A produção agrícola mais importante pode ser o conhecimento colhido pelos drones e a fronteira inteligente

Por Suzanne Choney //

Desde 2011, o agricultor Sean Stratman cultiva couve, couve-flor, brócolis e abóbora em Carnation, Washington. Alguns anos atrás, ele adicionou uma nova cultura à sua colheita: conhecimento, usando drones e a fronteira inteligente para obter informações quase em tempo real sobre questões como umidade do solo e pragas. É o tipo de informação que não só o ajuda, mas também beneficia os agricultores em todo o mundo.

“Quanto mais dados recebo, mais posso correlacioná-los ao que estou vivenciando no campo, e maior se torna o entendimento”, diz Stratman, cujos avós também eram produtores de hortaliças. “Estou muito otimista e empolgado com a maneira como nosso conhecimento continuará crescendo. Tenho a sensação de que se tornará exponencial em algum momento.”

O avô de Sean Stratman também era um fazendeiro que “me ensinou como valorizar o investimento de tempo e energia em um pedaço de terra, e ver o que isso poderia trazer de retorno” (Foto: Michael Victor)

A necessidade é crítica. Em pouco mais de três décadas, até o ano 2050, a atual população mundial de 7,6 bilhões deverá atingir 9,8 bilhões. A produção de alimentos terá que aumentar drasticamente para acompanhar esse crescimento, de acordo com vários estudos. Mas há uma quantidade limitada de terras aráveis adicionais disponíveis para a agricultura.

Uma nova parceria entre a Microsoft e a fabricante de drones DJI reside no trabalho que ambas as empresas estão fazendo com dados e agricultura que poderiam tornar mais fácil e acessível para agricultores como Stratman obter rapidamente as informações necessárias para tomar decisões cruciais sobre umidade e temperatura do solo, pesticidas e fertilizantes. Horas e dias andando ou dirigindo no campo para tentar detectar problemas podem chegar ao fim.

O programa FarmBeats da Microsoft envia grandes quantidades de dados de sensores terrestres, tratores e câmeras para um computador na fazenda usando espaços em branco de TV (TV white spaces), um tipo de conexão à internet semelhante ao Wi-Fi, mas com alcance de algumas milhas. Espaços em branco de TV são espectros de transmissão de TV não utilizados, abundantes nas áreas rurais, onde a maioria das fazendas está localizada, e onde as conexões de internet padrão são muitas vezes irregulares.

Drone Matrice 200 da DJI equipado com o sensor Slantrange para agricultura. (Foto: DJI)

Os novos algoritmos de aprendizado de máquina processam e analisam os dados e rodam no Azure Internet of Things (IoT) Edge, que fornece informações de nuvem localmente, na fronteira, se você quiser, de uma rede de computação maior. No caso de Stratman, a “fronteira” está no celeiro, um ambiente aparentemente antiquado para uma solução de alta tecnologia ajudar a resolver problemas sérios.

Usando o Azure IoT Edge, “você não precisa enviar todos os dados para a nuvem; ele fica na fazenda e é capaz de absorver muitos dados, aplicar a inteligência sobre ele para gerar insights transformáveis em ação ​​para o agricultor”, diz Ranveer Chandra, pesquisador da Microsoft que lidera o programa FarmBeats.

“Ele também garante que todos esses dados, combinados com a análise, serão sincronizados com a nuvem, para que tenhamos um sistema de IoT de ponta a ponta, capaz de coletar muitos dados e dar sentido a eles.”

Ranveer Chandra, pesquisador da Microsoft e líder do projeto FarmBeats, verifica o solo na Dancing Crow Farm (Foto: Michael Victor)

O software PC Ground Station Pro, da DJI, fornece uma geração dinâmica de ortomosaicos, ou imagens aéreas “costuradas”, que são usadas pelos algoritmos de aprendizado de máquina FarmBeats em execução no Azure IoT Edge para criar mapas de calor detalhados. Esses mapas de calor permitem que os agricultores identifiquem rapidamente estresse e doenças nas culturas, a infestação de pragas ou outros problemas que possam reduzir o rendimento. Os mapas são transmitidos por meio da tecnologia de espaços em branco de TV para o dispositivo de fronteira Azure IoT localizado na fazenda.

Jan Gasparic (Foto: DJI)

Jan Gasparic, diretor de parcerias empresariais da DJI, diz que a parceria com a Microsoft significa que ambas as empresas “podem ir muito mais além juntas porque podemos alavancar informações que podem ser baseadas em drones, mas também em conjunto com processos em terra ou na fronteira.”

