Prospecção de patentes relacionadas ao uso de VANTs como inserção tecnológica na agricultura de precisão

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1 Prospecção de patentes relacionadas ao uso de VANTs como inserção tecnológica na agricultura de precisão Cristiano Reschke Lajús 1, Gean Lopes da Luz 1, Claudio Alcides Jacoski 1, Giovani Echer 1, José Carlos Toniazzo 1, Marcos Antonio Moretto 1 1 Programa de Pós-graduação em Tecnologia e Gestão da Inovação, Universidade Comunitária da Região de Chapecó, Chapecó, Santa Catarina, Brasil, clajus@unochapeco.edu.br, geanluz@unochapeco.edu.br, claudio@unochapeco.edu.br, gecher@unochapeco.edu.br, zetoniazzo@gmail.com, marcos.moretto@gmail.com RESUMO A agricultura de precisão (AP) é considerada uma das áreas mais importantes do agronegócio mundial e brasileiro, a qual visa a sustentabilidade dos sistemas de produção vegetal e animal caracterizando um processo sistêmico. A referida atividade visa a aplicação de técnicas geoespaciais em conjunto com sensores com o intuito de identificar possíveis variações no campo em função das diferentes condições edafoclimáticas (solo, relevo, clima), identificando novas estratégias de manejo. Nesse sentido o presente trabalho tem como objetivo realizar uma pesquisa quantitativa de patentes relacionadas à utilização de VANTs como recurso de apoio tecnológico, bem como analisar qualitativamente algumas destas patentes, a fim de observar sua relevância e aplicabilidade prática no cenário global. Para a realização do trabalho foram consultados os sites do Instituto Nacional de Pesquisa Industrial (INPI), Google Patents, WIPO e Lens. O Lens engloba cerca de 95% das patentes abertas mundiais, em bases como o Escritório de Marcas e Patentes dos Estados Unidos (USPTO), Escritório Europeu de Patentes (EP), WIPO, PCT e Australian Patent. Os dados coletados foram submetidos à análise estatística descritiva, os mesmos foram interpretados através da elaboração de tabelas com base nas Normas de Apresentação Tabular do IBGE. Dessa forma, após a análise das patentes encontradas, percebeu-se a relevância dos VANTs como ferramentas de auxílio para diferentes áreas do conhecimento. Todavia, a aplicabilidade específica de patentes utilizando o uso de VANTs possui uma vasta área de aplicações possíveis. PALAVRAS-CHAVE: Inovação Tecnológica, Veículos Aéreos Não Tripulados, Pesquisa e Desenvolvimento.

2 ABSTRACT Precision agriculture (PA) is considered one of the most important areas of the world and agribusiness, which aims the sustainability of crop production systems and animals featuring a systemic process. Such activity involves the application of geospatial techniques together with sensors in order to identify possible changes in the function field of the different soil and climatic conditions (soil, topography, climate), identifying new management strategies. In this sense the present work aims to conduct a quantitative survey of patents related to the use of UAVs as technological support feature and qualitatively analyze some of these patents, in order to observe its relevance and practical applicability on the global stage. To carry out the work were consulted the sites of the National Institute of Industrial Research (INPI), Google Patents, WIPO and Lens. Lens covers about 95% of global open patents in databases such as the United States Patent and Trademark Office (USPTO), European Patent Office (EP), WIPO, PCT and Australian Patent. Data were submitted to descriptive statistical analysis, they were interpreted by drafting tables based on Tabular Presentation Standards IBGE. Thus, after analyzing the patents found, we realized the relevance of UAVs as aid tools for different areas of knowledge. However, the applicability of patents using specific use of the UAS has a wide area of applications. KEYWORDS: Technological innovation, Unmanned Aerial Vehicles, Research and Development. INTRODUÇÃO A agricultura de precisão (AP) é considerada uma das áreas mais importantes do agronegócio mundial e brasileiro, a qual visa a sustentabilidade dos sistemas de produção vegetal e animal caracterizando um processo sistêmico (FLOSS, 2013). A referida atividade visa a aplicação de técnicas geoespaciais em conjunto com sensores com o intuito de identificar possíveis variações no campo em função das diferentes condições edafoclimáticas (solo, relevo, clima), identificando novas estratégias de manejo (ZHANG; KOVACS, 2012). Os Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) são conhecidos como Unmaned Aircraf Systems (UAS) ou Unmaned Aerial Vehicles (UAVs) e são pilotados remotamente, com contato visual ou não, caracterizando-se como Remotly Piloted Aircraft (RPA) (WATTS; AMBROSIA; HINKLEY, 2012).

