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Correio Braziliense

Máquina usa aprendizagem automática para identificar vegetal em plantação

Máquina permite fazer a colheita do vegetal sem esmagá-lo. Segundo cientistas britânicos, a solução poderá reduzir o desperdício e otimizar o trabalho humano


postado em 08/07/2019 08:00 / atualizado em 07/07/2019 21:30

Testado em lavouras de diferentes tamanhos e sob condições climáticas diversas, o protótipo teve bons resultados(foto: Sarah Collins/Universidade de Cambridge)
Testado em lavouras de diferentes tamanhos e sob condições climáticas diversas, o protótipo teve bons resultados (foto: Sarah Collins/Universidade de Cambridge)
Máquinas para a colheita fazem parte da realidade da agricultura há muitos anos. Mas há algumas plantações que não se encaixam nas soluções disponíveis. Eis um campo a ser explorado pela robótica, segundo engenheiros da Universidade de Cambridge, no Reino Unido. Eles desenvolveram um robô capaz de identificar e colher esse tipo de vegetal em culturas agrícolas. Os primeiros testes ocorreram com alfaces e tiveram resultados animadores.

Segundo os criadores, o protótipo, chamado Vegebot, pode não ser tão rápido e eficiente quanto um trabalhador humano, mas demonstra como o uso da robótica na agricultura pode ser expandido. “Queríamos desenvolver abordagens que não fossem, necessariamente, específicas da alface-americana para que elas possam ser usadas em outros tipos de culturas”, diz Fumiya Iida, líder da pesquisa, detalhada na última edição do Journal of Field Robotic.

O robô utiliza aprendizado de máquina — uma área da ciência da computação que estuda meios para que as máquinas desempenhem tarefas antes executadas por pessoas —  e foi treinado, inicialmente, para reconhecer e colher alface em laboratório. Depois, a equipe o testou em uma variedade de condições de campo.

Os cientistas utilizaram como teste inicial a alface-americana pela incompatibilidade completa com as soluções disponíveis. “No momento, a colheita é a única parte do ciclo de vida da alface que é feita manualmente e é muito exigente fisicamente”, diz Julia Cai, coautora do estudo. Além disso, o vegetal é facilmente danificado e cresce de forma plana em relação ao solo, o que dificulta ainda mais o trabalho do robô colheitadeira.

Diante das dificuldades iniciais, a equipe ficou animada com o resultado obtido. “Cada campo é diferente, cada alface é diferente. Mas se pudermos fazer uma colheitadeira robótica trabalhar com alface-americana, poderemos também fazer com que ela trabalhe com muitas outras culturas”, afirma Simon Birrell, pesquisador do Departamento de Engenharia da Universidade de Cambridge e coautor do estudo.

Câmeras

Para que o robô funcionasse adequadamente, os pesquisadores desenvolveram e treinaram um algoritmo de aprendizado de máquina em imagens de alfaces. A partir disso, o Vegebot conseguiu reconhecer os pés saudáveis tanto em laboratório quanto em plantações diversas. Nesse segundo caso, os criadores usaram o protótipo em locais com diferentes variedades de condição climática e quantidades de folhas a serem colhidas — chegando, em alguns casos, a mais de mil.

O Vegebot tem dois componentes principais: um sistema de visão computacional e um sistema de corte. A câmera no topo do robô analisa uma imagem da plantação e identifica o que está sendo cultivado. Em seguida, para cada alface, classifica se ela deve ser colhida ou não. Esse método também facilita uma separação por qualidade, identificando, por exemplo, se as folhas estão maduras ou se têm alguma doença que possa se espalhar pela lavoura.

Por fim, o robô corta a alface sem esmagá-la. Uma segunda câmera posicionada perto da lâmina de corte ajuda a garantir o corte suave. “Para um ser humano, todo o processo leva alguns segundos, mas é um problema realmente desafiador para um robô”, ressalta Josie Hughes, também do Departamento de Engenharia da Universidade de Cambridge e coautora do estudo.

Pressão ajustável

Os criadores também conseguiram ajustar a pressão no braço de Vegebot, de modo que ele pudesse segurar a alface com firmeza suficiente para não derrubá-la, mas não tão firme a ponto de esmagá-la. Segundo os cientistas, a força do aperto poderá ser ajustada conforme o vegetal a ser colhido. “Ainda precisamos acelerar o Vegebot para que ele possa competir com um humano, mas achamos que os robôs têm muito potencial na tecnologia agrícola”, destaca Josie Hughes.

Para os cientistas, os androides poderão ser úteis em locais com escassez de mão de obra na agricultura e também ajudar a reduzir o desperdício de alimentos. Com o protótipo atual, cada campo recebe a colheitadeira robótica uma vez, e vegetais ou frutas não maduros são descartados. “Estamos reunindo muitos dados sobre a alface, que poderão ser usados para melhorar a eficiência da colheita, como quais campos têm os maiores rendimentos”, diz Hughes. Dessa forma, uma versão finalizada de Vegebot poderá deixar, na terra, os vegetais ainda não prontos para a colheita e avisar o melhor momento do retorno para a colheita.
 

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