Agricultura 4.0

Agricultura 4.0

A  Agricultura 4.0 já é uma realidade, trazendo  uma nova abordagem para o gerenciamento de fazendas e a agricultura de precisão usando a tecnologia, incluindo equipamentos com diversos e diferentes  tipos de sensores , ferramentas inteligentes, satélites, IoT (Internet das coisas), sensoriamento remoto e coleta de dados presencial.
Os equipamentos permitem que os agricultores reajam de forma rápida e dinâmica a maximizar o desempenho da colheita.
O crescimento populacional global, o aquecimento global, as mudanças climáticas e a segurança alimentar estão entre os problemas mais desafiadores do mundo. Os agricultores precisam aumentar sua produção em cerca de 50% até 2050 para poder alimentar o mundo, diz a Organização para Agricultura e Alimentação (FAO) das Nações Unidas (ONU).
À medida que a população cresce, a quantidade de terras cultiváveis ​​diminui. Para aumentar a produção agrícola a partir de terras aráveis ​​disponíveis, uma opção é investir em tecnologia para atender à demanda global por alimentos. Várias etapas da revolução agrícola visam desenvolver novas idéias em torno de sustentabilidade, produção de alimentos, energia e tecnologias agrícolas.
Equipamentos de medidas e tecnologias de imagem digital dão aos agricultores uma melhor imagem de seus campos e culturas. Os dados coletados usando-os são úteis para melhorar o rendimento e a eficiência das culturas. O desenvolvimento da conectividade com várias ferramentas agrícolas e tecnologias de sensores leva a importantes progressos na prática agrícola.

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Os equipamentos  para a agricultura incluem dispositivos ópticos, sensores para determinação do status de saúde das culturas, monitoramento de sementes, detecção de microrganismos e manejo de pragas, estimativa e previsão de rendimento, detecção de culturas, ervas daninhas e frutas, condições meteorológicas, automação  de processos.
Este artigo aborda alguns sistemas modernos de sensores usados ​​na indústria agrícola, agricultura inteligente e sistemas de monitoramento ambiental.

Agricultura 4.0

A agricultura, por muitos anos, foi ignorada e permaneceu sem a tecnologia moderna. Agora, ela está voltando com o uso de diferentes tecnologias. Com a conectividade ganhando espaço, temos tratores guiados com precisão por  GPS,  sistemas de irrigação  automatizados, vigilância de pragas do ar, monitoramento inteligente de animais, juntamente com agricultores conectados em tempo real e com dados sendo armazenados para estatísticas e analises . Estamos testemunhando a inovação agrícola e nos adaptando a um mundo em mudança e a novas configurações, incluindo precisão digital e agricultura inteligente.

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A Agricultura 4.0 é uma nova abordagem para o gerenciamento de fazendas e a agricultura de precisão usando a tecnologia, incluindo sensores, ferramentas inteligentes, satélites, IoT , sensoriamento remoto e coleta de dados proximal. Trata-se de conectividade, agricultura inteligente ou agricultura digital, além da rede interna e externa integrada de operações agrícolas.
Diz-se que a Agricultura 4.0 começou no início de 2010, com sensores, atuadores, microprocessadores,nanotecnologia, comunicação de alta velocidade  e baixo custo e ao alcance de todos , computação em nuvem e inteligência artificial (IA).

Agricultura inteligente

Enquanto a agricultura de precisão se baseava principalmente no uso de sensores GPS para a direção automática de tratores e colheitadeiras, o foco da agricultura inteligente agora mudou para tratamentos inteligentes, como decidir a quantidade de fertilizante a ser aplicada ou usar recursos de proteção de plantas para otimizar desenvolvimento de culturas em uma área específica do campo.

A agricultura orientada por dados e informações é uma tendência geral na agricultura inteligente. Os satélites de observação da Terra (OE) e navegação usam dados coletados de sensores no solo para ajudar os agricultores a decidir como, quando e onde alocar recursos para obter melhores resultados.
Os satélites são montados com vários e diferentes  sensores. Informações sobre o status atual de crescimento e desenvolvimento de culturas em cada local no campo são obtidas do (s) satélite (s) através de várias condições e parâmetros das plantas, como conteúdo de biomassa e clorofila durante o período de crescimento. Esses dados ajudam os agricultores a atualizar o status das culturas para medidas específicas de proteção e fertilização de plantas. Os agricultores também podem monitorar vários parâmetros em smartphones ou tablets em movimento.

 

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Tecnologia de detecção cognitiva

A agricultura de precisão pode ser aprimorada usando a tecnologia de detecção cognitiva. Por exemplo, o IBM Watson pode se adaptar para considerar novos parâmetros e descobrir correlações entre vários parâmetros, usando o aprendizado de máquina.
Um sistema cognitivo com tecnologia avançada de sensores fornece feedback em tempo real, como temperatura, umidade, luz, pH do solo, precipitação, tempo de irrigação e assim por diante. Pode ajudar a identificar problemas reais que afetam as culturas. Os serviços baseados em nuvem com um sistema cognitivo aprendem com os resultados em todo o mundo em tempo real, para que cada estação traga melhores insights, soluções e recomendações para melhores rendimentos.

