Revolucionando a Agricultura: O Papel da Robótica no Aumento da Produtividade e Sustentabilidade

A indústria agrícola está sempre buscando maneiras de melhorar a eficiência, aumentar a produção e reduzir o desperdício. Uma das formas de fazer isso é através de robôs.

A robótica está realmente se tornando uma parte integral dos processos de cultivo e produção de alimentos. O objetivo da robótica na agricultura é ajudar o setor a melhorar a produtividade e a sustentabilidade ambiental.

Robótica na Indústria Agrícola 

A agricultura tradicional sem robótica consome mais tempo e requer recursos humanos significativos para lidar com os diversos processos agrícolas. Além disso, há falta de informações precisas sobre clima, condições do solo e uso de fertilizantes. Dado que a maioria das atividades agrícolas atualmente ainda é praticada de forma tradicional, isso frequentemente resulta em uma agricultura não lucrativa e não econômica.

Como resultado, sistemas avançados baseados em IA, como tecnologia de sensores, IoT, tecnologia de gerenciamento de dados, algoritmos de tomada de decisão inteligente, robótica, drones e mecanismos avançados estão substituindo o sistema agrícola tradicional.

Esses sistemas tornam o processo agrícola simples, eficiente em tempo, econômico, altamente produtivo e sustentável.

Esta revolução agrícola é impulsionada pela necessidade de aumentos significativos nos rendimentos de produção. Com a ONU estimando que a população mundial passará de 8 bilhões para 9,7 bilhões em 2050, os agricultores enfrentarão forte pressão para atender a essa demanda.

É por isso que o mercado de robôs agrícolas está estimado para crescer de US$ 13,5 bilhões em 2023 para mais de US$ 40 bilhões até 2028, de acordo com a MarketsandMarkets. Além disso, a América do Norte domina atualmente a maior participação de mercado na indústria de robôs agrícolas graças à ampla adoção da automação em setores como comércio eletrônico, alimentos & bebidas, automotivo e farmacêutico. 

Aplicação da Robótica no Cenário da Agricultura

O mercado de robôs agrícolas é um cenário dinâmico repleto de imenso potencial. Portanto, vamos observar a ampla gama de aplicações que os robôs têm dentro da indústria agrícola.

Começando com tarefas muito mais simples, tratores autônomos e robôs estão lentamente substituindo máquinas operadas por condutores para semear sementes. Aqui, a visão de máquina e os sensores de movimento trabalham juntos para evitar obstáculos enquanto navegam pelo campo. Por exemplo, tratores autônomos utilizam tecnologia de condução autônoma baseada em GPS, com plano de integração de aprendizado de máquina para ajudar os tratores a identificar novos obstáculos ou animais em seus percursos.

Um uso primário de robôs nas fazendas pode ser visto na colheita e embalagem de frutas e vegetais. Devido à precisão e velocidade que os robôs podem alcançar para melhorar o tamanho dos rendimentos e reduzir o desperdício, a colheita e a seleção são uma das aplicações robóticas mais populares.

Mesmo tarefas repetitivas envolvidas na pecuária, como ordenhar vacas, espalhar ração e monitorar áreas de pastagem, podem ser automatizadas. Ao automatizar tarefas lentas, repetitivas e monótonas para os agricultores, os robôs agrícolas permitem que os produtores se concentrem mais em melhorar os rendimentos de produção geral. 

Além disso, os robôs também estão sendo usados para executar tarefas complexas, como monitorar culturas e medir os níveis de pH no solo. Os robôs podem ser programados para realizar a manutenção das culturas, podando plantas, capinando áreas, aplicando inseticidas e fornecendo irrigação.

Para combater as ervas daninhas, as empresas utilizam visão computacional e uma variedade de ferramentas mecânicas que permitem aos robôs arrancar as ervas em vez de usar produtos químicos. Da mesma forma, pulverizadores inteligentes são combinados com câmeras de visão computacional para identificar ervas daninhas para aplicações direcionadas de herbicidas. 

