PONTOS CHAVE:
- Cinco anos após adquirir a tecnologia, o método da Deere de usar visão de máquina e aprendizado de máquina para identificar plantas individuais será testado em fazendas no verão de 2021.
- O objetivo: máquinas agrícolas movendo-se a até 20 milhas por hora tomam decisões sobre a pulverização de herbicidas no nível de plantas individuais e ervas daninhas em segundos, reduzindo a necessidade de uso generalizado de produtos químicos.
- O esforço de IA é um dos muitos projetos de tecnologia associados à agricultura de precisão, levando a agricultura ao século 21 e mudando a natureza do trabalho na América rural.
Se for uma surpresa que um recente leilão do governo de licenças de banda larga 5G foi ganho por gigante agrícola Deere & Co. em vez de AT & T ou outro defensor das telecomunicações, talvez não devesse. A agricultura - que ao longo de milhares de anos evoluiu de humanos puxando arados para produtos químicos e, mais recentemente, sua era genética - está entrando na era digital. Também chamada de agricultura de precisão, as mudanças provocadas pela coleta e análise de dados sobre a vida e o trabalho nas áreas rurais deverão se acelerar.
Um exemplo da Deere que deve estrear nos campos agrícolas no próximo verão combina visão de máquina e aprendizado de máquina - ou, para colocar em palavras mais fáceis de entender, pense em reconhecimento facial para plantas. Em 2017, a Deere adquiriu uma empresa chamada Tecnologia Blue River, que tem trabalhado em uma maneira de identificar plantas e ervas daninhas individualmente. Isso não é uma tarefa fácil quando você considera que um único acre de fazenda pode abranger milhares de plantas e a máquina pesada movendo-se pelo campo está operando a uma velocidade de 10-20 mph
A IA está se movendo rapidamente para todas as variedades de fazendas e em uma base global. Na China, as fazendas de suínos têm usado reconhecimento facial para mapear e monitorar porcos' rostos. E de uma start-up irlandesa a gigantes como a Cargill, reconhecimento facial de vacas para fazendas de leite está avançando.
“As fazendas nesses ambientes rurais são muito capazes tecnologicamente, experientes em tecnologia, criando dados significativos todos os dias durante a estação de cultivo”, disse Jahmy Hindman, que se tornou o diretor de tecnologia da Deere em julho passado, falando no evento CNBC @Work Spotlight de quinta-feira. “A informação que está sendo criada vai realmente ajudá-los a serem mais produtivos, sustentáveis e precisos. … As informações são realmente críticas para a tomada de decisões no momento, minimizando os insumos que os agricultores precisam colocar no negócio e maximizando a produtividade. ”
Se a tecnologia de IA funcionar como previsto, o principal insumo que seria reduzido são as aplicações químicas para matar as ervas daninhas nos campos, os herbicidas. Em vez da pulverização generalizada de produtos químicos matando tudo, exceto plantas geneticamente modificadas projetadas para sobreviver à aplicação, os pulverizadores poderiam atingir plantas individuais reconhecidas como sendo os alvos corretos, o que poderia ter grandes implicações para empresas como Bayer's Monsanto, que cria produtos químicos e culturas OGM, sendo o mais conhecido o Roundup.
Hindman descreveu a tecnologia de IA como o treinamento de novos modelos de rede neural para ver ervas daninhas e pulverizar apenas ervas daninhas nos campos de cultivo. Fornecer mais informações ao produtor em nível de planta individual é um objetivo fundamental para a Deere.
“Pense nas operações de milho ou soja no meio-oeste… 40,000 plantas por acre em uma fazenda de 2,000 acres”, disse Hindman. “Temos interesse em poder gerenciar cada planta ao longo de sua vida, minimizando insumos e maximizando a produtividade. … Ser capaz de tomar decisões em tempo real é absolutamente fundamental para desbloquear valor econômico agregado para os produtores e produtividade no setor agrícola ”.
Reconhecimento facial de fazenda
A abordagem da Tecnologia Blue River, até o nível da planta de cultivo individual - tirar fotos das plantas para que enquanto a máquina esteja em movimento possa tomar a decisão de pulverizar em segundos ou menos - é potencialmente a tecnologia mais importante que chega à fazenda , de acordo com Rob Wertheimer, analista da Melius Research que cobre a Deere.
Entre as temporadas, os agricultores pulverizam herbicidas como o Roundup da Monsanto em campos inteiros para matar tudo. A intenção de Deere é lançar o Blue River em campos em pousio como o primeiro experimento, em vez de linhas de cultivo totalmente plantadas. Na primavera e no verão, antes do plantio, as ervas daninhas crescem em campos vazios e isso não é uma tarefa tão complexa para a IA quanto identificar alvos em campos onde já existem milhares de safras plantadas, mas é o primeiro passo para provar a tecnologia.
“Você está tirando fotos de plantas e treinando algos que precisam tomar decisões de pulverização rapidamente, em segundos, em velocidades rápidas, de 15 a 20 mph, e saltando, o pulverizador saltando e fazendo isso dia após dia por cinco ou 10 anos sem erros. Isso é difícil ”, disse Wertheimer.