O programa FarmBeats usa o drone Phantom 4 Pro da DJI para o projeto na fazenda que Stratman administra, em outras localidades da FarmBeats nos Estados Unidos – Nova York, Califórnia e Dakota do Norte – e na Índia. Para fazendas maiores, onde há uma necessidade de maior duração da bateria e cargas avançadas, como sensores multiespectrais, a equipe está usando o Matrice 200 da DJI.

“Esta é a primeira vez em que realmente pegamos todos esses componentes diferentes, usando alguns dos softwares e algoritmos que desenvolvemos, nossos drones e os sensores de terceiros – e integramos tudo isso em uma solução mais ampla com um parceiro”, diz Gasparic. “Em termos da complexidade do que está envolvido, a fim de alavancar todos esses aspectos únicos, este é o primeiro – e é realmente emocionante.”

Stratman cresceu na Flórida, e quando um de seus avós se mudou para lá, ele comandou o time de seu neto e ajudou a cuidar de um grande jardim.

“Ele me inspirou no desejo de fazer trabalho físico”, diz Stratman. “Na época, eu odiei isso. Agora que eu olho para trás, ele realmente me ensinou como valorizar tempo e energia investidos em um pedaço de terra, e ver o que isso pode dar em troca. Eu acho que foi quando eu comecei a sentir um pouco de comichão pela agricultura, e nem percebi isso na época.”

Graduado em antropologia, Stratman trabalhou como arqueólogo por alguns anos, focando em técnicas agrícolas indígenas, como civilizações que “poderiam ter durado milhares de anos em uma área utilizando lotes semelhantes de terra, e as estratégias que eles estavam aplicando para fazer esse trabalho. Achei isso realmente fascinante no início ”, diz ele.

Não foi surpresa, então, que quando surgiu a oportunidade de administrar uma pequena fazenda e um jardim de propriedade de um restaurante cinco estrelas na Flórida, Stratman ansiosamente aceitou.

Sean Stratman num trator de sua fazenda em Carnation, Washington (Foto: Michael Victor)

Atraído para o noroeste do Pacífico por seu clima e condições de crescimento, Stratman mudou-se para Washington em 2001, trabalhando na agricultura antes de fundar sua própria fazenda, Dancing Crow Farm, a cerca de 48 quilômetros a leste de Seattle, em 2011. Ele também gerencia um programa para a organização sem fins lucrativos Sno-Valley Tilth, ajudando outros a lançar seus próprios negócios agrícolas.

Stratman é tão pé no chão quanto parece – literalmente e pessoalmente. Não se deixa levar pela tecnologia brilhante pelo bem da tecnologia, mas fica animado quando fala sobre o que a Microsoft e a DJI estão trazendo para a agricultura.

Ele usou os mapas de calor para ajudar em tudo, desde a estratégia de plantio – por exemplo, se a temperatura do solo está boa para a germinação de sementes – até aprender onde os castores criaram represas ao longo de uma vala de drenagem, criando inundações em alguns de seus campos.

“Para o ano que vem, estou procurando identificar os níveis de umidade do solo ideais para vários meios de trabalho do solo, em vez de colocar um implemento no meu trator e dirigir e dizer: ‘As condições são menos que ideais ou incorretas para aquele determinado implemento de trator’”, diz ele.

Zerina Kapetanovic, pesquisadora de hardware da FarmBeats, verifica os sensores de solo da FarmBeats na Dancing Crow Farm. (Foto de Michael Victor)

“Vai ser muito bom olhar para o meu programa FarmBeats com o Azure IoT Edge, e os resultados do drone e dizer: ‘Ei, veja, a umidade do meu solo está em 40%; é hora de colocar o leme’. Vai ser benéfico, poupando tempo e evitando problemas gerados ao fazer algo da maneira antiga.”

Chandra diz que tais técnicas de agricultura de precisão são o que permitirá que os agricultores usem seus recursos – água, terra, fertilizantes – com mais sabedoria no futuro.

“Isso os ajudará a se tornarem mais lucrativos; eles poderão cultivar mais culturas porque sua produção aumentará”, diz ele. “Qualquer que seja a plantação, será mais sustentável e melhor para o meio ambiente. E isso ajudará a alimentar o mundo.”

Saiba mais sobre a fronteira inteligente neste episódio da série Explanimators.

No alto, drone da DJI sobrevoa a plantação (Foto: Makeshift Studios)