Câmera digital padrão e IA para monitorar a umidade do solo

As Nações Unidas prevêem que até 2050 muitas áreas do planeta podem não ter água doce suficiente para atender às demandas da agricultura se continuarmos com nossos padrões atuais de uso. Uma solução para esse dilema global é o desenvolvimento de uma irrigação mais eficiente, central para a qual é o monitoramento preciso da umidade do solo, permitindo que os sensores guiem sistemas de irrigação “inteligentes” para garantir que a água seja aplicada no tempo e na taxa ideais.

Os métodos atuais para detectar a umidade do solo são problemáticos – sensores enterrados são suscetíveis a sais no substrato e exigem hardware especializado para conexões, enquanto as câmeras de imagem térmica são caras e podem ser comprometidas por condições climáticas, como intensidade da luz solar, neblina e nuvens.

Pesquisadores da University of South Australia e da Middle Technical University de Bagdá desenvolveram uma alternativa econômica que pode tornar o monitoramento preciso do solo simples e acessível em quase todas as circunstâncias. Eles testaram com sucesso um sistema que usa uma câmera digital RGB padrão para monitorar com precisão a umidade do solo sob uma ampla gama de condições.

O sistema é baseado em uma câmera de vídeo padrão que analisa as diferenças na cor do solo para determinar o teor de umidade. Foi testado em diferentes distâncias, tempos e níveis de iluminação, e foi considerado muito preciso. A câmera foi conectada a uma rede neural artificial (ANN), uma forma de software de aprendizado de máquina que os pesquisadores treinaram para reconhecer diferentes níveis de umidade do solo sob diferentes condições do céu.

Usando esta RNA, o sistema de monitoramento pode ser potencialmente treinado para reconhecer as condições específicas do solo de qualquer local, permitindo que ele seja personalizado para cada usuário e atualizado para mudanças nas circunstâncias climáticas, garantindo a máxima precisão.

“Uma vez que a rede tenha sido treinada, deve ser possível obter irrigação controlada, mantendo a aparência do solo no estado desejado”, disse o professor Javaan Chahl.

“Agora que sabemos que o método de monitoramento é preciso, planejamos projetar um sistema de irrigação inteligente econômico com base em nosso algoritmo, usando um microcontrolador, câmera USB e bomba de água que pode funcionar com diferentes tipos de solo. O sistema promete como uma ferramenta para melhorar as tecnologias de irrigação na agricultura em termos de custo, disponibilidade e precisão sob condições climáticas em mudança.”