Tecnologia

 

As múltiplas aplicações dos DRONES na agricultura

O uso mais imediato para os veículos aéreos não tripulados (Vants), também chamados de drones, na agricultura pode ser uma alternativa a satélites e aviões tripulados na captura de imagens para sensoriamento remoto. Já é possível se obter, por exemplo, imagens de um inseto em cima de uma folha

Hemerson Pistori e Gercina Gonçalves da Silva, do Grupo Inovisão, Universidade Católica Dom Bosco, de Campo Grande/MS

Os drones existem já há muitas décadas, mas a sua popularização aconteceu mais recentemente com o surgimento de modelos mais baratos e com o aumento das possibilidades de aplicação, que no início restringiam-se basicamente a operações militares. O nome drone vem da palavra zangão em inglês por conta do barulho que esses aparelhos fazem quando estão em voo e que se parece com um zumbido. Buscando desassociar os modelos mais novos de drones, que não têm apenas finalidade militar, tem-se optado por se utilizar a sigla UAV (unmanned aerial vehicles), traduzida em português para Vant, de Veículos Aéreos Não Tripulados.

O surgimento de drones mais baratos está diretamente relacionado com o crescimento da indústria de dispositivos móveis, como os smartphones, o que permitiu a massificação de diversos tipos de componentes que são utilizados na construção de drones, como acelerômetros, giroscópios, GPS, microprocessadores e câmeras digitais muito leves, potentes e minúsculas, entre outros.

Em países menos fechados comercialmente, já é possível se encontrar em lojas especializadas e até em supermercados uma quantidade imensa de modelos de drones que custam desde algumas poucas dezenas de dólares até os mais sofisticados, que podem chegar a vários milhares de dólares. No Brasil, as opções ainda são limitadas, mas já começa a surgir uma indústria local promissora, com drones sendo projetados para finalidades específicas como, por exemplo, mapeamento aéreo para agricultura.

Dois grandes grupos — Os drones podem ser divididos em dois grandes grupos, os de asa fixa, que parecem um avião, e os de asa rotativa ou multirrotores, que se comportam mais com um helicóptero. Os de asa fixa geralmente possuem maior autonomia de voo, podendo cobrir maiores distâncias.

No entanto, são um pouco mais difíceis de operar, principalmente na decolagem e no pouso, e não têm a mesma flexibilidade de voo que os multirrotores, que podem realizar facilmente movimentos em qualquer direção e ficar parados no ar a distâncias muito próximas do solo.

Os multirrotores, no entanto, voam por pouco tempo, são mais lentos e por isso não conseguem cobrir grandes áreas. Pela capacidade de decolar e pousar na vertical, e serem bem mais flexíveis em relação aos movimentos, os multirrotores são mais fáceis de operar e alguns modelos, com os softwares adequados, já são capazes de decolar, realizar a cobertura de uma determinada área e pousar de forma completamente autônoma.

Alguns drones permitem a adaptação de diferentes tipos de câmeras, incluindo infravermelho, térmicas, multiespectrais e hiperespectrais, que podem fazer muita diferença no tipo de aplicação

Outras características que distinguem as opções de drones disponíveis no mercado mundial e que terão muito impacto em suas futuras aplicações na agricultura são as seguintes: a estabilidade do voo e a robustez em diferentes situações climáticas (velocidade do vento, umidade do ar, etc.); a duração da bateria (ou de qualquer fonte de energia utilizada), que tem impacto na área que pode ser coberta em um único voo; a tecnologia utilizada para comunicação com a base que também tem impacto na área de cobertura, principalmente no caso de voos que dependem do controle de um ser humano; e a quantidade e os tipos de sensores que o drone pode levar.

Diferentes câmeras — Alguns drones permitem a adaptação de diferentes tipos de câmeras, incluindo infravermelho, térmicas, multiespectrais e hiperespectrais, que podem fazer muita diferença no tipo de aplicação agrícola à qual se está visando. Outros drones já saem de fábrica com um determinado tipo de sensor que não pode ser facilmente trocado.

Em relação às câmeras, a quantidade de opções também é muito grande, e a escolha depende do tipo de aplicação. Voando com multirrotores próximos à plantação e com câmeras de alta resolução, já é possível hoje se obter, por exemplo, imagens de um inseto em cima de uma folha.

A aplicação mais imediata que se vislumbra para os drones na agricultura é como uma possível alternativa aos satélites e aos aviões tripulados, na captura de imagens para sensoriamento remoto. Espera-se que em breve seja possível a captura mais frequente de imagens aéreas de uma mesma plantação, com maior resolução espacial e a um menor custo do que as tecnologias atuais. Isso poderia levar a uma maior adoção de técnicas de agricultura de precisão. No entanto, um dos gargalos, que também se encontra em várias outras áreas em que a captura de imagens tem se tornado cada vez mais fácil e barata, como, por exemplo, na área de segurança, em que temos cidades inteiras já cobertas por câmeras, é o processamento das milhares de imagens capturadas.

