Trabalhador de campo autónomo

Na ETH Zurich, foi desenvolvido um robô para destruir mecanicamente as ervas daninhas que crescem entre as plantações. “Rowesys” é convenientemente iniciado por controlo remoto — e torna os herbicidas desnecessários.

Diversidade de espécies em vias de extinção. Ecossistemas sobrecarregados. Demasiados pesticidas nas águas subterrâneas e no ar: o mundo precisa urgentemente de uma agricultura mais sustentável. Esta transformação é possível, como provado pelo crescente número de abordagens inovadoras — tais como o Robotic Weeding System (Sistema de Extirpação das Ervas Daninhas Robótica) ou Rowesys para abreviar, desenvolvido na ETH Zurique. Este projeto mostra que renunciar a produtos químicos que matam ervas daninhas, fungos e pragas não significa renunciar aos lucros. Os protótipos de Rowesys são especialmente adequados para utilização em campos de beterraba sacarina, que requerem um controlo muito intensivo de ervas daninhas. Enquanto outras soluções se concentram apenas na redução de pesticidas, por exemplo através de métodos de pulverização mais precisos, o robô ETH torna o uso de herbicidas obsoleto. Arranca as ervas daninhas do solo entre as linhas de plantas, faz uma curva no final do campo e continua pela linha seguinte. O robô autónomo até é capaz de lidar com lama ou pedras no seu caminho. Pascal Lieberherr, iniciador do projeto e aluno de mestrado em Robótica, Sistemas e Controlo da ETH Zurich, tomou consciência dos desafios na cadeia alimentar durante o seu programa de aprendizagem no processamento de alimentos. Hoje, ele está particularmente interessado numa questão-chave: como podemos alimentar a humanidade sem sobrecarregar a natureza do nosso planeta?

Cultivo eficiente

A equipa, composta por estudantes de engenharia mecânica e elétrica da ETH Zurich e estudantes de design industrial da Universidade de Ciências Aplicadas e Artes do Noroeste da Suíça (FHNW), desenvolveu um conceito robusto de locomoção. O veículo é acionado por quatro motores de cubo de scooters elétricas, que possuem uma transmissão compacta, devido às pequenas distâncias entre as linhas da cultura.

More Information on the Rowesys project:

Mais informações sobre o projeto Rowesys:
rowesys.ethz.ch
 

Um sistema de amortecedor mecânico por mola assegura que as rodas controláveis individualmente estejam sempre em contacto com o solo e continuem a trabalhar de forma fiável mesmo que as relhas se encontrem imersas. Por um lado, isto é importante porque um funcionamento defeituoso prejudicaria as culturas e reduziria o rendimento. Por outro lado, a distribuição de peso equilibrada reduz a compactação do solo localizada.

Para além da fiabilidade do processo, a facilidade de utilização foi outro aspeto ao qual Pascal Lieberherr e a sua equipa deram alta prioridade. Como resultado, o Rowesys não precisa de GPS e pode ser convenientemente controlado à distância. Para uma futura versão do robô, existem planos para que o robô se desloque autonomamente desde a quinta até ao campo, regressando novamente à quinta. Duas potentes baterias permitem um turno de oito horas.

Vento, doenças e pragas

Dois sensores visuais tratam da navegação no campo. Enquanto a câmara frontal deteta as linhas de plantas, a câmara voltada para o solo distingue entre ervas daninhas e culturas. O software, que foi especialmente programado para esta finalidade, analisa as imagens da câmara frontal quanto a áreas verdes, detetando assim a direção da linha da cultura. A equipa planeia implementar um software programável para a análise das imagens do solo. A finalidade disto é ampliar a utilização do software para outras culturas, tais como a do milho.

Desenvolver o software levantou vários desafios. Um desses desafios foram as fortes rajadas de vento que sopram as folhas para novas posições em segundos. O sistema tem assim de reinterpretar imediatamente as imagens em rápida mudança e reagir em conformidade. Ainda é necessário trabalho na área da deteção de plantas doentes ou afetadas por pragas.

A resposta entusiasta ao projeto quando este foi apresentado no verão de 2020 convenceu Pascal Lieberherr de que o desenvolvimento do robô agrícola inteligente deverá continuar. Em junho de 2021, será realizado o Concurso Agroalimentar para Avaliação de Robôs (ACRE). Esta iniciativa é suportada pelo Horizon, o Programa-Quadro da UE de Investigação e Inovação. Aqui, os robôs móveis para uso agrícola irão competir uns com os outros, proporcionando a oportunidade perfeita para o Rowesys mostrar os seus pontos fortes no palco internacional.

Para a equipa da ETH, era importante que a utilização do robô fosse intuitiva. Não necessita de navegação GPS e os responsáveis pelo desenvolvimento estão a planear uma futura versão que será ainda capaz de regressar autonomamente do campo para a quinta.

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Steffen Imanuel Denker, maxon