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TEC N O LO G IA
S E N S O R IA M E N T O R E M O T O
s agricultores brasilei-ros poderão contarno segundo
semestredeste ano com umpoderoso aliado pa-ra monitorar e elevara
produtividade desuas lavouras. Trata-
se de uma aeronave não tripulada, autô-noma, planejada para
sobrevoar as plan-tações e captar imagens que depois
serãoanalisadas e processadas por softwaresespecializados. O
pequeno avião, queestá em estágio final de desenvolvimen-to, tem
autonomia de vôo de quatro ho-ras e capacidade para registrar 6 mil
fotospor dia, voando a 100 metros do solo.
“As imagens, captadas por uma câ-mera digital acoplada à
aeronave, po-dem ser usadas pelos produtores ruraispara detectar
vários problemas no de-senvolvimento das culturas, como fa-lhas no
plantio, infestação por pragas,deficiência de nutrientes, presença
dedoenças e de plantas invasoras, entre ou-tros”, destaca o
pesquisador OnofreTrindade Júnior, coordenador do proje-to que
envolve pesquisadores e técnicosda Universidade de São Paulo
(USP),Embrapa Instrumentação Agropecuária,
unidade da Empresa Brasileira de Pes-quisa Agropecuária e AGX
Tecnologia,empresa de São Carlos focada no desen-volvimento de
soluções tecnológicaspara o setor agrícola. Essa empresa, quefaz
parte do grupo da Fazenda CampoBom, de Mato Grosso do Sul, investiu
amaior parte do R$ 1,5 milhão gasto atéo momento com o projeto.
Veículos aéreos não tripulados, co-nhecidos pela sigla Vants,
podem serempregados em muitas aplicações civise militares, explica
Onofre Júnior, queé professor licenciado do Instituto deCiências
Matemáticas e de Computaçãoda USP em São Carlos. As aeronaves
de-senvolvidas por seu grupo integram oProjeto Arara (Aeronaves de
Reconheci-mento Assistidas por Rádio e Autôno-mas), iniciado em
1998, e são dirigidaspara aplicações de monitoramento agrí-cola e
ecológico. Isso é feito por meioda coleta de imagens de vídeo e de
foto-grafias, que são posteriormente proces-sadas para extração das
informações deinteresse.
A maioria das imagens é coletada noespectro de luz visível, mas
algumas sãoobtidas na região do infravermelho dis-tante (imagens
termais), ideais para de-
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Aeronaves não tripuladas podem ser usadas para aum entar a
produtividade das lavouras do país
O
Ajuda do céu
YURI VASCONCELOS
Imagem mostra a regularidade do plantiode lavoura de
eucalipto
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Imagem a 600 metros de altitude permite contaras árvores de
cítrus
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tectar focos de incên-dio e a presença de ani-mais. Atualmente,
ospesquisadores estão fi-nalizando a modifica-ção de uma câmera
fo-tográfica digital para aobtenção de imagensna faixa do
infraverme-lho próximo que per-mitem melhor identifi-cação de
vários fatoresque afetam as culturas,como falta d’água, al-guns
tipos de doenças,além de obter índicesde desenvolvimentocomo, por
exemplo, aquantidade de biomassana lavoura.
No caso do moni-toramento agrícola, asimagens coletadas
sãoposteriormente proces-sadas, dando origem auma série de
informa-ções úteis como o nú-mero de plantas porhectare, tamanho
das copas das árvores,distribuição de palha no solo, fator
im-portante na técnica de plantio direto, e aregularidade na
plantação, que mede avariação da distância entre plantas.
Nomonitoramento ecológico, as principaisinformações colhidas pela
aeronave sãoo mapeamento e o acompanhamento daerosão,a detecção e
previsão de incêndiosflorestais, o mapeamento de recursos hí-dricos
e a contagem de animais silvestres.
B oa resolução - Com 2,3 metros decomprimento e 3,2 de
envergadura (daponta de uma asa até a ponta da outra),o avião é
feito de fibra de vidro comalguns componentes madeira e alumí-nio
aeronáutico e conta com um motora gasolina da marca ZDZ,
normalmen-te utilizado em aeromodelos, com 40cilindradas e 4,8
cavalos-vapor (cv). Aaeronave é capaz de voar, controladapor meio
de sinais de rádio como umaeromodelo, a até mil metros de
distân-cia e o vôo é executado entre 100 e 300metros de altura.
Segundo o coordenador do projeto,ela apresenta uma série de
vantagens emrelação a outros dispositivos tambémutilizados no
monitoramento agrícola,como os satélites. “A resolução espacial
da imagem proporcionada pela nossaaeronave é muito mais alta,
permitindoidentificar características não mensurá-veis pelo
satélite, como contagem deplantas pequenas”, explica Ono-fre
Júnior.“Além disso, tambémpermite a coleta de imagens aqualquer
momento, enquantosatélites possuem uma janela detempo limitada
(quando ao cir-cular a Terra passam no localque se quer a
informação) paraaquisição das imagens.”
