas estão disponíveis comercialmente. Alguns dos grandes nomes dos veículos agrícolas agora oferecem drones de pulverização e semeadura autônomos.

Qualquer piloto de UAV que quiser voar nos EUA em um drone que pesa mais de 55 libras na decolagem (incluindo carga) precisa solicitar uma isenção especial através da Federal Aviation Administration (FAA), de acordo com um artigo no builtin.com. Conseqüentemente, muitos fabricantes de drones limitam sua capacidade de carga útil para evitar esse obstáculo.

Os drones de semeadura são usados ​​principalmente para culturas de cobertura. A adoção da prática de plantio de plantas de cobertura é uma prática de saúde do solo. As culturas de cobertura ajudam a limitar a erosão do solo e a reduzir a poluição do escoamento de água. Os drones aéreos são mais adequados para semear em locais de difícil acesso para tratores e pulverizadores.

Para pulverizar e semear drones, a capacidade de carga útil é um fator crucial. Você deve prestar atenção ao tamanho do tanque e à largura de pulverização. O drone deve ter uma bateria suficientemente potente e capacidade de elevação. A combinação desses fatores determinará quantos acres podem ser pulverizados por vez.

Drones mais sofisticados têm uma estação de campo que fornece uma base para o UAV. Um fornecedor oferece uma estação de campo com capacidade de reabastecimento automático do tanque. A estação de campo também troca a bateria velha por uma nova, de forma totalmente autônoma.

Drones de pulverização autônomos avançados fazem uso de radar e outros sensores que os permitem evitar obstáculos.

A maioria dos drones são alimentados por bateria. No entanto, alguns usam combustível. O combustível aumenta sua capacidade de carga e seu tempo de vôo.

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Robôs para colheita de frutas e vegetais


Os robôs de colheita de frutas e vegetais ainda estão nos estágios de protótipo. Eles mostram uma grande promessa. Você pode assistir a vídeos de diversos tipos de robôs de colheita. No entanto, poucos estão disponíveis para venda hoje.

O End of Arm Tooling (EoAT) de robôs de colheita varia com cada tipo de colheita. As pimentas, por exemplo, com sua superfície lisa e cerosa, são adequadas para serem agarradas por ventosas. Os tomates são mais frágeis do que as pimentas, então os robôs usam uma pinça de dedos macios que torce a fruta à medida que é puxada para separá-la da planta. Os morangos são ainda mais delicados, exigindo cuidados redobrados na sua colheita. Por exemplo, um robô de colheita agarra o item enquanto usa um cortador de tronco para evitar hematomas ao puxar.

A visão assistida por IA detecta maturidade e planeja o caminho do braço robótico para pegar o alvo. Alguns robôs de colheita apresentam um braço articulado que se desloca sobre uma base com rodas. Outros viajam em uma ferrovia ou usam trilhos como um veículo militar.

Um robô de colheita particularmente notável possui dois drones aéreos. Os drones são presos a um carrinho com rodas por cordões umbilicais que fornecem eletricidade. Os drones voam ao lado do carrinho, usando a visão computacional para encontrar a fruta madura e colhê-la usando sua pinça. Depois de colhido, o drone deposita a colheita em uma caixa no carrinho. O carrinho desce a linha enquanto os drones, amarrados ao carrinho, se reposicionam conforme necessário.

Embora ainda nos estágios iniciais de adoção, a prova de princípio está aí. É apenas uma questão de tempo até que haja vários fornecedores para escolher.

Hoje, não existem muitas opções comerciais. Uma exceção é uma empresa israelense que oferece robôs de colheita usando RaaS (Robotics as a Service). O RaaS libera o agricultor de um investimento inicial significativo. O fazendeiro contata Tevel e diz a eles quantos hectares e que tipo de cultivo. O vendedor do robô de colheita então implanta uma frota de suas unidades para fazer a colheita. O trabalho pode prosseguir 24 horas por dia, 7 dias por semana, sem pausas, e a colheita pode ser feita mais rapidamente com menos trabalho. Parece que este serviço pode estar disponível apenas em Israel. O site da Tevel informa que realizará programas-piloto na Espanha, nos EUA e na Itália no próximo ano.

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Robôs móveis autônomos (AMRs) para viveiros, pomares e estufas


AMRs para transportar frutas, vegetais e vasos de plantas estão disponíveis comercialmente e existem alguns fornecedores para escolher. Esses robôs são assistentes de fazendeiros, liberando pessoas para realizar tarefas de alto valor.

Em viveiros, uma tarefa essencial, mas cansativa e demorada, é espaçar as plantas em vasos. Quando pequenos, arbustos ornamentais e árvores jovens podem ser colocados próximos uns dos outros para maximizar o espaço disponível. À medida que crescem e se tornam maiores, essas plantas precisam de espaço para se tornarem exuberantes e extensas. Mover as plantas para espaçá-las é um aplicativo para AMRs. Alguns fornecedores são especializados neste aplicativo.

