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Observatório das Empresas

Robôs Agrícolas

Porque é que os robôs irão colher frutas e vegetais delicados em breve

Nell Lewis, CNN Business

(CNN Business) É necessária uma certa agilidade para colher um morango ou uma alface. Enquanto as colheitas como as do trigo e da batata são feitas mecanicamente há décadas, muitas frutas e legumes têm-se mostrado resistentes à automatização. Machucam-se facilmente ou são difíceis de localizar por máquinas agrícolas pesadas.

Porém, recentemente, os desenvolvimentos tecnológicos e a evolução do Machine Learning conduziram a testes bem-sucedidos de robôs mais sensíveis e habilidosos, que usam câmaras e inteligência artificial para localizar frutas maduras e manipulá-las com cuidado e precisão.

Desenvolvido por engenheiros da Universidade de Cambridge, o Vegebot é o primeiro robô que pode identificar e colher alface iceberg - trazendo aos agricultores a esperança de que uma das culturas mais exigentes para os trabalhadores possa finalmente ser automatizada.

Primeiro, uma câmara digitaliza a alface e, com a ajuda de um algoritmo de Machine Learning treinado em mais de mil imagens de alface, decide se está pronta para a colheita. Em seguida, uma segunda câmara guia o cesto de colheita para a parte superior da planta sem a esmagar. Os sensores sentem quando estão na posição correta e o ar comprimido irá conduzir uma lâmina através do caule, com muita força para obter um corte limpo.

Vegebot

O Vegebot utiliza machine learning para identificar se as alfaces estão maduras ou se têm alguma doença

A taxa de sucesso é elevada, com 91% da colheita classificada com precisão, segundo um estudo publicado em julho de 2019. Mas o robô ainda é muito mais lento que os humanos, e ainda demora cerca de 31 segundos para colher uma alface. Os investigadores dizem que poderá ser facilmente acelerado usando materiais mais leves.

Seria necessário fazer esses ajustes, caso o robô fosse utilizado comercialmente. "O nosso objetivo era provar que é possível, e nós conseguimos", afirmou à CNN Business Simon Birrell, coautor do estudo. "Agora, depende de alguém aproveitar esta oportunidade e seguir em frente," concluiu.

Mais bocas para alimentar, mas menos trabalho manual

"Espera-se que os robôs agrícolas tenham velocidade e precisão operacionais mais elevadas do que as máquinas agrícolas tradicionais, o que levará a melhorias significativas na eficiência da produção", disse à CNN, Rakhi Tanwar, analista principal da BIS Research.

Estima-se que a população mundial cresça de 7,7 milhões atualmente para 9,7 mil milhões em 2050 - o que significa aproximadamente 80 milhões de bocas adicionais para alimentar cada ano. A agricultura está sob pressão para responder à crescente procura de produção de alimentos.

As pressões adicionais das alterações climáticas, como o clima extremo, a diminuição de terras agrícolas e o decréscimo dos recursos naturais, tornam a inovação e a eficiência ainda mais urgentes.

Essa é uma das razões que justifica o esforço da indústria no desenvolvimento da robótica. O mercado global de drones e robôs agrícolas deverá crescer de 2,5 mil milhões de US$ em 2018 para 23 mil milhões de US$ em 2028, de acordo com um relatório da empresa de inteligência de mercado BIS Research.

Robôs de colheita de frutas desenvolvidos pela Fieldwork Robotics

Robôs de colheita de frutas como este, desenvolvidos pela Fieldwork Robotics, operam mais de 20 horas por dia

Além disso, os produtores enfrentam uma escassez de mão-de-obra a longo prazo. De acordo com o Banco Mundial, a parcela do emprego total na agricultura no mundo caiu de 43% em 1991 para 28% em 2018.

Tanwar diz que isso se deve em parte à falta de interesse das gerações mais jovens. "O desenvolvimento da robótica na agricultura pode levar a um alívio maciço para os produtores que sofrem perdas económicas devido à falta de mão-de-obra," afirma.

Os robôs podem trabalhar 24h por dia, sem precisarem de interromper para pausas, e podem ser particularmente úteis durante períodos intensos de colheita.

Robô da Octinion

O robô da Octinion apanha um morango a cada cinco segundos

"O principal benefício é a durabilidade", afirma Martin Stoelen, professor de robótica da Universidade de Plymouth e fundador da Fieldwork Robotics, que desenvolveu um robô de colheita de framboesa em parceria com Hall Hunter, um dos principais produtores de fruta do Reino Unido.

Os seus robôs, que devem entrar em produção no próximo ano, irão trabalhar mais de 20 horas por dia e sete dias por semana durante períodos atarefados,” o que os humanos obviamente não podem fazer," diz Stoelen.

Agricultura sustentável e desperdício de alimentos

Os robôs também tornar as práticas agrícolas mais sustentáveis. Poderão permitir aos produtores reduzir os consumos de água, combustível e pesticidas, para além de produzir menos resíduos, diz Tanwar.

Atualmente, um campo é normalmente colhido uma vez por ano e qualquer fruta ou vegetal verde é deixada para decomposição. Um robô poderia ser treinado para colher apenas vegetais maduros e, se trabalhasse 24 horas por dia, poderia voltar ao mesmo campo várias vezes para colher os que amadurecem mais tarde.

Birrell, diz que este será o impacto mais importante dos apanhadores robôs. "Hoje em dia, entre um quarto e um terço dos alimentos apodrece no campo. Isto normalmente ocorre porque não existem humanos prontos na hora certa para os colherem," afirmou.

Um exemplo bem-sucedido disso é o robô apanhador de morangos desenvolvido pela Octinion, uma startup de engenharia sediada na Bélgica.

O robô - que foi lançado este ano e que está a ser usado por produtores no Reino Unido e na Holanda - está montado num carrinho autónomo para trabalhar na produção de morangos de mesa.

Usa visão 3D para localizar o morango maduro, agarra-o suavemente com um par de pinças de plástico e – tal como um humano - roda-o 90 graus para o tirar do caule, antes de o soltar suavemente num cesto.

"A robótica tem potencial para converter o mercado: de orientado pela oferta (atualmente) para orientado pela procura," afirma Tom Coen, CEO e fundador da Octinion. "Isso ajudará a reduzir o desperdício de alimentos e a aumentar o valor ", acrescenta.

Condições difíceis

Um grande desafio dos robôs agrícolas é conseguir adaptá-los às diferentes condições climatéricas. As máquinas agrícolas tendem a ser robustas, de modo a suportar chuva, neve, lama, poeira e calor.

"A construção de robôs para a agricultura é muito diferente da que é realizada para as fábricas", afirma Birrell. "Até estar no campo, não se percebe o quão robustos necessitam de ser - são sacudidos e sofrem impactos, passam por superfícies irregulares, apanham chuva, pó e raios."

A Abundant Robotics, com sede na Califórnia, construiu um robô para a apanha da maçã que suporta toda a gama de condições da quinta. Consiste num tubo de sucção de maçãs numa engenhoca semelhante a um trator, que conduz pela fileira de um pomar, ao mesmo tempo que usa uma visão computacional para localizar frutas maduras.

Isso indica o início da automatização para as culturas de pomares, afirma Dan Steere, CEO da Abundant Robotics. "A automatização tem melhorado constantemente a produtividade agrícola durante séculos," afirma. "[Nós] perdemos muitos desses benefícios até agora."

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