Inovação em Robótica Agrícola

A inovação é essencial em qualquer setor, e agora é ainda mais relevante na agricultura do que nunca, pois adotar novas tecnologias como a robótica será um fator chave para mudar o rosto da agricultura. Afinal, com a população mundial crescendo a um ritmo impressionante, inovações na agricultura se tornaram necessárias.

Embora tenhamos percorrido um longo caminho desde que os primeiros robôs industriais foram inventados na década de 1950, foi nos últimos anos que a inovação nas aplicações de robótica na agricultura avançou consideravelmente. Portanto, vamos observar algumas das inovações importantes em robótica agrícola.

Automação Agrícola

A automação agrícola reduz a intervenção humana e erros ao combinar:

• Maquinário agrícola
• Sistemas de computador
• Eletrônicos
• Sensores químicos
• Gerenciamento de dados 

Ao usar colheitadeiras automatizadas e tratores autônomos, os agricultores utilizam os recursos de forma eficiente e produzem rendimentos mais altos.

A automação já é uma parte importante do processo agrícola, mas à medida que se torna ainda mais relevante nos próximos anos, o nível crescente de automação permitirá que os agricultores se concentrem mais em aspectos criativos, complexos e críticos de seus negócios. Além disso, graças à automação, a maioria dos agricultores agora tem mais tempo para passar com suas famílias do que antes.

GIS na Agricultura

Sistemas de Informação Geográfica na agricultura dependem de tecnologias como satélites para entender os tipos e a posição das culturas, nível de fertilização, estado do solo e informações relacionadas. Ao aproveitar os dados gerados por dispositivos e softwares de sensoriamento remoto GIS, os agricultores podem então tomar decisões informadas.

Além de usar essa tecnologia para determinar a melhor localização para o plantio de culturas no campo e melhorar a nutrição do solo, o software GIS também pode ajudar na saúde, fertilidade e nutrição do gado ao monitorar o movimento dos animais.

Agricultura Vertical

Uma nova forma popular de cultivo é a agricultura vertical ou agricultura indoor, onde as plantas são cultivadas em um ambiente totalmente regulado. Aqui, todas as necessidades das plantas são atendidas fornecendo artificialmente água, luz e nutrientes por meio de técnicas hidropônicas, aquapônicas e aeropônicas.

A Agricultura de Ambiente Controlado (CEA) reduz drasticamente o consumo de água, protege as plantas de condições climáticas adversas e maximiza o uso do espaço para cultivo, proporcionando rendimentos mais confiáveis e maiores, ao mesmo tempo que utiliza recursos de forma eficiente e reduz custos de mão de obra ao empregar robôs para colheita e plantio.

Clique aqui para saber mais sobre agricultura vertical.

Drones

Veículos Aéreos Não Tripulados ou drones estão se tornando cada vez mais úteis para monitorar culturas. Usando sensores avançados, os drones podem ajudar a monitorar o crescimento das plantas, detectar estresse por doenças, monitorar a temperatura do campo e pulverizar pesticidas, água ou fertilizantes nos locais desejados do campo. Esses dispositivos também podem ser usados para imagens e fertilidade do solo, bem como para monitorar a qualidade do solo e garantir que as culturas não sejam afetadas por fatores ambientais como seca ou inundação.

Enquanto isso, na gestão de pecuária, drones são usados para observar pastagens e rastrear movimentos de animais em grandes áreas de terra. Alguns drones são equipados com câmeras de imagem térmica para detectar animais doentes com altas temperaturas corporais. Dessa forma, os drones ajudam os agricultores a obter dados abrangentes para tomar decisões oportunas.

Polinizadores Artificiais

A polinização, que é um processo que permite a fertilização e a produção de sementes, é vital para a sobrevivência de muitas culturas. No entanto, a polinização enfrenta muitos desafios, como perda de habitat, uso de pesticidas e declínio das populações de abelhas. 

Como resultado, inovações crescentes estão acontecendo, como insetos robóticos que imitam o comportamento e a aparência dos polinizadores naturais. Aqui, pequenas máquinas são equipadas com sensores, câmeras, inteligência artificial (IA) e microatuadores que lhes permitem voar, navegar e polinizar flores autonomamente. 