Na captação de imagens,existe uma outra vantagem.Enquanto a
obstrução de nu-vens pode impedir a aquisiçãode boas fotos dos
satélites em determi-nados momentos, a aeronave do Proje-to Arara
normalmente voa abaixo donível das nuvens, não sofrendo
desseproblema. Por fim, destaca o pesquisa-dor, com o uso de
satélite, há uma áreade cobertura mínima para a compra daimagem,
que pode ser muito maior doque a área de interesse. Assim, com
aaeronave desenvolvida em São Carlos, épossível obter imagens com
menor cus-to. Aviões convencionais também po-dem ser utilizados
para monitoramen-to agrícola e, nesse caso, diz Onofre
Júnior, a principal vantagem do peque-no avião são os custos
mais baixos –tanto de aquisição quanto de manuten-ção e
operação.
principal motivação para reali-zação do Projeto Arara, destacao
pesquisador, veio das ativida-des de aeromodelismo desen-volvidas
por insistência de umde seus filhos.“Após muitas ho-ras de
envolvimento com o es-porte, surgiu a idéia da utiliza-ção das
aeronaves em pesquisae desenvolvimento”, afirma. Opontapé inicial
do projeto foidado com o trabalho de mes-
trado de uma pesquisadora da Embra-pa, Nilda Pessoa de Souza,
onde se pro-curou avaliar a qualidade das imagensobtidas com
aeromodelos e sua aplica-bilidade na agricultura. A partir daí
vá-rios outros trabalhos de mestrado foramdesenvolvidos,
priorizando subsistemasda aeronave e técnicas para processa-mento
das imagens.
A aeronave utiliza uma arquiteturadistribuída de sensores e
servomeca-nismos, contando com um total de 11microprocessadores a
bordo. Servome-canismos são dispositivos que transfor-
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Com 2,3 metros de comprimento, o avião é produzido com fibra de
vidro,madeira e alumínio aeronáutico
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mam sinais elétricos em movimentosdos controles existentes nas
asas e nocorpo da aeronave como leme, ailerons,profundor e flapes.
Os microprocessa-dores englobam o processador central,sensores
barométricos (altitude e veloci-dade aerodinâmica), monitor de
motor(rotação, temperatura etc.), controle degerador de energia e
carga de bateria,controladores de servomecanismos, sis-tema de
estabilização de vôo e piloto au-tomático. Além disso, o veículo
dispõetambém de equipamentos compradosno mercado, como câmera de
vídeo, re-ceptor de GPS (localizador geográficobaseado em
satélites), de alta precisão,câmera fotográfica digital de 8
megapi-xels e transmissores e receptores de rá-dio e de vídeo.
Um dos desafios do Projeto Arara éconstruir aeronaves autônomas,
capa-zes de tomar decisões por meio da aná-lise dos dados coletados
em tempo real,como, por exemplo, seguir uma estrada,o curso de um
rio ou uma linha detransmissão de energia. Para finalizar opequeno
avião ainda é necessário de-senvolver o mecanismo de coleta
auto-mática de imagens a bordo e o registrodas suas coordenadas,
refinar os ajustesdos controladores atuais para maior
cessamento digital dasimagens, confirmadapela sua análise
visual.”Os pesquisadores tam-bém realizaram proje-tos piloto com
algumasempresas dos setoresagrícola e florestal parasondar a
receptividadedo mercado e avaliar autilidade do sistema. Se-gundo
Onofre Júnior,para entrar em opera-ção comercial, a aero-nave vai
precisar, inicial-mente, passar por umprocesso de licencia-mento
que já está sen-do conduzido pelaUSP, por meio da Agên-cia USP de
Inovação, epela Embrapa.
“Como ainda nãoexiste uma regulamen-tação no país sobre
aoperação de aeronavesautônomas, inicial-mente as operações po-
derão ser remotamente pilotadas ou naforma de projetos,
intermediadas poruma instituição de pesquisa junto aosagricultores
interessados”, afirma oOnofre Júnior. “Independentementedisso,
existem várias empresas interessa-das no equipamento no país e
acredita-mos que também exista mercado paraele no exterior.” Um
avião desses custa-rá entre R$ 60 mil e R$ 70 mil.
Existem no mundo e no Brasil, emfase de operação ou em estudos,
váriostipos e tamanhos de veículos aéreosnão tripulados, sendo que
a grandemaioria atua na área militar. Emboraaeronaves não
tripuladas não sejamnovidade, Onofre Júnior garante quenão há
nenhum outro equipamentoque ofereça uma solução completapara
monitoramento agrícola e flores-tal. “O Projeto Arara cobre desde a
co-leta de imagens em áreas agrícolas eflorestais, com um
equipamento volta-do para essa aplicação – possibilitandopouso e
decolagem em áreas rurais,baixa velocidade mínima de vôo (40km/h),
câmeras com alta resoluçãopara avaliação de pequenos detalhes
ebaixo custo –, até o processamento di-gital das imagens, extração
e exibiçãode dados para o produtor.” •
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precisão e desenvolver um controladorde rota que permita
executar as mano-bras necessárias para obtenção de ima-gens em
missões de varredura visual deáreas agrícolas.
Quando ficar pronta, provavelmen-te no segundo semestre, ela vai
funcionarassim: antes do vôo, os operadores defi-nem uma missão,
contendo pontos decoleta de imagens e pontos da rota (lati-tude,
longitude e altitude) a ser seguida.Esses dados são carregados no
processa-dor central da aeronave, ainda em solo,e ela executa a
missão autonomamente,sem intervenção do piloto. Os parâme-tros da
missão podem ser modificadosem vôo por meio de comunicação derádio
com a estação de controle ouqualquer outro canal de comunicaçãocomo
telefonia celular ou satélite.
Testes e regulam entação - Até omomento, foram produzidos dez
pro-tótipos do veículo, que vem sendo sub-metido a testes em
culturas de cana-de-açúcar, laranja, soja, milho e eucaliptodesde o
início de 2004. “Estamos con-tentes com os resultados.
Constatamosque o posicionamento das imagens foipreciso e houve
correta identificaçãodas características de interesse no pro-
Imagem de uma cultura de cana-de-açúcar captada a 200 metrosde
altitude mostra falhas no plantio
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