Como a Carbon Robotics construiu o modelo de planta grande para seu robô de remoção de ervas daninhas a laser

A Carbon Robotics possui robôs de remoção de ervas daninhas a laser operando em 14 países ao redor do mundo, enfrentando uma variedade de culturas, condições climáticas e tipos de ervas daninhas. Por trás de todos esses robôs está o modelo de grande planta que a empresa vem desenvolvendo desde os primeiros dias de operação.

Paul Mikesell, CEO da Carbon Autonomous Robotic Systems Inc., iniciou a empresa depois de conversar com um agricultor sobre os desafios da agricultura hoje.

“Vendi um avião para um fazendeiro e começamos a conversar”, disse ele O Relatório do Robô. “Percebi que a agricultura tinha grandes problemas e que ninguém parecia estar concentrado nela e a tentar resolvê-los. Pude ver imediatamente como construir algum valor ali, com base em tudo o que ouvia.”

Mikesell viu uma oportunidade para a IA e a robótica ajudarem os agricultores no processo de remoção de ervas daninhas, para o qual os processos tradicionais podem ser oportunos, dispendiosos e ineficazes. Ao decidir criar um robô para resolver o problema, Mikesell sabia que precisaria criar um robô que pudesse começar a trabalhar rapidamente e agregar valor aos agricultores.

“Acho que ter algo funcionando rápido e cedo é muito importante em qualquer um desses tipos de empresas, em vez de começar com uma grande visão e depois passar anos apenas tentando construí-la”, disse Mikesell.

A equipe de Carbon passou anos trabalhando em fazendas, em laptops em trailers, para coletar dados sobre as condições reais de trabalho no campo. “Os agricultores foram super acolhedores, muito perspicazes e também abertos connosco sobre quais eram os seus problemas e onde podiam ver o ROI com base no que estávamos a construir”, disse ele.

Esses dados se tornariam cruciais para o modelo de grande planta (LPM) da empresa sediada em Seattle, que permite ao seu sistema atual identificar e atacar ervas daninhas.

A Carbon Robotics reuniu ela mesma muitos de seus primeiros dados

“Então, o que você precisa no início de qualquer um desses projetos de IA é um bom conjunto de dados para treinar com esses dados. Todos os nossos conjuntos de dados foram selecionados”, explicou Mikesell. “Estávamos literalmente tirando as fotos nós mesmos. Estávamos fazendo toda a etiquetagem nós mesmos.”

Criar um sistema de IA que funcione em condições reais não requer apenas muitos dados; também requer dados de alta qualidade. Para fazer isso, a Carbon Robotics passou muito tempo aperfeiçoando o sistema de iluminação em torno de suas câmeras para garantir que cada imagem que o robô coleta seja nítida em diversas condições de iluminação externa.

“Desde o início, desenvolvemos um sistema de iluminação incrível que nos proporciona belas imagens sem sombra. Portanto, não só temos o maior conjunto de dados, mas provavelmente também temos as melhores imagens, com alta resolução e iluminação perfeita”, disse Mikesell. “Temos todas as informações georreferenciadas, então sabemos onde eles estavam, a que horas do dia e todo esse tipo de coisa.”

“Nossas luzes piscam cinco vezes mais que o sol, mas não parece, porque o ciclo de trabalho é muito leve. É um ciclo de trabalho de 10%, então quando seus olhos olham para ele, parece meio brilhante”, acrescentou.

Mikesell observou que outros robôs externos usam uma espécie de saia que envolve o sistema de câmeras. Isso pode funcionar durante grande parte do dia. No entanto, quando o sol está se pondo ou nascendo e a luz vem da linha do horizonte, isso ainda pode afetar o desempenho.

Iniciar um ‘volante de dados’ rapidamente é fundamental

Quando o LaserWeeder mata as ervas daninhas, os nutrientes das ervas daninhas voltam ao solo para fertilizar as plantações, disse Mikesell. | Fonte: Robótica de Carbono

Eventualmente, a equipe da Carbon Robotics conseguiu construir suas próprias ferramentas de rotulagem e criar um modelo de IA. “Sempre nos preocupamos em como obter dados suficientes rapidamente”, disse Mikesell. “O que aconteceu foi que conseguimos que nossa IA fosse boa o suficiente, com rapidez suficiente, e então começamos a implantar e vender máquinas.”