3 Primicerio (2015) afirma que a utilização de imagens obtidas pelo emprego de VANTs pode auxiliar na detecção de manchas, infestações de plantas daninhas, também para topografia e geração de mapas de produtividade e/ou rendimento. Porém a falta de pesquisas técnico científicas relacionadas ao uso de VANTs com as especificidades intrínsecas e extrínsecas dos cultivos agrícolas e a condições edafoclimáticas proporcionam uma série de indagações no emprego desta nova tecnologia. Quando geradas é de fundamental importância que as mesmas sejam registradas ou patenteadas, garantindo assim, a exclusividade da exploração comercial. Segundo a Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE), entidade responsável por alavancar o desenvolvimento econômico e sustentável, a estatística de patentes e os recursos investidos em Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) são indicadores de interesse direto para a mensuração da inovação tecnológica de produtos e processos (TPP) e tem sido muito utilizadas nos últimos anos (OCDE, 2005). Nesse sentido o presente trabalho tem como objetivo realizar uma pesquisa quantitativa de patentes relacionadas à utilização de VANTs como recurso de apoio tecnológico, bem como analisar qualitativamente algumas destas patentes, a fim de observar sua relevância e aplicabilidade prática no cenário global. MATERIAL E MÉTODOS Esta pesquisa tem caráter exploratório através da prospecção tecnológica em bases de dados de patentes nacionais e internacionais ligadas à aplicação de VANTs em diferentes áreas do conhecimento. Foi realizada uma busca de aplicações práticas destes veículos a fim de elucidar sua crescente utilização nas mais variadas áreas. Para a realização do trabalho foram consultados os sites do Instituto Nacional de Pesquisa Industrial (INPI), Google Patents, WIPO e Lens. O Lens engloba cerca de 95% das patentes abertas mundiais, em bases como o Escritório de Marcas e Patentes dos Estados Unidos (USPTO), Escritório Europeu de Patentes (EP), WIPO, PCT e Australian Patent. As palavras-chave e termos de busca foram definidos para contemplar o maior número de patentes possíveis sobre o respectivo tema. Assim foram feitas buscas por: Unnmaned Aerial Vehicles (UAV), Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT), Unmanned Aircraft Systems (UAS), "Drone" e complementos relacionados para filtro de resultados: "tecnologia", "sistema", "geoespacial", "imagens" e "agricultura". Todas as buscas foram feitas nas bases internacionais com as respectivas palavras na língua inglesa. Além disso, para aprimorar a

4 busca, foram utilizados os operadores lógicos (AND, OR, NOT, AND NOT) e de truncagem (*,?, #). Os dados coletados foram submetidos à análise estatística descritiva (PIANA; MACHADO; SELAU, 2009), os mesmos foram interpretados através da elaboração de tabelas com base nas Normas de Apresentação Tabular do IBGE (1993). RESULTADOS E DISCUSSÃO A pesquisa de patentes envolvendo VANTs foi realizada nas bases INPI, Lens, Google e WIPO. Em cada uma delas as buscas foram refinadas com base nos termos elencados na metodologia. Dessa maneira foi possível iniciar a busca de patentes relacionadas a VANTs e seus termos correlatos. Na Tabela 1 é possível perceber que o número de patentes ligadas exclusivamente aos VANTs é expressivo. Tal fato se justifica pela quantidade de inovações ligadas aos sistemas que aprimoram aspectos ligados à tecnologia de pouso e decolagem, autonomia de vôo, distância percorrida, dentre outros. Esse tipo de patentes não foi o foco das buscas, logo, com o acréscimo de termos ligados a aplicação dos VANTs, os resultados de busca diminuíram. Assim foi possível nortear a busca focada em patentes ligadas apenas a aplicação prática dos drones. Para ilustrar esse fato é possível comparar a busca exclusiva por "UAV" na base LENS, a qual teve resultados, com a busca pelo termo "UAV AND AGRICULTURE", que teve 423 resultados. No caso de refinar ainda mais a pesquisa, buscando por "UAV AND GEOSPATIAL AND IMAGES AND AGRICULTURE", foram encontradas apenas oito (8) patentes. Outra questão importante de ser analisada é a busca de patentes na base do INPI. Buscando apenas por palavras como "VANT", "UAV", "DRONE" e "UAS", nenhum resultado foi superior a seis (6) patentes. Considerando o correto funcionamento da ferramenta de pesquisa, é possível observar o número ínfimo de patentes ligadas ao tema, principalmente se comparadas às buscas em bases internacionais.

