Nas fazendas do Meio-Oeste, se Girish Chowdhary conseguir o que quer, os fazendeiros um dia liberarão robôs do tamanho de um beagle em seus campos como um bando de cães caçando faisões. Os robôs, diz ele, correrão na sombra fresca sob uma grande diversidade de plantas, arrancando ervas daninhas, plantando plantas de cobertura, diagnosticando infecções de plantas e coletando dados para ajudar os agricultores a otimizar suas fazendas.
Chowdhary, pesquisador da Universidade de Illinois, trabalha cercado de milho, uma das monoculturas mais produtivas do mundo. Nos Estados Unidos, a indústria do milho foi avaliada em US$ 82,6 bilhões em 2021, mas – como quase todos os outros segmentos da economia agrícola – enfrenta problemas assustadores, incluindo mudanças nos padrões climáticos, degradação ambiental, grave escassez de mão de obra e aumento do custo de insumos-chave: herbicidas, pesticidas e sementes.
O agronegócio como um todo está apostando que o mundo chegou ao ponto de inflexão em que a necessidade desesperada causada pelo crescimento populacional, as realidades econômicas da agricultura convencional e o avanço da tecnologia convergem para exigir algo chamado agricultura de precisão, que visa minimizar os insumos e os custos e problemas ambientais que os acompanham.
Nenhum segmento da agricultura está sem seus defensores apaixonados da robótica e da inteligência artificial como soluções para, basicamente, todos os problemas que os agricultores enfrentam hoje. A extensão de suas visões vai desde a tecnologia que sobrepõe as práticas agrícolas existentes até um repensar abrangente da agricultura que elimina tratores, solo, luz solar, clima e até mesmo a vida ao ar livre como fatores na vida da fazenda.
Mas as promessas da agricultura de precisão ainda não foram cumpridas. Como a maioria dos sistemas prometidos não está no mercado, poucos preços finais foram definidos e há poucos dados preciosos do mundo real provando se eles funcionam.
“O marketing em torno da agricultura de precisão, que vai ter um impacto enorme, ainda não temos os dados para isso”, diz Emily Duncan, pesquisadora do Departamento de Geografia, Meio Ambiente e Geomática da Universidade de Guelph, em Canadá. “Voltando à ideia de que queremos reduzir o uso de insumos, a agricultura de precisão não significa necessariamente que usaremos menos no geral.”
Mesmo assim, Chowdhary, que é cofundador e diretor técnico da Earthsense, a empresa que fabrica esses robôs do tamanho de um beagle, espera que a adoção de seus robôs impulsione os agricultores muito além da agricultura de precisão, a pensar no negócio da agricultura em uma maneira totalmente nova. No momento, diz ele, a maioria dos agricultores se concentra no rendimento, definindo o sucesso como crescer mais na mesma quantidade de terra. O resultado: de horizonte a horizonte, monoculturas industriais saturadas de produtos químicos e cuidadas por máquinas maciças e cada vez mais caras. Com a ajuda de seus robôs, Chowdhary prevê um futuro, em vez de fazendas menores vivendo mais em harmonia com a natureza, cultivando uma diversidade de culturas de maior valor com menos produtos químicos.
“A maior coisa que podemos fazer é tornar mais fácil para os agricultores se concentrarem no lucro, e não apenas no rendimento”, escreveu Chowdhary em um e-mail para Undark. “Ferramentas de gerenciamento que ajudam a reduzir os custos de fertilizantes e herbicidas, melhorando a qualidade da terra e mantendo o rendimento, ajudarão os agricultores a obter mais lucro por meio de técnicas fundamentalmente mais sustentáveis.”
Os robôs de Chowdhary podem ajudar os agricultores a cortar custos, entre outras coisas, arrancando ervas daninhas que competem com o milho. Durante séculos, os agricultores domaram as ervas daninhas com enxadas e arados. A Segunda Guerra Mundial deu origem à indústria química moderna, e os herbicidas que ela produziu fizeram os agricultores perceberem as ervas daninhas como um problema, deixando o solo sob culturas como o milho artificialmente nuas e aumentando enormemente o rendimento por acre, revolucionando a economia agrícola.