Para pomares, transportar frutas do local de colheita de volta a um ponto de coleta é uma boa aplicação para AMRs. O AMR auxilia os catadores humanos seguindo-os autonomamente. O robô carrega bandejas ou caixotes nos quais os trabalhadores podem depositar as frutas que colheram. Quando as bandejas estão cheias, o robô se desloca de forma autônoma para uma área de coleta. O robô, portanto, elimina a caminhada que, de outra forma, seria necessária. Ele aumenta a produtividade, permitindo que os trabalhadores continuem fazendo a colheita. Existem fornecedores que oferecem esse tipo de robô.

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Robôs de remoção de ervas daninhas


Robôs agrícolas que matam ervas daninhas estão disponíveis comercialmente e vários fornecedores os oferecem. Alguns robôs de remoção de ervas daninhas destinam-se a jardins domésticos. Esses pequenos robôs são como robôs aspiradores para as casas das pessoas. Mas também existem robôs destinados a atender fazendas maiores.

Para a agricultura comercial, alguns robôs sachadores usam microdoses de herbicida. O robô se desloca autonomamente pela linha de cultivo. Ele usa visão computacional para distinguir ervas daninhas de plantações. Quando uma erva daninha é identificada, os atuadores do robô estendem a mão. Uma pequena quantidade de pesticida é depositada diretamente na erva daninha. Conseqüentemente, muito menos produtos químicos são usados.

Outra abordagem envolve o uso de lasers para eliminar ervas daninhas. Este método, portanto, não usa produtos químicos e é certificado como orgânico.

Alguns robôs de remoção de ervas daninhas apresentam painéis solares para alimentar sua operação, enquanto outros usam baterias ou óleo diesel.

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Estufas robóticas


A agricultura interna proliferou. O cultivo em ambientes fechados oferece um ambiente mais controlado, vantajoso para a agricultura de precisão. Reduzir um custo crítico para estufas são as luzes LED. Os LEDs atuais fornecem a mesma intensidade de luz que uma lâmpada incandescente com 85% menos consumo de energia. AI controla iluminação, temperatura, dióxido de carbono e umidade. E o clima pode ser adaptado às necessidades de cada cultura. Esse controle significa que mais de vinte vezes a quantidade de safra por acre pode ser produzida com 90% menos água do que com os métodos convencionais, de acordo com Root AI. Adicione a tecnologia de economia de trabalho dos robôs a essa imagem e o resultado promete ser verdadeiramente revolucionário.

Numerosas empresas de cultivo interno oferecem suas frutas e vegetais para venda. Seus principais clientes são mercearias e restaurantes. Sua tecnologia não está à venda.

No entanto, alguns fornecedores vendem o equipamento para montar sua própria estufa automatizada.

Uma empresa oferece um sistema modular que pode caber em uma vitrine dentro do departamento de produtos de uma mercearia. A loja pode cultivar alface e ervas, por exemplo, para vender aos clientes. O sistema da empresa com efeito de estufa pode ser ampliado para criar uma fazenda vertical capaz de cultivar várias safras em uma venda comercial. A empresa também vende componentes. Eles oferecem um software especial para gerenciar o clima e o fluxo de nutrientes. Lâmpadas LED proprietárias estão disponíveis para compra. E unidades de “fertirrigação” podem ser compradas para fornecer nutrientes às plantas por meio de uma solução circulante.

Outra empresa que oferece soluções de cultivo interno para venda adota uma abordagem inovadora. Sua fazenda hidropônica é projetada para operar dentro de um contêiner de transporte. A ideia do contêiner de transporte reduz o custo de aquisição de um prédio adequado. Também torna a fazenda portátil. O site deles convida você a fazer uma cotação e apresenta uma calculadora de ROI.

A desvantagem da agricultura interna é que ela consome muita energia. Conseqüentemente, essas fazendas só fazem sentido do ponto de vista econômico para safras de alto valor, como frutas e vegetais. Você não teria lucro tentando cultivar trigo ou grãos internamente. No entanto, a agricultura interna oferece rendimentos muito maiores. Pode ser uma opção de investimento atraente para muitas culturas.

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Como adquirir o robô agrícola ideal para sua organização


HowToRobot é uma plataforma global que conecta usuários finais a robôs e fornecedores de automação em todo o mundo. Temos o maior diretório mundial de empresas de robótica. Usando nosso guia, você pode encontrar o tipo de robô de que precisa, ideal para sua aplicação.

Se você deseja automatizar uma tarefa na agricultura, pode obter propostas de soluções personalizadas de vários fornecedores. Simplesmente descreva seu projeto e comece a receber respostas.

Você também pode obter orçamentos e receber informações de produtos para robôs agrícolas específicos, peças, componentes e serviços de consultoria. Você receberá informações sobre produtos e preços de vários fornecedores.

Observe que existem especialistas imparciais em HowToRobot que podem ajudá-lo a navegar pelo processo. Marque uma consulta com um consultor especialista.

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