5 Tabela 1 Resultado das buscas nas bases - INPI, Lens, Google e WIPO. Nº de documentos encontrados Palavra-Chave INPI Lens Google WIPO UAV DRONE UAS VANT UAV AND SYSTEM DRONE AND SYSTEM UAS AND SYSTEM VANT AND SYSTEM UAV AND TECHNOLOGY DRONE AND TECHNOLOGY UAS AND TECHNOLOGY VANT AND TECHNOLOGY UAV AND GEOSPATIAL AND IMAGES DRONE AND GEOSPATIAL AND IMAGES UAS AND GEOSPATIAL AND IMAGES VANT AND GEOSPATIAL AND IMAGES UAV AND AGRICULTURE DRONE AND AGRICULTURE UAS AND AGRICULTURE VANT AND AGRICULTURE UAV AND GEOSPATIAL AND IMAGES AND AGRICULTURE DRONE AND GEOSPATIAL AND IMAGES AND AGRICULTURE UAS AND GEOSPATIAL AND IMAGES AND AGRICULTURE VANT AND GEOSPATIAL AND IMAGES AND AGRICULTURE Fonte: Elaborado pelos autores (2015) Dessa forma, observando a pesquisa realizada na base de patentes do Google trouxe resultados superiores às demais bases. Mesmo sabendo que a ferramenta tem uma tecnologia

6 de busca superior às demais, foi percebido que existiam duplicidades, pois a busca é realizada em outras bases. Desta forma os resultados advindos do Google foram ignorados para uma melhor mensuração dos resultados. Além do descarte dos resultados provenientes do Google, foi feito um maior detalhamento das buscas, focando especificamente na AP utilizando imagens e georreferenciamento. A Tabela 2 mostra os resultados com base nessas especificações de buscas. Tabela 2 Resultado das buscas com aplicação de filtros nas bases - INPI, Lens e WIPO. Palavra-Chave Nº de documentos encontrados INPI Lens WIPO UAV AND GEOSPATIAL AND IMAGES AND AGRICULTURE DRONE AND GEOSPATIAL AND IMAGES AND AGRICULTURE UAS AND GEOSPATIAL AND IMAGES AND AGRICULTURE VANT AND GEOSPATIAL AND IMAGES AND AGRICULTURE Fonte: elaborado pelos autores (2015). Conforme observado anteriormente na Tabela 1, a busca na base do INPI novamente não trouxe patentes ligadas ao tema. A busca na base WIPO também não apresentou resultados significativos. A maior parte das patentes encontradas foi na base Lens. Essa busca específica permite observar que o uso de VANTs aplicados na coleta de imagens e no georreferenciamento ainda tem poucas patentes registradas (Tabela 2). Após a realização das buscas nas bases de patentes apresentadas, é possível fazer uma avaliação quantitativa dos resultados obtidos. Conforme apresentado inicialmente, considerando os resultados de busca na base do Google, a qual corresponde a 92,44% dos resultados. Na base Lens foram encontrados 7,52% dos resultados, na base WIPO 0,04% dos resultados e na base do INPI 0,0001%. É importante notar que a busca em sistemas que fazem a pesquisa em diferentes bases de patentes acaba influenciando diretamente nos resultados. Enquanto uma busca no WIPO trouxe 362 patentes, a correlata no Lens apresentou resultados. No Google os números são muito maiores, onde a mesma pesquisa retornou registros (Figura 1). Todavia, conforme elucidado anteriormente, é impraticável comparar a busca no Google com outras bases, visto que não seria possível quantificar os resultados de maneira correta. Nesse sentido, excluídas as pesquisas no Google e acrescidos alguns termos relacionados à utilização prática dos VANTs foi possível ter uma melhor quantificação dos resultados. O resultado da busca nestas bases com os respectivos refinamentos pode ser observada na Tabela 3.

7 Figura 1 Resultado das buscas nas bases - INPI, Lens, Google e WIPO. Fonte: elaborado pelos autores (2015). Tabela 3 Comparativo de pesquisa básica e refinada. Tipo de Pesquisa INPI WIPO Lens Básica Refinada Fonte: elaborado pelos autores (2015). É possível observar que para uma correta prospecção e análise de patentes, é fundamental definir corretamente os termos a serem pesquisados. Como neste artigo o foco era a busca de patentes ligadas ao uso de VANTs na agricultura, principalmente relacionados a obtenção de imagens, esse refinamento possibilitou reduzir consideravelmente o resultado. Dessa maneira é possível obter os artigos mais relevantes dentro deste universo de pesquisa, fazendo uma análise qualitativa das patentes que tem maior significância para a pesquisa. Dentre as patentes encontradas, apenas cinco foram selecionadas para avaliação mais criteriosa, dentre elas uma tem relação mais estreita com a AP baseando-se na coleta e processamento de imagens obtidas através do uso de VANTs, tanto sem interação com humanos quanto em VANTs pilotados por humanos. Esse sistema é composto por uma câmera de última geração, uma box com um processador, um receptor GPS para georreferenciamento, um computador remoto, além de nós na nuvem para processamento, bem como a última versão estável do software para realizar o processamento destas imagens.