A natureza é persistente, no entanto, e inevitavelmente surgiram ervas daninhas que resistem aos herbicidas. Para compensar, os fornecedores misturam coquetéis herbicidas poderosos e cada vez mais caros e modificam geneticamente as sementes para serem quimicamente resistentes. Essa corrida armamentista agrícola prende os agricultores em um ciclo de aumento de custos, ameaça os preciosos recursos hídricos e só funciona até que, como diz o agricultor de Iowa Earl Slinker, “você sai e pulveriza um ano e não faz nada”. O resultado é uma colheita menor, de acordo com Slinker, o que no negócio agrícola de baixa margem de lucro pode significar um desastre.
A questão subjacente a toda a teorização é tanto econômica quanto cultural: os agricultores vão comprar?
“O desafio é demonstrar os benefícios para os agricultores e facilitar a adoção dessas coisas”, diz Madhu Khanna, que estuda a adoção de tecnologia no Departamento de Agricultura e Economia do Consumidor da Universidade de Illinois. “Para a maioria dessas tecnologias, os benefícios são incertos.”
NA AGRICULTURA, a sabedoria convencional é que o resultado da corrida para a fazenda do futuro será determinado por uma tomada de decisão econômica lúcida. Se a robótica e a inteligência artificial fizerem sentido para os negócios, o mercado se desenvolverá. “Agricultores e produtores são muito espertos quanto a isso”, diz Baskar Ganapathysubramanian, do Instituto de Inteligência Artificial para Agricultura Resiliente da Iowa State University. “Do ponto de vista de hardware e software, se houver uma proposta de valor clara”, acrescenta, “eles a escolherão”.
Os números de crescimento sugerem que os agricultores estão abertos aos benefícios potenciais da tecnologia avançada. No geral, os agricultores gastaram quase US$ 25 bilhões em tratores e outros equipamentos agrícolas em 2020. Embora o Covid-19 tenha retardado a adoção da robótica, espera-se que as fazendas em todo o mundo incorporem a tecnologia em suas operações mais rapidamente do que o mercado industrial – aumentos de 19,3% e 12,3% , respectivamente, ao longo de cinco anos. A empresa de pesquisa global MarketsandMarkets estima que os gastos com robôs passarão de quase US$ 5 bilhões em 2021 para quase US$ 12 bilhões em 2026 . investimento de capital em startups de tecnologia agrícola do que nunca: mais de US$ 4 bilhões.
“Poucas pessoas têm experiência com agricultura”, diz Joe Anderson, historiador agrícola e professor da Mount Royal University, em Calgary. “Eles assumem que há mais estase do que houve. São muitas inovações. Houve muitas mudanças.”
Os tratores que arrastam enormes implementos pelos campos férteis apresentam tecnologia que ultrapassou até os automóveis mais avançados. Muitos são guiados por GPS, seguindo caminhos traçados ao longo de anos de plantio e colheita, tornando o agricultor na cabine com ar condicionado e equipado com vídeo não muito mais do que um passageiro.
“Você coloca sua primeira passagem e as próximas o seguirão”, diz Slinker, que cultiva 500 acres nos arredores de Grundy Center, Iowa. “Acabei de colocar um pouco de Keith Jarrett, sentar e viajar pelo campo.”
No outono, as máquinas de colheita se guiam por essas mesmas trilhas, detectando e registrando a produtividade de cada metro quadrado de campo. Esses dados podem ser usados para calcular quanto de qual semente híbrida deve ser plantada no próximo ano, determinar o quanto deve ser fertilizado para atingir seu potencial máximo e identificar pequenos trechos de solo que não são produtivos o suficiente para serem plantados com lucro.
