Drones matadores de ervas daninhas de IA estão chegando para mega fazendas

Nos últimos três anos, Terry Aberhart observou os drones esguios e de asa fixa cruzarem os grandes céus sobre sua fazenda na província de Saskatchewan, no Canadá, testando uma tecnologia que pode ser o futuro da capina.

Equipados com um sistema de inteligência artificial, os drones são projetados pela startup local Precision AI para detectar, identificar e matar as ervas daninhas sem encharcar toda a colheita com produtos químicos.

“Estou na lista de uma das primeiras máquinas quando estiverem disponíveis”, diz Aberhart, um entusiasta da agricultura sustentável. “A tecnologia atual é projetada para cobertura máxima e para acertar tudo no campo.”

Por décadas, plantações de grandes acres como milho e trigo foram tratadas por tratores de pulverização que se moveriam por vastas terras agrícolas, liberando cascatas de herbicida de longos braços esticados acima das plantações, tudo para eliminar ervas daninhas que geralmente são minúsculas e espalhadas.

Além do custo ambiental, essa abordagem convencional de pulverizar tudo também resulta em um desperdício financeiro colossal. A Aberhart gastou quase 1 milhão de dólares canadenses (US$ 745.000) em herbicidas apenas em 2022 para proteger o trigo, a canola e as leguminosas que crescem em uma fatia de pradaria maior que Manhattan. “Mesmo que conseguíssemos economizar 50% em média, seria uma economia enorme”, diz ele.

O problema de combater as ervas daninhas de forma sustentável é hoje mais urgente do que nunca. Os cientistas dizem que o aquecimento global sobrecarrega o crescimento de certas ervas daninhas que competem por nutrientes com as plantações, ameaçando a segurança alimentar. Mas cada gota de herbicida que os agricultores pulverizam tem um custo ambiental, poluindo o solo, contaminando a água potável e contribuindo para uma perda catastrófica da biodiversidade.

Um estudo de 2020 descobriu que a exposição prolongada a herbicidas – incluindo aqueles aprovados pelos reguladores – representa uma ameaça para as pulgas d’água, uma espécie vital para o ecossistema aquático. E está aumentando a pressão sobre os produtores globais de alimentos para repensar as práticas agrícolas intensivas; líderes de 195 nações assinaram um acordo histórico apoiado pelas Nações Unidas no ano passado, comprometendo-se a proteger e restaurar pelo menos 30% da terra e da água da Terra até 2030.

A Precision AI está entre um punhado de empresas que recorrem à tecnologia avançada para resolver o problema do uso excessivo de produtos químicos na agricultura. Fundada em 2017 pelo empreendedor de tecnologia serial Daniel McCann, a empresa usa imagens de 15.000 espécies de plantas para treinar algoritmos de computador para distinguir culturas básicas (pense em milho, trigo e soja) de ervas daninhas indesejadas. A câmera do drone pode “ver” qualquer coisa maior que metade de uma semente de gergelim e sua IA identifica ervas daninhas com 96% de precisão, pulverizando apenas o alvo pretendido.

A Precision AI diz que sua abordagem pode reduzir o uso de herbicidas em até 90% em comparação com os métodos tradicionais. A startup foi uma das dezenas de vencedoras do prêmio Pioneers 2023 da BloombergNEF, que visa destacar inovadores de tecnologia climática em estágio inicial com potencial para mudar o jogo.

Os drones da Precision são capazes de transportar cinco galões americanos de líquido (quase 20 litros) por voo e cobrir cerca de 80 acres (0,3 km2) por hora. Como o drone voa de 1,2 a 1,8 metros acima do solo, seu sistema de IA toma decisões em tempo real e aplica herbicidas somente quando necessário.

“Não podemos continuar fazendo as coisas do jeito que sempre fizemos”, diz McCann. “Temos que cultivar alimentos de maneira mais inteligente.”

Aproveitar a robótica e a tecnologia de computador para auxiliar na produção agrícola não é um conceito novo; pesquisadores da Universidade da Flórida exploraram a possibilidade de um colhedor de laranja robótico já na década de 1980. Mas os recentes avanços tecnológicos em IA, combinados com o agravamento da escassez de mão-de-obra e a crescente demanda dos consumidores por alimentos produzidos de forma ética e ecológica, aceleraram a inovação.

