Digiforest

Num workshop na Floresta de Dean, sob o céu cinzento de fevereiro, os membros da equipa Digiforest Oxford demonstraram aspectos da navegação robótica e da cartografia semântica em que têm estado a trabalhar. Mostraram o robô móvel quadrúpede (um ANYmal adaptado) e um sensor LiDAR fixado a uma mochila.

Ao contrário da maioria dos robôs utilizados em ambientes industriais, o protótipo ANYmal da Digiforest foi treinado para percorrer terrenos florestais mais acidentados. O robô à prova de água fica mais baixo em relação ao solo e caminha lentamente para melhorar a sua estabilidade. Está equipado com um sensor LiDAR e várias câmaras. Concebido para funcionar sem fios, o robô pode funcionar durante cerca de 1,5 horas, consoante o terreno. Em média, percorre um metro de terreno por segundo.

Nos seus computadores, os investigadores definem percursos para o robô seguir. O robô percorre essas rotas, adaptando-as ligeiramente quando encontra obstáculos (nomeadamente árvores). À medida que o robô se desloca, o sensor LiDAR recolhe dados sobre o diâmetro dos troncos das árvores que passa, o que permite calcular a biomassa. O LiDAR cria um mapa do solo da floresta e oferece uma visão da floresta abaixo da copa das árvores para complementar as varreduras aéreas. Espera-se que, eventualmente, o robô seja programado para fornecer a identificação das espécies das árvores, utilizando a casca para registar a identidade. A informação sobre as espécies é vital para ajudar os silvicultores a calcular o carbono.

O movimento do robot é inegavelmente estranho. Quando está parado, balança ligeiramente, com o corpo a subir e a descer num movimento de balanço que faz lembrar a respiração. Esta oscilação resulta da programação do robô para se alinhar com a gravidade. As mudanças no ambiente circundante significam que o robô está constantemente a ajustar a sua posição.

Embora o robô possa ser utilizado para medir a biomassa, monitorizar as alterações ambientais ao longo do tempo (comparando os exames anuais) e avaliar áreas inseguras ou inacessíveis, a sua conceção atual apresenta desafios. Além disso, a utilização do robô levanta importantes questões sociais, ecológicas e políticas.

Em primeiro lugar, o robô tem uma agilidade limitada e tem dificuldade em transpor obstáculos como cepos de árvores, o que sugere que teria dificuldade em avançar se se deparasse com uma vegetação rasteira emaranhada ou com árvores densamente plantadas. As interações do robô com as árvores no seu percurso são também algo trabalhosas - um processo de colisão e, em seguida, uma lenta correção da rota. A equipa Digiforest admite que, se o robô cair, terá dificuldade em endireitar-se. O processo de medição da biomassa também pode ser de precisão limitada. Entre os troncos verificados com uma fita métrica, alguns têm uma margem de erro de 2 a 4 polegadas. O equipamento robótico é caro, incómodo e pesado para transportar, enquanto o grande número de pontos de dados nas digitalizações da floresta resulta em carregamentos lentos. Finalmente, as câmaras têm dificuldade em incorporar a cor, uma vez que a iluminação por detrás das árvores produz frequentemente imagens sobre-expostas.

As considerações sociais, ecológicas e políticas suscitadas pelo robô incluem outras questões sobre a forma como as espécies, desde os veados aos cães e aos seres humanos, irão interagir com o robô. O robô pode também ter implicações para certos trabalhos florestais. Embora os robôs ANYmal não adaptados como este custem atualmente cerca de £100.000, com o tempo estes robôs poderão ser vistos como uma alternativa rentável ao trabalho humano. A sua utilização pode também centralizar a tomada de decisões e os actores remotos podem também reduzir as possibilidades de participação das comunidades locais. Por último, o robô oferece uma visão limitada da floresta, não conseguindo captar sistemas ecológicos complexos, o carbono do solo ou o sub-bosque.

A mochila LiDAR era um mecanismo mais simples, executando as mesmas tarefas de deteção que o LiDAR do robô, mas era usada por um ser humano. O utilizador tem de andar devagar e com firmeza para permitir que o LiDAR crie uma imagem das árvores circundantes. Embora esta mochila permitisse um movimento mais ágil através das árvores e não desafiasse tão diretamente a participação humana na floresta, os problemas com medições precisas do tronco das árvores persistiam.

A equipa do Oxford Digiforest está a trabalhar para melhorar a estimativa do volume, incorporar a identificação das espécies e aumentar a velocidade do drone.

À medida que a robótica começa a ser utilizada com mais frequência na silvicultura, as suas implicações sociais, ecológicas e políticas merecem uma análise mais aprofundada.