“Quando paro e penso em um trator autônomo, parece um grande salto”, disse Sarah Schinkel, que lidera o grupo de inovação de pilha de tecnologia da John Deere, na National Farm Machinery Show em fevereiro, “mas quando paro e penso em e quanta automação já faz parte do nosso equipamento, talvez não seja um salto tão grande.”
A Deere está fazendo um lançamento limitado de seu primeiro trator totalmente autônomo este ano, com maior disponibilidade em 2023 e além. Em contraste com a visão de pequenos robôs de pesquisadores como Chowdhary, é um remake do popular trator Modelo 8R da empresa, que pesa 14 toneladas. Ele se encaixa perfeitamente no modelo de agronegócio existente, mas mesmo com essa vantagem de adoção, ninguém espera uma transição rápida. Os equipamentos agrícolas têm uma vida útil incrivelmente longa, pelo menos em comparação com produtos de consumo como carros. Tratores modernos operam rotineiramente por 4.000 horas, e um modelo bem conservado pode durar 10.000 – ou aproximadamente 25 anos.
“Mesmo que você pense que estaria interessado em adquirir algum novo equipamento robótico”, diz Scott Swinton, um distinto professor do Departamento de Agricultura, Alimentos e Economia de Recursos da Michigan State University, “muito depende de onde você está no ciclos de depreciação e uso para o equipamento que você possui. Portanto, vemos uma adoção muito mais lenta do que em genética ou produtos químicos.”
E há outra coisa: os críticos observam que a robótica, mesmo que amplamente adotada, não resolverá algumas das inadequações subjacentes da agricultura convencional.
“Quando pensamos nesse desafio global de alimentar a todos, nosso sistema atual não está configurado para fazer isso”, diz Duncan. “A solução não é jogar mais tecnologia nisso. É questionar o sistema.”
O setor de cultivos em linha de milho e soja do Centro-Oeste é apenas uma fração de toda a agricultura, que nos EUA foi avaliada em mais de US$ 205 bilhões em 2020. Muito disso é o que os agricultores chamam de culturas hortícolas – frutas, legumes e verduras. outros produtos.
“A distinção importante é entre culturas de campo que são altamente mecanizadas, como milho e culturas hortícolas que requerem tratamento especial”, diz Swinton. “Eles são de maior valor e podem tolerar maiores investimentos em equipamentos. É um equipamento que faz a capina em hortaliças, alguma colheita robótica de, digamos, aspargos ou brócolis, alguns colhedores robóticos de frutas de árvores. Estes são todos em áreas onde você precisa de mão de obra um pouco qualificada, e a mão de obra pode ser difícil de conseguir.”
O problema é que o plantio e a colheita de hortaliças, que são manuseados tão facilmente por pessoas, confundem os robôs. George Kantor, professor de pesquisa do Instituto de Robótica de Carnegie Mellon, diz que será necessário mudar as fazendas para se adequar aos robôs. Considere, ele sugere, o ato normal de colher uma maçã. O que um trabalhador humano pode realizar quase sem pensar é quase impossível para uma máquina. Localizando cada pedaço de fruta, avaliando sua maturação e passando por um emaranhado de folhas e galhos para arrancá-la gentilmente da árvore – é mais fácil, diz ele, treinar a árvore do que treinar o robô. No caso das maçãs, isso significa esculpir o pomar no que ele chama de “paredes frutíferas”.
“A copa das árvores é treinada para ser essencialmente um objeto bidimensional”, diz Kantor. “É uma parede com um monte de maçãs penduradas. Não temos nada que possa colher a macieira de seu avô, que possa alcançar dentro do dossel e colher uma maçã. Mas essas paredes de frutificação, é um problema muito mais fácil.”
