Bolsa de Iniciativas PRR

 

SENTINEL – Sensorização E moNiTorização INtELigentes na Região Norte de Portugal (ID: 168 )
Coordenador: MORE - Laboratório Colaborativo Montanhas de Investigação - Associação
Iniciativa emblemática: 8. Agricultura 4.0
Data de Aprovação: 2022-03-08 Duração da iniciativa: 2022-01-19
NUTS II: Norte NUTS III:  
 
Identificação do problema ou oportunidade

A presente iniciativa pretende criar um sistema avançado de monitorização e de alerta, cobrindo inicialmente as regiões e as culturas de estudo, podendo dividir-se em 3 grandes ações, nomeadamente:

1.   1. Instalação/Criação de uma rede de sensores, recorrendo a dispositivos IoT, de custo médio-baixo;

2.     2. Desenvolvimento de uma Plataforma – Infraestrutura de Dados Espaciais (IDE) Temática - que centralize toda a informação e permita a criação de aplicações setoriais/modulares;

3.     3. Apoio formativo e técnico aos demais agentes envolvidos.

Em 1), as ações a desenvolver contemplarão a recolha de informação relevante, particularmente a monitorização contínua de variáveis ambientais, do solo e planta, garantindo o acesso à informação em tempo real, contemplando ainda a monitorização de pragas e doenças, através da inclusão e desenvolvimento de modelos de previsão. Serão ainda incluídos e desenvolvidos modelos fenológicos das culturas, assim como a complementaridade de dados provenientes de sistemas de deteção remota, particularmente de drones e de satélites. Serão criadas ferramentas para a consulta de dados históricos, que servirão de suporte à tomada de decisão.

Para 2), será desenvolvida uma plataforma, assente numa IDE, a ser disponibilizada aos mais diversos atores agrícolas, que terão acesso a informação em tempo real e de forma particularizada a cada agente, apoiando assim uma melhor tomada de decisão (nomeadamente por região e por cultura). Será ainda criado um sistema de alertas e de avisos agrícolas e climáticos/meteorológicos, a ser desenvolvido através da utilização de técnicas avançadas de inteligência artificial.

Em 3), serão desenvolvidas diversas ações de formação, capacitação bem como a criação de grupos focais, que permitirão dotar os agentes envolvidos do sistema a desenvolver. Assim, a efetividade da solução será exponenciada uma vez que os agricultores terão a capacidade de o operacionalizar.
 
Breve resumo da iniciativa a desenvolver
 O Serviço Nacional de Avisos Agrícolas (SNAA) está limitado a algumas regiões e culturas. O SNAA possui algumas estações meteorológicas, mas a rede muito beneficiaria de maior cobertura espacial para melhorar a monitorização. Adicionalmente, o SNAA também beneficiaria da integração de tecnologias emergentes, nomeadamente com base na Internet das Coisas. Estas limitações constituem simultaneamente um problema, uma oportunidade e a motivação desta iniciativa. Um sistema de monitorização e emissão de alertas, como o SENTINEL, surge para responder às necessidades dos produtores da Região Norte de Portugal e apoiar a gestão agrícola inteligente. 

 

O conhecimento das condições agroclimáticas assume um papel preponderante no ciclo vegetativo de qualquer cultura agrícola. Conhecer os valores corretos e atempados das variáveis e parâmetros agroclimáticos, incluindo a ocorrência de eventos extremos, é condição diferenciadora entre uma boa colheita, em termos de quantidade e/ou qualidade de produção, ou uma campanha com perdas de produtividade e/ou de qualidade.

 

Todos os anos e em diferentes locais, ocorrem condições atmosféricas adversas que afetam, direta ou indiretamente, a produção agrícola. Estes impactos traduzem-se em quebras de produção e perdas avultadas para os agricultores. Alguns destes impactos poderiam ser impedidos ou minimizados se os atores agrícolas fossem alertados atempadamente da ocorrência de condições adversas e pudessem tomar as medidas necessárias.

 

A gestão adequada das culturas depende fortemente do conhecimento agroclimático, o que vem salientar a necessidade e importância de um sistema de sensorização, monitorização e emissão de alertas, como o SENTINEL para apoiar a tomada de decisão. A monitorização das secas, previsão de eventos extremos de curta duração (ondas de calor, geadas, precipitação intensa) e de condições para a ocorrência de doenças e pragas, são fundamentais para a adequada gestão agrícola.

 

O SENTINEL assume um papel ainda mais relevante no contexto das alterações climáticas. Projeções do clima para o futuro próximo sugerem alterações significativas nas distribuições estatísticas dos elementos climáticos e variáveis bioclimáticas, não apenas nas estatísticas de localização e de dispersão, mas essencialmente, nas características (e.g., frequência, duração e magnitude) dos eventos extremos. Assim, a importância do SENTINEL vem acrescida pela necessidade de monitorizar, prever e alertar, num contexto de aumento da variabilidade climática e imprevisibilidade agroclimática.

