Robôs e IA aceleram o desenvolvimento de plantas resilientes ao clima nos Países Baixos
Com novo financiamento de € 5,4 milhões, centro neerlandês de monitoramento vegetal avançado expande módulos automatizados e ferramentas digitais para enfrentar desafios agrícolas globais
No campus da Universidade de Wageningen, nos Países Baixos, uma variedade de plantas como alface, batata e tomate é cultivada em uma grande estufa com salas envidraçadas. O espaço, contudo, se assemelha mais a uma linha de produção industrial, na qual vasos são movidos por esteiras automatizadas até balanças de alta precisão. Nelas, robôs calculam quanta água o vegetal transpirou e injetam por gotejamento a quantidade exata de líquido ou nutrientes necessários para seu crescimento.
A esteira também direciona os vasos até uma câmara fechada repleta de sensores que geram modelos em 3D da planta, e depois até pórticos de monitoramento, onde robôs suspensos escaneiam o crescimento milímetro por milímetro, de cima para baixo, sem necessidade de intervenção humana.
As instalações abrigam a sede do Centro Neerlandês de Ecofenotipagem de Plantas (NPEC, na sigla em inglês), uma das infraestruturas de pesquisa mais avançadas do mundo voltadas ao cultivo e ao melhoramento vegetal baseado em dados.
Operado conjuntamente pelas universidades de Wageningen e de Utrecht, o NPEC tem como objetivo estabelecer uma ponte para o futuro da agricultura digital, eliminando os gargalos tradicionais do melhoramento vegetal ao traduzir características físicas de milhares de espécimes em conjuntos de dados massivos e de alta precisão.
As pesquisas realizadas no centro permitem correlacionar dados sobre características fisiológicas (fenótipos) com aspectos genéticos das plantas. A meta é ajudar melhoristas a identificar rapidamente quais genótipos apresentam melhor desempenho, maior produtividade e resiliência a estresses ambientais como seca, salinidade e doenças.
Ao substituir avaliações visuais humanas por medições automatizadas e análises preditivas, os cientistas conseguem prever a adaptação das variedades antes dos testes em larga escala no campo. Isso reduz drasticamente o tempo necessário para o desenvolvimento e lançamento de novas sementes e cultivos agrícolas sustentáveis adaptados às mudanças climáticas, explicou Rick van de Zedde, gerente de programas da Universidade de Wageningen, durante visita da delegação brasileira participante da FAPESP Week Países Baixos.
“Não fazemos genômica, edição ou melhoramento genético. Nosso foco é medir o desempenho da planta ao longo do tempo, sob diferentes condições ambientais, fornecendo ferramentas para ajudar a estudar o máximo de plantas possível em um único experimento, sem muitos humanos envolvidos”, explicou.
Rick van de Zedde, gerente de programas da Universidade de Wageningen (foto: Elton Alisson/Agência FAPESP)
Módulos tecnológicos
De acordo com o especialista, no melhoramento agrícola tradicional, a medição do crescimento e da reação das plantas a estresses climáticos depende de avaliações visuais humanas – um processo demorado e subjetivo. O NPEC busca superar essas limitações ao integrar automação de alta performance ao conceito de ecofenotipagem, que consiste na medição quantitativa e automatizada do desempenho da planta acima e abaixo do solo, sob condições ambientais controladas ou de campo.
A plataforma analisa a resposta vegetal tanto a fatores abióticos (como luz, temperatura, umidade, níveis de gás carbônico e acidez do solo) quanto bióticos (interações com o microbioma do solo, competição entre plantas e resistência a doenças). “Focamos principalmente em medir o desempenho da planta ao longo do tempo”, disse Van de Zedde.
Para cobrir escalas que vão desde pequenas mudas até plantações inteiras, o centro organiza-se em seis módulos tecnológicos totalmente integrados. No âmbito microecológico, um módulo utiliza 32 microcosmos totalmente fechados e controlados para medir o balanço de massas e as dinâmicas do solo em pequenas comunidades ecológicas, enquanto a plataforma de interação planta-microrganismo dispõe de sistemas robóticos automatizados dedicados à fenotipagem de raízes e ao monitoramento do estresse biótico.