Comparados à polinização manual, os insetos robóticos com IA não são apenas mais precisos, flexíveis, escaláveis e econômicos, mas também podem operar em qualquer condição climática e em qualquer ambiente. Esses polinizadores podem ser programados para focar em culturas ou plantas específicas, evitando polinização cruzada indesejada ou contaminação.

Ao reduzir a pressão sobre os polinizadores naturais, os insetos robóticos com IA ajudam a restaurar ecossistemas e biodiversidade, ao mesmo tempo que criam novas oportunidades para educação, pesquisa e inovação nos campos da robótica e biotecnologia.

Espantalhos a Laser

No passado, os agricultores dependiam de espantalhos tradicionais para afastar pássaros ou roedores incômodos que podem ser uma ameaça às culturas em campo aberto. Mas hoje, os agricultores estão recorrendo a dispositivos de alta tecnologia com sensores de movimento para impedir que pássaros pilhem as plantações. 

Um pesquisador da Universidade de Rhode Island ajudou a projetar um espantalho a laser, que projeta luz laser verde, à qual os pássaros são sensíveis. Invisível aos humanos sob luz solar, ele pode disparar um feixe laser de 600 pés através de um campo para assustar os pássaros. O espantalho a laser é mantido dentro de um balde de plástico para protegê-lo dos elementos e está preso a um poste ajustável.

Tecnologia de Pecuária

Tecnologias emergentes para pecuária estão permitindo que os agricultores simplifiquem a gestão da fazenda, melhorem o cuidado animal e aumentem a produtividade. Por exemplo, ao empregar robótica, big data e IA, empresas de tecnologia estão automatizando tarefas como instalações de laticínios para ordenhar vacas sem intervenção humana, sistemas de alimentação que fornecem misturas adequadas às necessidades específicas dos animais e em quantidades apropriadas, e sistemas de limpeza para remover resíduos e criar ambientes mais limpos e livres de doenças.

Na indústria de laticínios, as empresas estão desenvolvendo sensores para monitorar a produção e qualidade do leite em tempo real, saúde e hormônios de gravidez. Reporta‑se que 12% das fazendas leiteiras utilizam robôs, número que deve crescer para 20% nos próximos cinco anos. Enquanto isso, cercas virtuais ajudam as fazendas a mover animais equipados com sensores remotamente. 

Empresas

Com tanta inovação acontecendo na indústria de robôs agrícolas, vamos agora observar alguns dos principais e mais relevantes players:

1. FarmWise

Um inovador líder no campo de tecnologia agrícola e robótica, a FarmWise arrecadou US$ 73,9 milhões em 9 rodadas de financiamento, conforme CB Insights. A empresa utiliza uma combinação de IA, visão computacional e robótica para construir seus produtos, que são voltados para a remoção de ervas daninhas sem uso de químicos e operações de coleta de dados em fazendas de vegetais. 

Recentemente, a empresa apresentou seu novo implemento de capina, Vulcan, na World Ag Expo 2023, que usa visão computacional e modelos de deep learning para remover ervas daninhas com alta precisão. 

2. Deere & Company

Esta empresa de capital aberto é conhecida por sua maquinaria agrícola tradicional e está implantando tecnologias como IA, IoT, robôs, aprendizado de máquina, big data, etc., para tomar decisões baseadas em dados. Cotada a US$ 382,20, as ações da John Deere caíram 10,86% no ano até a data (YTD). 

DE Gráfico de preços

A empresa tem um valor de mercado de US$ 110,07 bilhões e paga um dividend yield de 1,41% enquanto possui um índice P/E (TTM) de 11,30 e ROE (TTM) de 47,73%. No terceiro trimestre encerrado em 30 de julho de 2023, a John Deere reportou lucro líquido de US$ 2,978 bilhões.

3. Carbon Robotics

O principal inovador no campo da robótica agrícola, a Carbon Robotics usa IA, visão computacional, robótica e lasers para permitir que os agricultores otimizem seu processo de controle de ervas daninhas. A empresa oferece um capinador a laser autônomo para agricultura comercial que utiliza deep learning para identificar e remover plantas indesejadas. 