 
Áreas de Trabalho e responsabilidades de cada parceiro
 presente iniciativa foca-se em 5 culturas principais, Castanheiro, Olival, Maçã, Vinha e Amendoal, representando uma avultada importância nas regiões norte e centro, nas NUTS consideradas no projeto, particularmente terras de Trás-os-Montes, Douro e Alto Tâmega. 

Diversos parceiros compõem o presente consórcio, cobrindo toda a cadeia de geração do conhecimento, de desenvolvimento e de transferência/interface, nomeadamente parceiros de R&D, empresas de integração e casos de uso, garantindo a operacionalidade e aferindo a eficiência do sistema final.

O colab MORE será a entidade promotora líder, contribuindo na área agroclimática e nos processos de plataforma digitais, cobrindo as fases de agregação de informação, processamento, através do desenvolvimento de algoritmos baseados em inteligência artificial e criação de interfaces de utilizador, disponibilizando a informação de forma fluida. O MORE será ainda o curador da plataforma a desenvolver, garantindo assim a sua disponibilização e manutenção pós-projeto.

A Geodouro participará e terá responsabilidades nas tarefas de investigação, desenvolvimento experimental e especificação da solução e desenvolvimento experimental da solução tecnológica de base, a suportar a IDE, bem como no desenvolvimento das aplicações temáticas setoriais a construir, em conjunto com as equipas técnicas dos restantes promotores, de forma a dar resposta às necessidades identificadas e para as quais o projeto pretende contribuir.

O INESC TEC contribuirá com a investigação científica e o desenvolvimento tecnológico no projeto, particularmente (1) Sensor Web Enablement - Estudo e aplicação de normas de interoperabilidade e codificação de metadados; (2) Robótica Industrial e Sistemas Inteligentes - Laboratório de Robótica e IoT para Agricultura e Floresta de Precisão Inteligente; (3) Infraestruturas de Dados Espaciais, normas de interoperabilidade OGC, Sistemas de Informação Baseados em Localização, Sistemas Móveis e Ubíquos baseados na Localização e Ambientes Virtuais Geoespaciais; (4) Engenharia de Software; (5) Engenharia de Sistemas de Informação Avançados - Governo Eletrónico; Arquiteturas baseadas em modelos; Computação Orientada a Serviços e Computação Móvel; XML e Sistemas de Informação; Componentes de software e Sistemas de Informação e Web Semântica.

A UTAD dará suporte científico transversal ao projeto, principalmente focado na componente meteorológica e climática, e traduz-se na compilação e análise das bases de dados, na caracterização climática, no estudo da influência meteorológica e climática na produção das espécies agroflorestais, na aplicação desse conhecimento para a modelação e previsão, visando o apoio à decisão.

O IPB contribuirá para o desenvolvimento do sistema de sensorização terrestre, por dispositivos IoT de baixo custo, tendo como objetivo o desenvolvimento de módulos de aquisição e monitorização. Análise e sistema inteligente de fusão de dados, desenvolvendo modelos e o uso de algoritmos para apoiar o reconhecimento de padrões, evolução temporal e tendências. Validação e testes ao sistema desenvolvido, composto pelos diversos módulos terrestres combinados com análise de dados e permitirá obter uma fusão sensorial integrada para suporte a toma de decisão.

A APPITAD, o CNCFS, a Refcast, a DRAPN, a CVR Trás-os-Montes e a CVR Távora Varosa, serão os responsáveis pela disseminação do conhecimento e tecnologias desenvolvidas neste projeto, tornando-o acessível aos produtores e empresas do setor. Ainda, de forma muito relevante, irão fornecer acesso às suas redes de sensorização. Na componente da implementação do Plano de Ação darão suporte na geração de requisitos técnico e funcionais, na recolha de dados e na validação de parâmetros.

As Pequenas e Médias Empresas (PME) e os empresários em nome individual que constituem a presente iniciativa irão ter um papel preponderante na obtenção dos objetivos a atingir. Particularmente, irão permitir o acesso aos dados existentes (ou a existir) nas suas parcelas, seja pelo fornecimento do acesso aos dados provenientes das suas estações meteorológicas, que seja pela instalação de estações e/ou dispositivos de sensorização. Irão ainda servir como elemento de validação do sistema a desenvolver, fornecendo, durante e após o projeto, comentários relevantes para a melhoria contínua do sistema implementado.
 
Interlocutor: José Barbosa   Email interlocutor: jbarbosa@morecolab.pt   Email entidade: geral@morecolab.pt