Como em muitos setores, o ritmo das mudanças tecnológicas nas fazendas está ocorrendo muito mais rápido do que o antecipado pela indústria. Wertheimer observou que, apenas uma década atrás, o ex-CEO e presidente da Deere, Sam Allen, pensou que demoraria muito até que os tratores autônomos assumissem o controle das fazendas, por motivos que incluem questões de segurança. Mas com as melhorias rápidas na tecnologia de direção autônoma como o Lidar, bem como as melhorias na IA, Allen mudou sua visão em poucos anos.
“O fazendeiro não dirige mais”, disse Stephen Volkmann, analista da Jefferies que cobre a Deere e comparou os avanços autônomos nas operações agrícolas aos de um piloto de aeronave, onde hoje grande parte do voo é automatizado. “O fazendeiro precisa se sentar na cabine e monitorar, mas deixa o trator dirigir sozinho.”
O reconhecimento facial está ficando um pouco assustador ... mas não há razão para pensar que não possa ser bem-sucedido. Ver e pulverizar é uma das várias tecnologias agrícolas avançadas que parecem estar se aproximando de um ponto de inflexão.
Stephen Volkmann JEFFERIES ANALYST
Volkmann disse que a IA para ver e pulverizar é a tecnologia "mais sexy" que está chegando à fazenda. “Acho que as pessoas acreditam que é real”, disse ele. “Isso é exatamente como um carro autônomo, uma câmera que pode reconhecer muitas coisas e treiná-las com AI algos e identificar muitas plantas diferentes.” Os desafios para fazê-lo funcionar são numerosos: as plantas são pisadas e as folhas dobradas e há sombras criadas nos campos, e os campos são lugares sujos, o que significa que realizar essa tarefa com segurança o tempo todo é um desafio, e é uma tarefa que requer um alto nível de sucesso.
“Assim como na direção autônoma, eles podem fazer isso 95% do tempo hoje, mas isso não é bom o suficiente. Você precisa chegar a 100% para chamar de sucesso. Você não quer borrifar o produto químico errado na planta errada, mesmo 5% das vezes ”, disse Volkmann. Em última análise, há potencial para a IA aprender a reconhecer plantas "boas" versus plantas "ruins" usando uma variedade de fatores, bem como os melhores locais para o plantio, em vez de apenas focar nas ervas daninhas certas para pulverização.
Hoje, um agricultor de milho pode obter em média 170 alqueires produzidos por acre, embora um nível recorde de 600 alqueires por acre tenha provado ser possível, se o clima e ervas daninhas e outros fatores no campo, desde a luz do sol até insetos e fungos, solo as características dos nutrientes e a luz solar e a sombra podem ser analisadas para, em última análise, criar uma maior produtividade da colheita. “Existem muitos dados em milhões de plantas e ervas daninhas”, disse Wertheimer.
A Deere já oferece as tecnologias ExactEmerge e ExactApply que foram introduzidas na última década e transformaram as principais tarefas agrícolas, como plantio de sementes e pulverização em operações de máquinas agrícolas de precisão, e os executivos da Deere disseram em sua declaração de ganhos mais recente que o absorção dessas tecnologias pelos agricultores está acelerando.
“O reconhecimento facial está ficando um pouco assustador ... mas não há razão para pensar que não possa ser bem-sucedido”, disse Volkmann. “Ver e pulverizar é uma das várias tecnologias agrícolas avançadas que parecem estar se aproximando de um ponto de inflexão”, disse ele, embora tenha acrescentado que provavelmente ainda faltam alguns anos para que a tecnologia de reconhecimento total de plantas seja comercializada.
Deere e 5G
A conectividade rural está ligada a esses esforços de tecnologia nos quais a Deere está focada para suas operações e as comunidades rurais nas quais seus agricultores trabalham e vivem. Embora as licenças 5G que a empresa adquiriu recentemente sejam para suas operações de manufatura - permitindo que ela opere fábricas inteligentes - Hindman disse que há ventos favoráveis para trazer mais banda larga e 5G para a América rural.
“A divisão entre a conectividade urbana e rural é importante para nós e os agricultores, e também importante para as comunidades rurais nas quais eles trabalham por razões muito fora do âmbito da agricultura”, disse ele.
Para os agricultores, é necessário mais investimento para apoiar os fluxos de dados entre o próprio centro de computação em nuvem da Deere e as fazendas, por motivos que incluem a capacidade de monitorar remotamente máquinas pesadas nas fazendas para necessidades de manutenção preventiva (por exemplo, uma bomba de água sendo reparada remotamente em vez de alguém ter que viajar no campo), bem como para operação remota de equipamentos no futuro. O esforço está em andamento por meio de parcerias com o governo e empresas privadas, disse o CTO da Deere.
Hindman disse que com largura de banda 5G e a redução de latência que ela oferece, o controle automático de máquinas na fazenda de um local remoto se torna uma possibilidade. “Há uma série de benefícios para a sociedade quando isso acontece. … Estamos confiantes de que os ventos estão nos apoiando nisso ”, disse ele sobre o apoio do governo federal para implementações de 5G em partes rurais do país.
Hindman disse que as contratações na empresa mudaram, assim como o treinamento dos funcionários atuais, em linha com os esforços mais recentes, como o reconhecimento de plantas AI e outras tecnologias. Os conjuntos de habilidades de aprendizado de máquina estão em alta demanda e, em geral, disse Hindman nos últimos anos, a contratação da Deere foi "significativamente mais indexada às habilidades de software", enquanto houve uma atualização simultânea dos funcionários existentes para atender às necessidades da tecnologia mais recente.