APLICAÇÕES DA ROBÓTICA TERRESTRE EM VITICULTURA DE PRECISÃO. Carlos Lopes LEAF, Instituto Superior de Agronomia/Univ. Lisboa

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1 APLICAÇÕES DA ROBÓTICA TERRESTRE EM VITICULTURA DE PRECISÃO Carlos Lopes LEAF, Instituto Superior de Agronomia/Univ. Lisboa 1

2 INTRODUÇÃO - A utilização de robôs em agricultura permite aumentar a eficiência a par da manutenção da sustentabilidade económica e ambiental; - São múltiplas as aplicações da robótica terrestre em agricultura; - Projecções de mercado indicam forte crescimento do mercado de robôs agrícolas nos próximos anos; - EU está a fomentar fortemente as acções R&D&I nesta área: Strategic Research Agenda for Robotics in Europe 2

3 Principais tipos de robôs terrestres actualmente em desenvolvimento para Viticultura de Precisão (listagem não exaustiva) Plataformas móveis com braços hidráulicos e outros acessórios/equipamentos para execução de operações culturais; ex. robô poda, corte infestantes, pulverização, etc Plataformas móveis com sensores fixos/móveis para monitorização não invasiva de diversas características da vinha: ex. monitorização da temperatura do coberto, mapeamento do vigor e rendimento por análise de imagem; mapeamento da composição da uva, etc. 3

4 INTELLIGENT ROBOTIC VINEYARD PRUNER SYSTEM ( Robô para poda de precisão baseado em análise de imagem e com braços robóticos. Funciona com base na reconstrução da estrutura da cepa com imagens 3D. Os braços com as tesouras hidráulicas actuam em função de um programa com regras de poda e especificações do viticultor. Projecto em fase avançada de desenvolvimento. Preço estimado: euros. ««video««4

5 WALL-YE ( Robô autónomo todo terreno com tracção 4 rodas com capacidade para poda de precisão. Baseado em inteligência artificial e num sistema de monitorização com vários tipos de sensores que reconhece a estrutura da videira, captura e regista dados e guia os braços com as tesouras de poda. Tem uma autonomia de 12 h podendo podar ~ 600 videiras/dia. Já foram vendidos alguns exemplares custo ~ euros 5

6 VITIROVER VitiRover ( Robô desenvolvido pelo dono de um chateau de Bordéus com o objectivo de cortar infestantes na linha. Possui um painel solar para fornecimento de energia, tem incorporado um sistema de navegação por GPS e é controlado remotamente por um smart phone. Recebeu o grande prémio de inovação no Vinitech Ver video 6

7 VINEGUARD ( - Robô para pulverização da vinha que utiliza vários sensores para navegação (visão artificial, DGPS e magnetômetros). - É capaz de navegar ao longo da linha e aplicar caldas. - Em desenvolvimento: 1 braço robótico para vindima. Preço: < 1000 euros video: 7

8 U-Go Robot ( - Veículo multifuncional com navegação autónoma desenvolvido sobretudo para aplicação de pesticidas; - Todos os parâmetros do pulverizador podem ser acedidos e modificados durante a operação; - O sub-sistema hidráulico é composto por um depósito de 130 L, bomba eléctrica e 2 barras verticais com os bicos de pulverização; - Possui uma unidade de controlo electrónico que permite controlo remoto dos componentes hidráulicos e leitura de informação diversa. vídeo 8

9 GEISI Robô desenvolvido pela Univ. Geisenheim, Alemanha, com capacidade de trabalhar em encostas de grande declive (até 70%) e com controlo remoto. Capaz de efectuar transportes e realizar operações culturais como pulverização, corte do enrelvamento, etc. 9

10 Tipos de robôs utilizados em Viticultura de Precisão Plataformas móveis com braços hidráulicos e/ou alfaias para execução de operações culturais. ex. robô poda, corte infestantes, pulverização, etc Plataformas móveis com sensores fixos para monitorização não invasiva de diversas características da vinha: ex. monitorização da temperatura do coberto, mapeamento do rendimento por análise de imagem; mapeamento da composição da uva, etc. 10