Isso abre a porta para a criação de um volante de dados. À medida que os robôs em campo coletam mais dados do mundo real de alta qualidade todos os dias, o modelo se torna mais robusto. Para permitir isso, a equipe priorizou a captura de dados de robôs implantados.

“Depois de colocar o volante em funcionamento, você terá um ótimo conjunto de dados e poderá fazer coisas incríveis”, de acordo com Mikesell. “Conseguimos converter nossa IA agora neste novo tipo de IA que anunciamos este ano, chamado modelo de planta grande ou LPM. O objetivo do LPM é que ele pode generalizar agora sobre os tipos de plantas sem precisar saber nada antecipadamente sobre o que você está tentando fazer.”

“Isso significa que podemos iniciar uma nova cultura que nunca vimos antes e, sem qualquer reciclagem, podemos dizer à IA que esta é a sua cultura e estas são as suas ervas daninhas”, continuou ele.

O Carbon usará IA generativa no futuro?

Mikesell observou que a Carbon Robotics não está atualmente usando IA generativa em seus robôs, mas ele vê o potencial da tecnologia para causar impacto na agricultura.

“Um lugar poderia ser os dados de treinamento sintéticos”, disse ele. “Pode haver um debate sobre se você chamaria isso de IA generativa ou não, mas isso significa adicionar pedaços de dados de treinamento sintéticos para melhorar seus modelos de IA. O que você está fazendo é usar um modelo realmente grande, lento e caro para produzir dados para treinar o que deveria ser sua implantação rápida e leve.”

“A outra coisa, claro, seria a interação humana, porque a IA generativa funciona muito bem para interação de fala com humanos”, acrescentou Mikesell. “Portanto, faremos mais disso no futuro.”

Mikesell também viu empresas usarem IA generativa para filtrar dados agrícolas e apresentá-los aos agricultores de maneiras fáceis de entender. Por exemplo, poderia permitir a um agricultor simplesmente perguntar a um sistema sobre os seus rendimentos ou a saúde das suas culturas.

Carbon Robotics traz autonomia aos tratores

No início deste ano, a Carbon Robotics lançou o Carbon Autonomy Tractor Kit (ATK), uma atualização para tratores existentes. Mikesell disse que a empresa já havia desenvolvido um sistema de autonomia para seu LaserWeeder, que acabou decidindo vender como uma unidade pull-behind em vez de independente.

Agora está usando essa tecnologia para dar autonomia aos agricultores que trabalham com campos plantados.

“Decidimos enfrentar o que consideramos ser a tarefa mais difícil, mas talvez mais oportuna, que são essas tarefas de campo plantadas”, disse Mikesell. “Portanto, estou falando sobre tudo, desde remoção de ervas daninhas a laser, mas também pulverização, cultivo, cultivo, formação de canteiros, preparo do solo e configuração do campo.”

“Essas pessoas já têm seus tratores e normalmente querem poder colocar alguém no trator em vários momentos do dia para diferentes operações”, disse ele. Carbon disse que o kit oferece aos agricultores mais flexibilidade, para que possam aproveitar a autonomia quando necessário.

Carbon traz novos financiamentos e apresenta nova linha de produtos

No mês passado, Carbon Robotics criado US$ 20 milhões em uma rodada de extensão da Série D-2, liderada pela Giant Ventures. Mikesell disse que o novo financiamento permitirá à empresa terminar o desenvolvimento de sua mais recente linha de produtos.

“Está totalmente focado em um terceiro produto, uma nova linha de produtos que estamos desenvolvendo e que ainda não anunciamos ou falamos, a não ser para dizer que é uma reutilização de nossa pilha de IA existente de algumas novas maneiras, com alguns novos robôs que estamos construindo”, disse Mikesell.