ONDE HÁ AGRICULTURA, a escassez de mão de obra é mais intensa, a robótica está ganhando terreno mais rapidamente. Robert Hagevoort, especialista em laticínios e professor da New Mexico State University, diz que a natureza da pecuária leiteira torna sua crise trabalhista uma das piores da agricultura. As vacas precisam ser ordenhadas duas vezes ao dia, diz ele, todos os dias, criando um estilo de vida que é difícil de vender para os jovens que escolhem uma carreira. A escassez de mão de obra está contribuindo para a diminuição do número de fazendas leiteiras.
“Em alguns lugares”, diz ele, “alguns desses produtores com terras compradas por hectare para agricultura acabam vendendo por metro quadrado para desenvolvimento imobiliário”.
A robótica ofereceu uma tábua de salvação para alguns produtores de leite. Mas, ao contrário da visão idealizada de fazendas familiares menores e mais locais, a robótica empurrou os laticínios para operações maiores.
“Se você foi para a agricultura porque queria fazer suas próprias coisas e ficar sozinho, como meu pai fez”, diz Christopher Wolf, professor de economia agrícola da Universidade de Cornell, “esse não é mais o trabalho. É um conjunto de habilidades diferente. Você fará parte de uma equipe de gerenciamento.”
Wolf cresceu em Wisconsin em uma época em que 150 vacas eram um rebanho grande, mas ainda manejável por uma única família grande. A adição de robôs à pecuária leiteira cria as mesmas economias de escala em potencial que as plantações industrializadas, como milho e soja. Um único ordenhador robótico pode cuidar de mais de 60 vacas, e o segundo ordenhador é mais barato que o primeiro e o terceiro mais barato que o segundo. Em salas de ordenha avançadas, dezenas de ordenhadores podem ser conectados e gerenciados por apenas alguns técnicos trabalhando em turnos previsíveis de oito horas e quase sem contato com as vacas.
“Se você está configurado dessa forma, também pode tirar férias”, diz Wolf. “Conheci produtores de leite em crescimento que não tiravam férias há 20 anos.”
Nos confins da agricultura robótica estão os desenvolvedores que estão abandonando completamente quase todos os aspectos da agricultura tradicional. A Iron Ox, uma startup da Califórnia que acaba de receber uma infusão de US$ 53 milhões do fundo Breakthrough Energy Ventures de Bill Gates, cultiva produtos frescos de alto valor em ambientes internos completamente controlados.
“A maioria das abordagens para automatizar partes da agricultura é um robô que faz uma operação”, diz Brandon Alexander, CEO da empresa. “A razão de não ter dado certo é que, no final das contas, as plantas são coisas complexas. Se você realmente vai automatizar, você precisa projetar todo o processo desde o início para automação.”
Isso provavelmente acontecerá primeiro em um setor agrícola com poucas tradições para mudar, uma base técnica instalada muito pequena para substituir e uma alta taxa de retorno potencial – que é uma descrição bastante adequada da indústria embrionária de cannabis. A cannabis legal já é a quinta cultura mais valiosa nos EUA, e os produtores estão adotando novas tecnologias de maneiras que os agricultores tradicionais não estão.
“Não há um forte viés olhando para trás em como a colheita é produzida”, diz Kantor. “A outra coisa, claro, é que falamos de culturas de alto valor. As uvas são culturas de alto valor, as folhas verdes são culturas de alto valor, mas a cannabis está em outra liga. Vai impulsionar muitas tecnologias interessantes.”
UM ESTUDO da Universidade de Illinois estima que o custo de sementes, fertilizantes, herbicidas e outros insumos agrícolas para a produção de milho e soja aumentará mais de 30% entre as safras de plantio de 2020 e 2022. O estudo prevê que o retorno por acre – aproximadamente o equivalente ao lucro bruto – do milho cairá de US$ 378 para US$ 61 por acre em 2022.
“Do ponto de vista de um agricultor, eles sabem que precisam de ajuda”, diz Alexander. “O produtor médio reconhece que algo muito drástico precisa mudar se quisermos alimentar uma população crescente.”
