Um modelo multiobjetivo para controle biológico de pragas por meio de VANT: distribuição eficiente de cápsulas

• Autor(a) principal: Vieira, Heitor de Freitas
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-06082020-101001/
• topic: Agricultura de precisão; Biological control; Controle biológico; Coverage problem; Deposition prediction; Precision farming; Previsão de deposição; Problema de cobertura; UAV; VANT

Pragas exóticas podem causar prejuízos financeiros de US$ 1,4 trilhão no mundo e, ameaçar a segurança alimentar mundial. O controle biológico é um fenômeno natural no qual consiste na regulação do número de plantas ou animais por meio de inimigos naturais. O uso de veículo aéreo não tripulado (VANT) como plataforma de apoio ao controle biológico tem se mostrado promissor, pois há a possibilidade de redução de custos operacionais e transposição de barreiras naturais, como rios e animais peçonhentos. Entretanto, os métodos atuais para a disseminação de cápsulas com inimigos naturais são feitos por um VANT pilotado remotamente ou com rota ziguezague, na qual possui baixa eficiência de cobertura e não pode cobrir áreas de qualquer formato. Outra questão importante é a precisão na deposição das cápsulas, que pode ser negativamente influenciada pelos ventos no momento da liberação das cápsulas. Nesta tese propõe-se um sistema e um método para controle biológico de pragas, por meio de VANT, que são compostos por um novo algoritmo para o cálculo dos locais de deposição de cápsulas, conhecido por problema de cobertura, que possa ser empregado em áreas de qualquer formato. Um método para reposicionar a aeronave, em ambiente ventoso, no momento da liberação da cápsula para aumentar a precisão da deposição da cápsula e, um mecanismo liberador de cápsulas. Na questão da cobertura, na situação mais complexa ao comparar com a literatura, os resultados mostram que o algoritmo proposto apresentou 1,54% a mais de área efetivamente coberta, 9,54% a mais na eficiência de cobertura, ineficiência de cobertura 104,88% menor, protegeu 7,16% a mais a região de borda e, necessitou de 13,56% menos cápsulas liberadas. Como reposicionamento da aeronave em ambiente ventoso, os resultados obtidos com o simulador Morse mostram que é mais vantajoso realizar o voo com uma altura de 20 m do que a 10 m. Portanto, é possível utilizar VANT para distribuição eficiente de cápsulas para o controle biológico em áreas de qualquer formato. Os principais impactos são o potencial de redução de custos por liberar menos cápsulas e cobrir melhor as regiões fronteiriças da plantação.