Pesquisadores introduzem um sistema robótico para gerenciar ervas daninhas e monitorar colheitas

Na última década, os sistemas robóticos revolucionaram vários setores, incluindo o setor agrícola e agrícola. Muitas tarefas que eram tradicionalmente realizadas manualmente podem agora ser potencialmente automatizadas, aumentando a eficiência e reduzindo a carga de trabalho dos agricultores e outros trabalhadores agrícolas.

Dois aspectos da agricultura que poderiam beneficiar muito com a automatização são a gestão de ervas daninhas e a monitorização das culturas. Como a procura de alimentos biológicos cultivados utilizando uma quantidade mínima de produtos químicos e pesticidas aumentou significativamente ao longo dos anos, muitos agricultores procuram estratégias viáveis ​​e mais limpas para controlar ervas daninhas, eliminar pragas e monitorizar o estado das suas colheitas.

Uma equipa de investigadores da Universidade de Bona desenvolveu um novo sistema robótico que poderá ajudar os agricultores a gerir ervas daninhas e a monitorizar as colheitas de forma mais eficiente. Este sistema, apelidado de BonnBot-I, foi introduzido em um artigo recente publicado no servidor de pré-impressão arXiv.

“O cultivo e a remoção de ervas daninhas são duas das principais tarefas executadas pelos agricultores hoje”, escreveram Alireza Ahmadi, Michael Halstead e Chris McCool, os pesquisadores que desenvolveram o robô, em seu artigo. “Um desafio recente para a remoção de ervas daninhas é o desejo de reduzir os tratamentos com herbicidas e pesticidas e, ao mesmo tempo, manter a qualidade e a quantidade das colheitas. Apresentamos o BonnBot-I, uma plataforma precisa de manejo de ervas daninhas que também pode realizar o monitoramento de campo.”

O robô criado por esta equipe de pesquisadores emprega diversos sensores de localização baseados em tecnologia GPS e odometria. O robô pode se mover pelos campos para localizar, classificar e contar plantas, ao mesmo tempo que gerencia ervas daninhas usando uma variedade de ferramentas integradas em sua estrutura corporal.

Notavelmente, o sistema é totalmente compatível com ROS, o principal sistema operacional robótico. Como parte do estudo, Ahmadi e seus colegas também compilaram um novo conjunto de dados para treinar algoritmos para localizar e contar milho, uma cultura que pode ser difícil de detectar usando visão computacional.

“Impulsionados por abordagens de monitoramento de culturas que podem localizar e classificar com precisão as plantas (ervas daninhas e culturas), melhoramos ainda mais seu desempenho ao fundir a plataforma GNSS disponível e a odometria das rodas”, escreveram os pesquisadores. “Isso melhora a precisão do rastreamento de nossa abordagem de monitoramento de culturas de um erro médio normalizado de 8,3% a 3,5%, avaliado em um novo conjunto de dados de milho disponível publicamente. Também apresentamos um novo arranjo de ferramentas de remoção de ervas daninhas montadas em atuadores lineares avaliados em ambientes simulados. ”

Até agora, os investigadores avaliaram o robô BonnBot-I em campos simulados que refletiam a distribuição típica das culturas em campos reais. As suas descobertas iniciais foram promissoras, sugerindo que o seu robô poderia eventualmente tornar-se uma tecnologia útil para os agricultores. No futuro, a equipe poderá realizar mais testes em ambientes do mundo real usando um protótipo físico do BonnBot-I, para validar ainda mais o seu potencial.

“Replicamos distribuições de ervas daninhas de um campo real, utilizando os resultados da nossa abordagem de monitorização, e mostramos a validade das nossas técnicas de divisão do espaço de trabalho que requerem significativamente menos movimento (uma redução de 50%) para alcançar resultados semelhantes”, escreveram os investigadores. “No geral, o BonnBot-I é um avanço significativo no manejo preciso de ervas daninhas com um novo método de pulverização seletiva e controle de ervas daninhas em um campo arável.”

© 2023 Science X Network