E aqui entra a visão computacional e o geoprocessamento. A visão computacional é a área da computação que busca desenvolver softwares capazes de extrair automaticamente informações contidas em imagens. Sem programas de computador capazes de extrair automaticamente as informações necessárias para, por exemplo, programar uma máquina pulverizadora de taxa variável, dificilmente os drones terão a ampla utilização que podem ter. Ou seja, o drone sozinho não resolve muita coisa. É necessário um sistema computacional rodando geralmente em computadores com alto poder de processamento e com os softwares adequados, para se ter o resultado esperado.

No aguardo de soluções completas — A boa notícia é que também nessa área os avanços são constantes e a tendência é que surjam cada vez mais empresas que possam oferecer soluções completas, desde a captura das imagens até a entrega dos dados processados prontos para ajudar na tomada de decisão ou até mesmo na alimentação automática de outros equipamentos.

A Internet e o processamento nas nuvens podem ser importantes nesse ponto, pois o produtor não precisará ter os computadores sofisticados localmente já que os drones poderão enviar automaticamente as imagens capturadas, através da Internet, para os computadores que irão realizar o processamento.

Também se vislumbra para o futuro a cooperação entre diferentes modelos de drones. Por exemplo, um drone de asa fixa poderá realizar uma primeira inspeção mais grosseira de uma grande área e identificar possíveis áreas problemáticas. Já um multirrotor, ou um grupo de multirrotores, que tem uma cobertura menor, poderá ser enviado para as áreas específicas, afim de coletar imagens com maior resolução ou até mesmo coletar amostras de folhas e solo para serem analisadas por especialistas.

Essa é outra área em que estão sendo realizados estudos e que devem atingir o mercado de forma maciça em alguns anos: os drones capazes de atuar e não apenas observar, deixando de ser vistos apenas como uma câmera que voa, mas como um robô que voa.

A literatura científica internacional já traz uma boa quantidade de resultados, ainda experimentais, de aplicações de drones em diversas culturas como cana, soja, milho e uva, entre outras, e as perspectivas de que essa nova tecnologia chegue efetivamente ao produtor são animadoras. No entanto, algumas barreiras, tanto de ordem tecnológica quanto de mercado e também de regulação, ainda precisarão ser quebradas.

Do ponto de vista tecnológico, ainda existe muito a ser feito na área da visão computacional e do geoprocessamento para se explorar melhor as imagens capturadas por drones e reduzir a dependência da participação humana no processo. Isso, então, permitirá a redução de custos e o aumento na velocidade para se chegar aos dados prontos para a tomada de decisão ou para o acionamento de outros equipamentos.

A robustez dos drones de mais baixo custo em situações climáticas mais difíceis, como ventos mais fortes e chuva, também deve aumentar bastante nos próximos anos. Já existem drones, como os militares, capazes de enfrentar situações bem extremas, mas seus preços não permitem adoção maciça na agricultura.

Do ponto de vista do mercado, é preciso encontrar modelos de negócio que sejam viáveis para todos os atores da cadeia e também trabalhar na formação de profissionais capacitados. Enquanto não há uma automação completa, que deve ainda demorar vários anos para chegar aos produtores, para que o mercado cresça, serão necessários novos tipos de profissionais capazes de pilotar os drones e utilizar os softwares de geoprocessamento para extrair, de forma semiautomática, as informações importantes das imagens, entre outras coisas. Também será necessária uma rede de empresas capazes não apenas de produzir e vender os drones, mas de dar suporte e oferecer peças de reposição de maneira eficiente.

Segurança e regulamentação — Por fim, existem questões relacionadas à segurança e à regulamentação do uso de drones. Mesmo nos Estados Unidos, onde os drones já são bem populares, inclusive sendo utilizados como brinquedos e podendo ser comprados facilmente em supermercados, ainda não existe uma segurança jurídica completa. A primeira legislação que trata especificamente dos drones só foi aprovada lá no ano passado, e alguns itens ainda não foram regulamentados.

Espera-se que em breve seja possível a captura mais frequente de imagens aéreas de uma mesma plantação, com maior resolução espacial e a um menor custo do que as tecnologias atuais

Mesmo os drones pequenos podem causar danos a seres humanos ao entrarem em contato com partes do corpo. Existem vários relatos de pessoas que se machucaram com as hélices de multirrotores. E é muito importante a existência de um arcabouço jurídico que deixe muito claras as regras de segurança e as responsabilidades de cada um no caso de acidentes. Quando envolvemos a automação completa do voo, algo que, do ponto de vista tecnológico, já está bem avançado, o problema se complica ainda mais. E mesmo em nível mundial as questões éticas e legais relacionadas a máquinas capazes de tomar decisões por conta própria ainda estão abertas.

O futuro da utilização dos drones na agricultura aqui no Brasil depende de uma quantidade grande de atores, desde os produtores rurais até os técnicos, cientistas e profissionais de diferentes áreas, como agronomia, geoprocessamento, aeronáutica, robótica, computação, administração, para citar algumas, além dos políticos e dos empresários. Se todos fizerem sua parte, não se perderá esse bonde da história, e o Brasil poderá se tornar pioneiro não apenas na utilização maciça, mas na produção dos zangões que, espera-se, estejam no futuro próximo cobrindo em enxames os céus acima das plantações do celeiro da humanidade.