11 PHENOBOT Robô desenvolvido na Alemanha, equipado com diversas câmaras e sensores para detecção das características fenotípicas da videira (fenotipagem). Ex: fenologia, nº cachos, tamanho bago, peso lenha poda, etc. 11

12 DIONYSUS ( Robô desenvolvido na Univ. Harper Adams (USA) que usa imagens térmicas para detectar o estado hídrico da videira, podendo ser utilizado para gestão da rega. 12

13 AGROB Robô em desenvolvimento pelos investigadores do INESC TEC Porto. A versão em desenvolvimento (v14) tem em vista a monitorização em vinhas de encosta tendo para o efeito um sensor laser 3D range finder, 1 câmera infravermelhos, 2 câmeras RGB, e GPS. Fonte: 3_filipe_dos_santos_- _apresenta_ticeiii_agueda.pdf 13

14 VINEROBOT ( Projecto em curso, financiado pela EU, FP7. Consórcio europeu coordenado pela Univ. Rioja. Robô equipado com vários sensores para monitorização não invasiva dos seguintes parâmetros: produção, crescimento vegetativo, estado hídrico da videira e composição da uva. «vídeo«14

15 Autonomous cloud-computing vineyard robot to optimise yield management and wine quality ( - Projecto em curso ( ), financiado pela EU, FP7 (Grant Agreement FP7- SME , ), coordenado pela empresa Ateknea (Barcelona), contando com a participação de 3 parceiros portugueses: ISA, Agriciência e Coop. Agrícola da Granja. - Tem por objectivo a criação de um veículo autónomo todo-terreno munido com um conjunto de sensores para captura de imagens 2D e 3D e, com base em computação na nuvem, obter mapas de rendimento e de características vegetativas da sebe (área foliar exposta, porosidade) da vinha. 15

16 Ex. vantagens estimativa produção de uva Planeamento necessidades de monda cachos; Planeamento e organização vindima: mão-de-obra, equipamentos, etc; Planeamento necessidades adega: cubas, depósitos, barricas, produtos enológicos, garrafas e outros; Planeamento compras e/ou vendas uva; Estabelecimento preços uva e gestão stocks vinho; Gestão mercado uvas e vinho; Programação investimentos; Desenvolvimento de estratégias de marketing; Outras Lopes, C.; Workshop Viticultura Inteligente, Évora,

17 VINBOT desenvolvimento do projeto Ground truth Validação de campo feita nas vinhas da Tapada da Ajuda utilizando uma plataforma móvel manual, em várias castas brancas e tintas: Viosinho, Alvarinho, Trincadeira, Touriga Nacional, Syrah e Cabernet Sauvigon Lopes, C.; Workshop Viticultura Inteligente, Évora,

18 VINBOT Ground truth (2014 & 2015) ex. avaliação da variabilidade nº cachos e produção/videira Média ± sx Nº cachos (#/vine) Prod. (Kg/vid) Peso cacho (g/cacho) 22.7± ± ±6.9 Lopes, C.; Workshop Viticultura Inteligente, Évora,

19 VINBOT Ground truth (2014 & 2015) ex. estudo das relações entre variáveis medidas ex. Peso cacho vs área projectada na imagem Lopes, C.; Workshop Viticultura Inteligente, Évora,

20 VINBOT - Desenvolvimento do robô e plataforma + análise de imagem Palestra seguinte: Estimativa e mapeamento da produção de uva através do robô VINBOT (R. Guzman (Robotnik) & J. Sastre (Ateknea) Lopes, C.; Workshop Viticultura Inteligente, Évora,

21 Muito obrigado pela v/ atenção Agradecimentos Este trabalho insere-se no âmbito do projecto europeu VINBOT ( Autonomous cloud-computing vineyard robot to optimise yield management and wine quality ), financiado pelo 7º Programa Quadro da Comunidade Europeia (SME ), grant agreement nº ). 21