Ela também está a caminho de entregar o LaserWeeder para 17 estados dos EUA e três províncias canadenses. Em abril deste ano, a Carbon Robotics arrecadou US$ 30 milhões, elevando seu total arrecadado até agora para US$ 67 milhões, para acelerar sua fabricação e expansão internacional.

4. Trimble

As ações da Trimble (TRMB), empresa que desenvolve tecnologias robóticas e autônomas para equipamentos agrícolas, caíram 16,12% este ano, sendo negociadas a US$ 42,41 com um P/E (TTM) de 31,61 e ROE (TTM) de 8,16%. No 3T23, a empresa reportou receita de US$ 957,3 milhões, alta de 8,2% em relação ao ano anterior, e lucro não‑GAAP de US$ 0,68 por ação. 

Ao final do trimestre, a Trimble possuía US$ 216,8 milhões em caixa e equivalentes, e sua dívida total era de US$ 3,05 bilhões. À medida que a corrida entre as empresas de equipamentos agrícolas para automatizar a agricultura acelera, a AGCO Corp (AGCO.N) anunciou recentemente que adquirirá uma participação de 85% nos negócios agrícolas da Trimble por US$ 2 bilhões.

5. AgEagle Aerial Systems Inc. 

Esta empresa, com cerca de 150 funcionários, oferece soluções de dados baseadas em drones para permitir que os agricultores melhorem o manejo de culturas. Além da agricultura, a empresa oferece suas soluções completas de drones nos setores de energia, construção e governo. 

UAVS Gráfico de preços

Em setembro, a AgEagle lançou seu drone de sistema aéreo não tripulado de asa fixa, o eBee VISION. Com um valor de mercado de US$ 15,83 milhões, as ações da AgEagle (UAVS) são negociadas a US$ 0,13, apresentando um índice P/E (TTM) de -0,22. Em agosto, a empresa registrou uma queda notável em sua receita do 2º trimestre, que chegou a US$ 3,28 milhões após ter crescido 95,62% no ano anterior.

Prós e Contras da Robótica Agrícola

A automação de sistemas agrícolas traz uma série de benefícios:

• Ao contrário dos humanos, os robôs podem trabalhar mais rápido e por períodos mais longos sem ficar entediados ou cansados, sem necessidade de pausas, redução de produtividade ou risco de lesão.

• Ao reduzir o desperdício e o custo de mão de obra e operação da fazenda, a robótica agrícola se torna um método econômico. 

• Como os robôs não são suscetíveis a erros humanos, eles podem executar tanto tarefas repetitivas quanto tarefas complexas com precisão e exatidão ao longo de todo o processo.

• Com os robôs, não é preciso se preocupar com a escassez de mão de obra para tarefas sazonais ou com culturas deixadas no solo e não paletizadas a tempo para distribuição.

• Graças às suas avançadas habilidades de percepção, tomada de decisão autônoma e execução precisa, os robôs podem alcançar metas de produção precisas e eficientes mesmo em ambientes complexos, adversos e perigosos. 

No entanto, a automação de sistemas agrícolas não está isenta de desvantagens:

• A maior preocupação com os robôs é que eles são caros. Embora o custo possa ser compensado pela maior eficiência e rendimento, ainda representa um grande investimento inicial, embora, com o avanço da tecnologia, os custos diminuam.

• Os robôs também requerem eletricidade e manutenção regular para permanecerem operacionais, o que aumenta ainda mais o custo de uso.

• Robôs agrícolas exigem algoritmos complexos para funcionar em qualquer tarefa, o que também significa que os agricultores precisam de treinamento antes do uso.

Conclusão

Portanto, como vimos, os robôs têm capturado cada vez mais a atenção tanto da pesquisa quanto da indústria, resultando na rápida evolução dos robôs agrícolas. Ao integrar percepção, tomada de decisão, controle e técnicas de execução, refinamentos significativos também foram alcançados.

Isso faz sentido diante do cenário de uma população crescente e escassez cada vez maior de terra e água, onde os robôs agrícolas desempenham um papel único e integral ao oferecer uma forma de cultivo mais inteligente, segura e produtiva!