Mas, de acordo com Terry Griffin, economista de sistemas de cultivo da Universidade Estadual do Kansas, os economistas muitas vezes assumem que os agricultores se comportarão como empresas, quando muitas vezes se comportam mais como consumidores. “Pessoas diferentes medem valor de forma diferente”, diz Griffin. “Alguns manejos de fazendas passam a ter o maior retorno líquido. Alguns podem querer o equipamento mais novo ou as melhores métricas ambientais. Para cada indivíduo é uma proposta de valor diferente.”
Khanna cita outro fator muitas vezes esquecido: a percepção do consumidor. Se os consumidores começarem a exigir, por exemplo, mais colheitas produzidas sem a aplicação pesada de produtos químicos de hoje, isso pode impulsionar a adoção da robótica.
“Subestimamos os consumidores”, diz ela, referindo-se ao papel que eles podem desempenhar na criação desse mercado. “Como há mais demanda por produtos agrícolas produzidos de forma sustentável, haverá uma mudança maior para documentar o que os agricultores estão fazendo. As políticas também farão isso, mas muitas das mudanças serão impulsionadas pelas pressões do consumidor e do mercado”.
“Não acho que haverá um modelo de agricultura no futuro, mas há um impulso para se afastar do modelo industrial de agricultura”, diz Hermione Dace, analista de políticas do Tony Blair Institute for Global Change, em Londres. . “A agricultura tradicional ainda existirá, mas haverá menos. A robótica ajudará os agricultores tradicionais a aplicar insumos com mais precisão e reduzir o impacto ambiental da agricultura, além de economizar custos”.
Nidhi Kalra, cientista da informação sênior da Rand Corporation, um think tank de políticas públicas, diz que o momento atual na agricultura lembra o ciclo de hype do Gartner, uma formulação da adoção de novas tecnologias: “Basicamente, a nova tecnologia chega, os sonhos são amplamente superinfladas, essas tecnologias falham e as pessoas dizem que é lixo – e então você sai do vale e a tecnologia começa a fazer coisas úteis no mundo.”
Se ela estiver certa, a expectativa animada de hoje da utopia robótica da agricultura que está por vir inevitavelmente dará lugar à desilusão, pois as ideias aparentemente que mudam o mundo equivalem a muito pouco.
Kantor acredita que já houve três ou quatro ondas robóticas. Na década de 1950, Walt Disney criou Tomorrowland, a primeira demonstração realmente vívida do que robôs muito humanos poderiam fazer um dia. Gerou muita empolgação, mas o que saiu desse período foram robôs industriais, presos ao chão de fábrica e realizando uma única tarefa mecânica. Aproximadamente a cada década desde então, houve alguma nova tecnologia que abriu possibilidades mais amplas. Ele cita o computador pessoal, caixas eletrônicos e quiosques de compras.
“Agora estamos em uma onda de carros autônomos e de agricultura, e ela vai retroceder”, diz ele. “Eu gosto de pensar nisso como marés – ondas chegando na praia, e há muita emoção, e então as ondas recuam, e uma ou duas coisas são deixadas para trás e são úteis.”
Em última análise, tudo se resume ao que os agricultores escolherem. Em sua fazenda em Iowa, Slinker se considera bem típico. Ele não está na vanguarda da tecnologia, mas adota o que faz sentido para ele e o que viu funcionar para os agricultores que conhece. Mas ele também guardará algumas coisas, mesmo quando não for completamente racional.
E assim, junto com os modernos equipamentos que utiliza para operar sua fazenda, ele se apega a um velho trator que pertenceu ao seu pai. Esse trator pode não fazer parte dos cálculos de bilhões de dólares que estão sendo feitos em seu nome por pessoas que passam mais tempo em laboratórios de pesquisa e salas de conferência do que na fazenda, mas deveria ser. É útil para transportar pequenas cargas sem gastar horas em seus tratores maiores e mais caros. E isso lembra Slinker, diz ele, de por que ele começou na agricultura, e isso é algo que ele gostaria de preservar.