Tecnologia de pulverização inteligente

Para combater ervas daninhas e plantas indesejadas que afetam as culturas, os herbicidas são aplicados em grandes áreas de superfície, cobrindo plantações e campos. A Bosch e a Bayer estão desenvolvendo uma tecnologia de pulverização inteligente que usa sensores de câmera para distinguir entre ervas daninhas e culturas. Dessa forma, apenas as ervas daninhas são visadas e as culturas e o meio ambiente são protegidos.
A aplicação de herbicida específica para plantas requer sistemas de sensores para reconhecimento e diferenciação de plantas. No entanto, não é fácil reconhecer pequenas ervas daninhas nos estágios iniciais do desenvolvimento. Com a tecnologia moderna, sensores programáveis ​​de cores verdadeiras podem ser usados ​​para reconhecimento e identificação em tempo real de plantas daninhas e culturas individuais. Isso pode ser conseguido através da coleta de dados com base nas propriedades de reflexão das plantas e em cenários naturais e artificiais. Culturas e ervas daninhas são reconhecidas usando algoritmos matemáticos e modelos de decisão baseados em tais dados.

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A Internet das coisas para a agricultura

A IoT para a agricultura, ou IoT4Ag, é uma nova área de tecnologia que possui um enorme potencial para melhorar a produção global de alimentos. Os sensores IoT podem ser implantados no solo ou na água para coletar dados sobre as entradas-alvo, como umidade do solo e saúde das culturas. Os dados coletados são armazenados em um servidor ou sistema em nuvem sem fio e podem ser facilmente acessados ​​pelos agricultores via Internet, em tablets e celulares.

As aplicações da IoT incluem rastreamento de veículos agrícolas e monitoramento de gado, e na agricultura arável, cadeia de suprimentos agroalimentares, monitoramento de estufas e outras operações agrícolas. Os agricultores podem controlar remotamente as atividades na fazenda por meio de opções de conectividade como o controle automático de irrigação, que é um controle automático e remoto móvel para bombas de água.
A adoção de soluções de IoT para a agricultura está em constante crescimento. As empresas de celular estão buscando oportunidades de negócios em aplicativos de IoT agrícolas. Eles estão desenvolvendo sistemas integrados que combinam sensores e sistemas de comunicação. Os sensores de IoT e a computação em nuvem melhorarão drasticamente a qualidade do fluxo de dados, o que, por sua vez, ajudará os agricultores a tomar melhores decisões.

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Pecuária digital

À medida que a população aumenta, a demanda por leite e carne também aumenta. Tecnologias digitais e de sensores estão sendo implantadas na gestão de gado. A pecuária de precisão utiliza tecnologias avançadas, como microfluidics , analisadores de som, técnicas de detecção de imagem, detecção de suor e saliva, sorodiagnóstico e outros, para otimizar a contribuição de cada animal.
Produção mais inteligente, nutrição adequada e bem-estar animal aumentado têm o potencial de diminuir o impacto da pecuária nos recursos. Muitas empresas estão trabalhando no bem-estar dos animais, enquanto outras estão trabalhando no gerenciamento da saúde animal.

Com essa tecnologia, animais como galinhas são tratados da maneira mais humanizada possível. Interfaces de computadores e ambientes virtuais são combinados para atender às necessidades e desejos de cada espécie animal. Os currais  são construídos para proporcionar um lar confortável e saudável. O sistema fornece aos animais a liberdade de circular livremente no mundo virtual, proporcionando-lhes um tratamento melhor do que no mundo real. Cada compartimento é preenchido com ar filtrado independentemente para impedir que doenças transmissíveis e parasitas se espalhem por toda a instalação.

Os biossensores estão sendo usados ​​para o gerenciamento da saúde animal. Novas tecnologias vestíveis, como coleiras de rastreamento e selas eletrônicas, estão sendo usadas em animais, animais de estimação e gado para uma educação mais saudável. Com a ajuda de sensores de movimento e microfones baseados na IoT, os proprietários de fazendas podem verificar o bem-estar e a localização de seus animais através de smartphones em tempo real.

 

Inteligência Artificial (IA) para agricultura

China e Índia estão acelerando os esforços em inovação e desenvolvimento de inteligência artificial (IA) para auxiliar os agricultores nas decisões de plantio e proteção de culturas. A IA mantém a promessa de impulsionar a revolução agrícola para produzir mais alimentos usando menos recursos. Um sistema de IA que utiliza tecnologias de gerenciamento de banco de dados  e computação em nuvem visa fornecer uma tomada de decisão eficaz para os agricultores.

Os sensores monitoram o progresso de uma fruta em termos de maturação perfeita, ajustando a luz para acelerar ou diminuir o ritmo da maturação. Esse tipo de agricultura requer considerável poder de processamento. Os processadores Xeon da Intel estão sendo usados ​​para alimentar algoritmos de IA.

Algoritmos inteligentes são aplicados às tecnologias agrícolas para permitir que elas aprendam e se ensinem. A IA e os algoritmos inteligentes podem analisar grandes quantidades de dados sobre informações meteorológicas, ambientais e históricas para fazer previsões cada vez mais precisas sobre o que, onde, quando e como plantar culturas para obter o melhor desempenho e rendimento. Há um grande potencial de IA combinado com IoT4Ag.

 

Resumindo

Estamos entrando na era da Agricultura 4.0, que é uma nova fase da revolução agrícola. Estamos testemunhando uma agricultura de precisão, inteligente e digital usando várias tecnologias modernas. As tendências recentes da tecnologia incluem sensores para gado conectado, satélites, sensores IoT e GPS, entre outros, para medir uma variedade de propriedades essenciais do solo e da planta em movimento.

Escaneando do céu usando drones conectados com sensores de câmera para monitorar os campos e também monitorando de qualquer lugar usando os sensores da Internet e da Internet das Coisas , os agricultores podem acessar várias informações relacionadas à detecção em tempo real do solo e das culturas.

A IA com sensores modernos pode ser usada para adaptar estratégias às condições variáveis ​​do campo e do ambiente. Os sensores permitem que os agricultores reajam rápida e dinamicamente a maximizar o desempenho da colheita, resultando em melhores rendimentos e maior produtividade alimentar.

 

Fonte: Electronicsforum

 

 

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