Para simulações de cenários ambientais e triagem em massa, o centro dispõe de câmaras climáticas multiambiente, capazes de recriar condições climáticas extremas, e de salas de crescimento de alta performance, desenhadas para a triagem simultânea de milhares de plantas sob variáveis rigorosamente controladas.
A transição para ambientes de maior escala inclui a fenotipagem em estufa, equipada com transporte automatizado por esteiras, sensores de visão computacional e scanners 3D, e a fenotipagem em campo aberto, responsável pela validação no mundo real utilizando uma plataforma móvel e drones agrícolas dotados de câmeras térmicas e hiperspectrais.
“Vamos aos campos com equipamentos, drones ou com um rover para medir as plantas e ajudar os agrônomos a coletar dados e descobrir quais genótipos crescem melhor sob certas condições”, disse Van de Zedde.
NPEC 2.0
Para manter a instalação na vanguarda científica mundial, o NPEC recebeu um novo aporte de € 5,4 milhões do Conselho de Pesquisa dos Países Baixos (NWO, na sigla em neerlandês), por meio da chamada de Infraestrutura de Pesquisa em Grande Escala, com cofinanciamento das universidades de Wageningen e de Utrecht, além do Jan IngenHousz Institute. O projeto de modernização, denominado NPEC 2.0, terá duração de cinco anos.
Os novos recursos serão destinados à aquisição de equipamentos como amostradores profundos de solo, drones de nova geração e câmeras de fluorescência de raios X para imagem elementar de plantas vivas, além do fortalecimento da equipe técnica de cientistas de dados para avançar na aplicação da inteligência artificial, sublinhou Van de Zedde.
“Nos últimos anos de operação, percebemos que os pesquisadores de biologia vegetal enfrentavam dificuldades para lidar com os terabytes de dados e milhares de imagens que geramos. No NPEC 2.0, estamos contratando cientistas de dados e especialistas em IA para desenvolver pipelines automatizados de análise, facilitando o uso das informações e entregando aos cientistas todos os insights necessários para a tomada de decisão”, afirmou.
Alavancagem científica
Durante a conversa com os pesquisadores brasileiros, Van de Zedde também abordou o modelo de gestão de infraestruturas de pesquisa, destacando que o valor da tecnologia reside no seu poder de atração de projetos globais.
“Administrar um centro de fenotipagem é uma operação cara e não é um negócio de lucro direto para a instalação em si. No entanto, quando analisamos o volume total de novos projetos de pesquisa que chegam para a universidade como um todo por termos essa estrutura, o impacto é enorme. A instalação nos torna parceiros altamente atraentes para consórcios internacionais, gerando um faturamento em pesquisa até dez vezes maior do que o custo do próprio centro”, revelou o gerente de programas.
Segundo o gestor, a infraestrutura do NPEC opera em regime de acesso aberto para pesquisadores de todo o mundo, e a cooperação com cientistas brasileiros já é uma realidade. Ele mencionou parcerias com iniciativas apoiadas pela FAPESP, como o Centro de Melhoramento Molecular de Plantas (CeM²P) – um Centro de Pesquisa Aplicada (CPA) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) que também é apoiado pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), o Instituto Agronômico (IAC) e a Rede Interuniversitária para o Desenvolvimento do Setor Sucroenergético (Ridesa).
“Tivemos a satisfação de receber pesquisadores do Brasil para estudar a interação entre bactérias e gramíneas, por exemplo, utilizando nosso sistema automatizado de fenotipagem radicular. Estamos de portas abertas para receber novos professores, doutorandos e projetos de pesquisa em parceria com cientistas brasileiros”, afirmou.
Mais informações sobre a FAPESP Week Países Baixos em: fapesp.br/week/2026/netherlands.
