O sistema autónomo GreenBot realiza com êxito testes em campo para a proteção sustentável de culturas lenhosas

O projeto GreenBot dá um passo chave para a agricultura sustentável com a colocação em campo de um veículo autónomo de alta precisão concebido para o controlo inteligente e localizado de ervas daninhas em culturas lenhosas como amendoeiras, árvores de citrinos e oliveiras. Este avanço, fruto da colaboração público-privada, integra inteligência artificial (IA), robótica e visão por computador para otimizar o uso de produtos fitofarmacêuticos, reduzir custos e mitigar o impacto ambiental da agricultura intensiva.

Um desafio agronómico com resposta tecnológica

As ervas daninhas representam uma ameaça constante para a produção agrícola, com perdas estimadas de até 40% do rendimento em culturas. Os métodos convencionais de controlo, baseados na aplicação generalizada de herbicidas, não são apenas caros (até 30% do custo de produção), mas também prejudiciais ao ambiente devido a fenómenos de deriva ou escoamento.

O GreenBot aborda este problema através de uma abordagem precisa e dirigida, adaptada ao contexto complexo das culturas lenhosas, onde o acesso sob a copa das árvores e a presença de sistemas de irrigação tornam inviável o uso de maquinaria convencional sem risco de dano.

Resultados preliminares e validação em campo

Durante os testes em campo, o sistema autónomo demonstrou ser eficaz em diferentes condições de luz, solo e cobertura vegetal. Foram identificadas áreas de melhoria relacionadas com a deteção de plantas pequenas em condições de sombra, o que motivou novos treinos do modelo com dados enriquecidos.

Com uma frequência de inferência de 1 segundo por imagem, o sistema é capaz de operar em tempo real, sem necessidade de servidores externos, e conseguiu uma integração completa entre perceção, navegação e aplicação localizada, validada por todos os equipamentos técnicos envolvidos.

O GreenBot conta com a participação de um consórcio multidisciplinar composto pelo grupo de investigação AGR-278 “Smart Biosystems Laboratory” da Universidade de Sevilha, GMV, TEPRO, PIONEER HiBred Spain SL e Cooperativas Agroalimentares da Andaluzia. O projeto do Grupo Operacional Greenbot tem uma duração programada de 21 meses e terminou em 30 de junho de 2025.

Tecnologia avançada para uma aplicação localizada

No âmbito deste projeto, a GMV desenvolveu uma plataforma robótica autónoma controlada pela sua solução uPathWay que combina visão artificial, navegação inteligente e um sistema de aplicação localizada de fitossanitários. O robô integra:

• Navegação autónoma entre linhas baseada em ROS2, sensores GNSS RTK, IMU e, opcionalmente, LiDAR ou sensores de proximidade.

• Um braço robótico semicircular que rodeia os troncos sem parar o avanço, equipado com bicos pulverizadores que só se ativam sobre a zona específica onde se detetam ervas daninhas, minimizando o uso de químicos.

• O sistema identifica com precisão a zona crítica a tratar – entre o tronco e a linha de irrigação – evitando danos ao cultivo e assegurando uma intervenção eficaz sobre as ervas daninhas existentes.

O núcleo da deteção de ervas daninhas, desenvolvido pela Universidade de Sevilha, baseia-se num sistema de visão estéreo ZED 2i instalado a baixa altura, conectado a um processador Jetson AGX Orin de 64 GB. Um modelo de deteção baseado em YOLO e treinado ad hoc processa em tempo real imagens de alta resolução, identificando a espécie, posição e dimensões de cada erva daninha com uma precisão espacial de ± 2 cm.

Cada deteção transforma-se num conjunto estruturado de dados (imagem anotada, classe, confiança, coordenadas 3D, etc.) que se integra automaticamente no sistema de controlo e tratamento do robô através de uma API REST implementada com FastAPI.

Este projeto é financiado pela convocatória 2022 de ajudas para o funcionamento de Grupos Operativos da Associação Europeia de Inovação (AEI) no âmbito do Programa de Desenvolvimento Rural da Andaluzia 2014-2022, ao abrigo da Ordem de 7 de julho de 2020, do Departamento de Agricultura, Pecuária, Pesca e Desenvolvimento Sustentável (submedida 16.1, operações 16.1.2 e 16.1.3).