Robô de baixo custo executa tarefas agrícolas

Plantas recebem automaticamente insumos na quantidade necessária, evitando desperdícios

Alunos do curso de especialização em Automação e Controle de Processos Industriais e Agroindustriais, modalidade extensão universitária, oferecido pela Extecamp (Escola de Extensão da Unicamp) e ministrado sob a responsabilidade da Faculdade de Engenharia Agrícola (Feagri) da Unicamp, desenvolveram um robô destinado à prática da agricultura de precisão. O robô possibilita a execução automática de algumas das principais tarefas agrícolas, entre as quais semear, adubar e irrigar, fornecendo a cada uma das plantas a quantidade adequada de insumos, o que caracteriza esse tipo de agricultura. Trata-se de um projeto de baixo custo que pode ser utilizado em pequenas propriedades ou mesmo em ambientes residenciais, disponibilizado em plataforma aberta (open-source) de livre utilização, o que oferece possibilidades de variadas adaptações e ampliações segundo interesses e necessidades dos usuários.

Foto: Antonio Scarpinetii

Foto: Antonio Scarpineti
O robô desenvolvido pelos alunos: equipamento pode ser usado em pequenas propriedades e em ambientes residenciais

Esse curso de especialização, ministrado pela Feagri há mais de dez anos, desenvolvido em 14 meses, 360 horas e com doze disciplinas, é procurado principalmente por engenheiros recém-formados ou por profissionais que se interessam ou já trabalham com controle e automação. O seu objetivo é fornecer complementação teórica e prática para recém-graduados ou para profissionais do mercado interessados em reciclagem. É ministrado tanto por docentes da Unicamp como por profissionais de engenharias que trazem experiências do dia a dia.

O professor Angel P. Garcia, engenheiro agrícola e responsável pelo curso, que acumula o cargo de diretor associado da Feagri, e um dos seus coordenadores, o pesquisador e engenheiro eletricista Claudio K. Umezu, esclarecem que o protótipo do robô construído resulta de um trabalho de conclusão de curso concebido, projetado e executado por quatro de seus alunos: Marcos Vinicius Lopes - engenheiro eletrônico; Cleber Katsuaki e Willy Rizola, engenheiros de controle e automação; e Ricardo Hideyo Hirai, engenheiro de produção mecânica, que já exercem atividades profissionais. Trata-se de um trabalho prático, inserido no contexto da engenharia agrícola, que utiliza grande parte do que foi ministrado no curso.


O robô

O robô, construído segundo o conceito Farmbot – fazenda robótica –, difere dos modelos humanoides, consagrados pelo cinema, ou dos que sugerem braços humanos, muito usados na indústria automobilística. Trata-se de um robô tipo pórtico, que se assemelha a uma ponte rolante, como mostra a ilustração, e que, como os demais, executa automaticamente determinadas tarefas sem intervenção humana. Pode ser utilizado em uma horta caseira e ou em produção em escala, caso das estufas de até 20x 50 m, bastando para tanto adequar as dimensões dos trilhos que suportam o pórtico, de forma a abarcar toda a área plantada.

No solo previamente preparado, este sistema robótico penetra a terra na profundidade adequada a cada plantio, deposita o número de sementes recomendadas e cobre o buraco utilizando água. Na mesma estufa podem ser desenvolvidas várias culturas simultaneamente. A umidade do solo é medida por um sensor que garante que cada planta seja irrigada segundo suas necessidades específicas e o fertilizante é aplicado dissolvido em água, de acordo com o desenvolvimento da planta.

Os autores consideram que o projeto básico está pronto e em condições de receber aprimoramentos que atendam necessidades específicas. Nada impede, por exemplo, que ele seja provido de um sensor que meça as propriedades do solo, como pH, de forma a dimensionar as necessidades de fertilização específicas, além daquelas que devem ser feitas ao longo do desenvolvimento da planta.

Foto: Antonio Scarpinetti
O pesquisador Claudio K. Umezu (à esq.) e o professor Angel P. Garcia, respectivamente, coordenador e responsável pelo curso: complementação prática e teórica

Existe ainda, entre outras, a ideia da criação de um aplicativo para celular que permita monitorar o sistema com base em informações de um banco de dados, possibilitando o acompanhando do desenvolvimento da cultura à distância. Pensa-se também no acoplamento de uma câmera de vídeo que permita não só acompanhar o crescimento da planta e o aparecimento de ervas daninhas, mas, também, com o uso da detecção de cores,  localizar fungos ou estimar o grau de maturação de frutos.


Alcances e ganhos

A ideia da construção de um Farmbot surgiu quando os componentes do grupo executor tomaram conhecimento de um projeto relacionado à agricultura de precisão divulgado nos EUA em 2014. Além do desafio de desenvolver um protótipo brasileiro, de baixo custo, enxergaram a possibilidade de executar um projeto inovador que os levaria a aumentar o aprendizado, utilizando os conhecimentos adquiridos durante o curso de especialização.

Os componentes do grupo entendem que a disponibilização do sistema na forma de plataforma aberta promoverá interações cooperativas que trarão propostas de criação de novos módulos, ampliando a capacidade de tarefas que o robô pode executar, abrindo espaço para que qualquer pessoa possa desenvolver o seu próprio robô.

Sobre os ganhos decorrentes do curso de especialização os quatro participantes são enfáticos. “No meu caso posso dizer que em quatorze meses tive contato com tudo que gostaria de ter aprendido em relação a questões práticas na faculdade, onde o embasamento é mais teórico”, diz Willy. Esse ponto de vista é compartilhado por Cleber, que complementa: “O curso fornece uma enorme bagagem mesmo para os recém-formados”. Ricardo destaca: “Embora atue na área de química e petroquímica, procurei o curso para abrir meu leque de conhecimentos e me atualizar em relação às exigências de mercado, mesmo porque hoje a indústria caminha cada vez mais célere em direção da automação”. Marcos afirma: “Achei muito importante a diversidade do elenco de professores do curso, constituído tanto por docentes essencialmente acadêmicos e por profissionais de empresas e indústrias que se encarregaram de disciplinas específicas. É profundamente rica a vivência com especialistas de naturezas tão distintas”.