8 A patente preocupa-se em ter um algoritmo otimizado para processamento das imagens para localizar pontos de amarração utilizando sistema de combinação de múltiplas resoluções. Criando desta forma mosaicos de imagens que podem ser utilizadas para delimitação de áreas. Um ponto importante a ressaltar é que como a maioria das patentes que dizem respeito a aperfeiçoamentos nos VANTs foram descartadas, as patentes encontradas diziam respeito a diferentes classificações. Não foi possível definir uma categoria específica para agrupamento de patentes. As patentes ligadas a inovação específica dos VANTs se enquadram nas categorias B64 e CA26. Detalhando especificamente esse tipo de patentes, é importante notar o crescimento acentuado das patentes ligadas ao aprimoramento destes veículos, conforme a Figura 2. Figura 2 Crescimento do Registro de Patentes sobre VANTs. Fonte: (IFICLAIMS, 2015). Nesse sentido, na Figura 3 são apresentadas as principais empresas responsáveis pelo registro de patentes relacionadas a tecnologias para VANTs. Conforme citado, a grande maioria das patentes estão ligadas à tecnologia para aprimoramento dos VANT's. Isso fica claro ao se detalhar os autores das patentes. Na Figura 3 é possível observar que grandes players de mercado possuem a maioria dos registros, como é o caso da HONEYWELL, BOEING e THALES.

9 Figura 3 Principais empresas com registro de patentes ligadas aos VANTs. Fonte: (IFICLAIMS, 2015). Uma das justificativas do uso de VANTs em diferentes áreas de conhecimento é a facilidade e praticidade que estes veículos podem fornecer para realizar tarefas antes apenas possíveis com uso de tecnologias mais caras e de difícil acesso. Por exemplo, na AP a obtenção de imagens antes realizada pela obtenção de imagens de satélites ou através de fotografias tiradas de aviões pode agora ser feita com o uso de uma câmera digital acoplada a um VANT. Isso amplia drasticamente as possibilidade de pesquisa, proporcionando grandes avanços tecnológicos.

10 CONCLUSÕES Dessa forma, após a análise das patentes encontradas, percebeu-se a relevância dos VANTs como ferramentas de auxílio para diferentes áreas do conhecimento. Todavia, a aplicabilidade específica de patentes utilizando o uso de VANTs possui uma vasta área de aplicações possíveis. Ao final, cabe ressaltar a importância do refinamento de busca de patentes para encontrar de forma precisa as informações desejadas. Em relação aos erros nas ferramentas de busca, a diferença nos resultados de pesquisas com o uso de termos específicos da área desejada trouxe resultados consideráveis. Foi possível reduzir em mais de 90% a quantidade de resultados, filtrando a busca para patentes que realmente interessavam ao objeto de estudo. REFERÊNCIAS FLOSS, E. L. Agronegócio e Desenvolvimento: pontos de vista. 1. ed. Passo Fundo: Instituto de Ciências Agronômicas, IFICLAIMS. Hovering Over the Drone Patent Landscape IFI CLAIMS. Disponível em: < Fhovering -over-the-drone>. Acesso em: 10 jun INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Normas de apresentação tabular. Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Centro de documentação e disseminação de informações. 3. ed. Rio de Janeiro: IBGE, 1993, 62 p. Disponível em: < > Acesso em: 02 jul ORGANIZAÇÃO PARA A COOPERAÇÃO E DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO. Manual de Oslo: Proposta de Diretrizes Para Coleta e Interpretação de Dados sobre Inovação Tecnológica. 3. ed. Paris: OCDE, PIANA, C.F. de B.; MACHADO, A. de A.; SELAU, L. P. R. Estatística Básica. Pelotas: UFPel, Instituto de Física e Matemática PRIMICERIO, J. et al. A flexible unmanned aerial vehicle for precision agriculture. Precision Agriculture, v. 13, n. 4, p , jan, Disponível em: < Acesso em: 01 maio WATTS, A. C.; AMBROSIA, V. G.; HINKLEY, E. A. Unmanned aircraft systems in remote sensing and scientific research: classification and considerations of use. Remote Sensing, Suíça, v. 4, n. 6, p , jun Disponível em: < Acesso em: 01 maio doi: /rs ZHANG, C.; KOVACS, J. M. The application of small unmanned aerial systems for precision agriculture: a review. Precision Agriculture, v. 13, n. 6, p , jul Disponível em: < Acesso em: 03 maio 2015.