Autonomous mobile robot for monitoring and control of the cotton boll weevil

• Grant number: 25/27702-2
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Innovative Research in Small Business - PIPE
• Start date: December 01, 2025
• End date: November 30, 2027
• Field of knowledge: Engineering - Electrical Engineering
• Principal Investigator: Pedro Viganó da Silva Santos
• Grantee: Pedro Viganó da Silva Santos
• Associated research grant: 25/09675-8 - Autonomous mobile robot for monitoring and control of the cotton boll weevil, AP.PIPE

Abstract

A BSV Robotics, startup fundada em 2023 por três sócios, desenvolve um robô autônomo móvel (AMR) para monitoramento e controle do bicudo do algodoeiro, uma das pragas mais devastadoras para a cotonicultura brasileira, responsável por 12% dos custos de produção. Esta solução inovadora combina duas abordagens complementares de controle que trabalham em sinergia: o controle mecânico através da catação dos botões florais e maçãs caídos no solo, impedindo a proliferação da praga em suas fases larvais e pupais, eliminando fontes de reinfestação; e o controle químico com aplicação localizada de inseticidas apenas onde há alta probabilidade de presença do inseto adulto, reduzindo substancialmente o volume de produtos químicos utilizados em comparação com as pulverizações preventivas e calendarizadas atualmente empregadas. O desenvolvimento do robô está estruturado em cinco módulos integrados: locomoção autônoma, que permitirá que o AMR se desloque sobre as linhas da plantação sem danificar as plantas; potência fotovoltaica, garantindo operação contínua 24 horas por dia, 7 dias por semana; barra com estabilização e altura ajustável, para manter os sensores e atuadores em posição ideal mesmo em terrenos irregulares; monitoramento através de visão computacional, utilizando câmeras estrategicamente posicionadas para detectar os diversos tipos de danos causados pelo bicudo, como botões florais amarelados, flores "balão" e maçãs carimãs; e módulo de controle, que executa tanto a catação por sucção/trituração quanto a pulverização localizada baseada no mapa de infestação gerado pelos dados geolocalizados. O projeto parte do TRL 3 (Technology Readiness Level) e seguirá um fluxo iterativo de desenvolvimento, progredindo através de validações em ambiente simulado (utilizando ROS 2 e Gazebo), laboratório de engenharia, fazenda experimental e, finalmente, fazendas comerciais nos principais estados produtores. O desenvolvimento e validação se estenderão por três safras: 2024/25 com foco na coleta de dados e validação inicial em São Paulo; 2025/26 com testes expandidos para Mato Grosso e Bahia utilizando três robôs, chegando ao TRL 7; e 2026/27 operando dez robôs em fazendas comerciais nos três estados, atingindo TRL 8 após o término do PIPE Fase 2. O mercado-alvo é altamente concentrado e estratégico para a economia brasileira, com 326 produtores responsáveis por 90% da produção nacional de algodão, distribuídos principalmente em Mato Grosso (70,9%) e Bahia (17,3%). A BSV adotará o modelo de Hardware as a Service (HaaS), cobrando pelo serviço por hectare e eliminando barreiras de entrada como alto investimento inicial, sendo a primeira empresa a realizar monitoramento e controle autônomo e contínuo do bicudo em toda a lavoura, aumentando significativamente a densidade amostral em comparação com o método atual de pragueiros que amostram apenas 0,1 pontos por hectare. A startup já demonstrou sua capacidade técnica ao concluir com sucesso o PIPE Fase 1, no qual desenvolveu o Pomobot, um robô autônomo para detecção e classificação da maturação de tomates, atingindo TRL 6. Este projeto sobre o bicudo do algodoeiro se alinha aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU, particularmente ODS 2 (Fome Zero e Agricultura Sustentável) e ODS 12 (Consumo e Produção Responsáveis), representando uma inovação que une tecnologia de ponta com sustentabilidade para enfrentar um dos maiores desafios da cotonicultura brasileira, posicionando o Brasil na vanguarda da agricultura de precisão.