“Há muitos novos desenvolvimentos e esforços para o uso de soluções robóticas automatizadas na agricultura”, diz Manoj Karkee, professor especializado em engenharia agrícola na Washington State University. “Estamos mais perto do que nunca de começar a utilizar essas tecnologias.”

A agricultura de precisão – um termo abrangente que abrange tudo, desde máquinas de capina habilitadas para IA até sistemas de irrigação controlados por sensores inteligentes – deve crescer de um negócio de US$ 8,5 bilhões no ano passado para US$ 15,6 bilhões até 2030, de acordo com a consultoria Markets and Markets. Para obter uma fatia dessa ação, a startup israelense Greeneye Technology ajuda a atualizar os pulverizadores convencionais para outros mais inteligentes que podem identificar e atingir ervas daninhas individuais. A Bosch BASF Smart Farming, uma joint venture entre dois dos maiores conglomerados da Europa, apresentou uma solução semelhante.

A IA de precisão está focada no controle de ervas daninhas do céu com um benefício adicional em mente. Ao contrário dos tratores de pulverização convencionais e dos robôs de solo de alta tecnologia que atropelam qualquer coisa em seu caminho e compactam o solo, os drones minimizam os danos colaterais.

Isso, por sua vez, poderia permitir que os agricultores produzissem mais na mesma terra – uma boa notícia para um mundo onde pelo menos 50% mais alimentos são necessários até 2050 para sustentar uma população crescente, de acordo com um estudo de 2019.

Por enquanto, o drone da Precision AI é operado com a supervisão de um piloto humano. Mas McCann diz que sua empresa está pronta para lançar um drone de pulverização totalmente autônomo que pode decolar, voar e pousar sozinho – desde que os reguladores concedam permissão.

A startup planeja comercializar seu serviço de pulverização sob demanda no próximo ano, permitindo que os agricultores reservem conforme necessário – não muito diferente de como os consumidores pedem um Uber. Também venderá o drone de pulverização para agricultores que desejam mais controle sobre o gerenciamento de suas colheitas e cobrará uma taxa por seu software operacional de IA com base no pagamento conforme o uso.

Esse potencial de negócios atraiu investidores, incluindo a At One Ventures e a BDC Capital, que investiram mais de US$ 20 milhões em financiamento de risco na empresa. A Precision AI também está entre as oito startups selecionadas no início deste ano pela Deere & Company, com sede em Moline, Illinois, uma das maiores fabricantes de máquinas agrícolas do mundo em receita, para se unir na exploração de futuras tecnologias agrícolas.

No entanto, nem todos estão convencidos de que a agricultura futura será governada por robôs voadores. Mark Siemens, professor associado da Universidade do Arizona, diz que os fabricantes de drones agrícolas ainda precisam provar sua tecnologia, especialmente em escala.

Há também a questão dos obstáculos regulatórios. A IA de precisão visa primeiro a América do Norte, onde a agricultura de grandes acres é comum. Mas o Canadá ainda não deu sua aprovação regulatória ao controle comercial de ervas daninhas baseado em drones. Nos EUA, onde a Precision AI planeja fazer sua estreia comercial no próximo ano, os legisladores deram luz verde para drones de pulverização agrícola usados ​​por operadores licenciados – mas o fizeram com uma longa lista de verificação. “A estrutura legal ainda é bastante desafiadora”, diz Karkee, da Washington State University.

Além disso, os fabricantes de drones agrícolas, incluindo o Precision AI, podem receber um tratamento frio daqueles que pretendem ajudar.

Aberhart, o agricultor em Saskatchewan, diz que será necessária “uma grande mudança de mentalidade e mentalidade” para que a comunidade agrícola abandone a prática de pulverização geral que dominou a indústria por décadas. Os primeiros convertidos estarão correndo um grande risco. Afinal, se o manejo de ervas daninhas falhar, pode arruinar uma temporada.

Mas Aberhart avalia que a transição será uma questão de quando, e não se. “Custa dinheiro ao agricultor pulverizar. Então, por que iríamos querer gastar mais dinheiro se não fosse necessário?”

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