Como a automa莽茫o de m谩quinas est谩 gradualmente migrando para a autonomia

17 abril 2025

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As m谩quinas aut么nomas precisar茫o ser monitoradas constantemente M谩quinas aut么nomas precisar茫o ser monitoradas constantemente (Imagem: AdobeStock)

As melhorias da IA trazem avan莽os incrementais agora e grandes mudan莽as ao longo do tempo, escreve Tom Jackson.

A ind煤stria da constru莽茫o pesada levou cerca de dez anos para adotar totalmente a tecnologia de terraplenagem GPS/GNSS. Agora, empreiteiras de m茅dio e grande porte n茫o conseguem trabalhar lucrativamente sem ela.

Uma trajet贸ria semelhante 茅 prov谩vel com a recente introdu莽茫o da intelig锚ncia artificial (IA). As mudan莽as que est茫o por vir prometem grandes saltos em produtividade e efici锚ncia, mas muito trabalho precisa ser feito primeiro.

A IA abrange uma tend锚ncia mais ampla chamada aprendizado de m谩quina, e o trabalho 谩rduo ser谩 ensinar a essas m谩quinas tudo o que elas precisam saber. Acontece que mesmo as m谩quinas mais inteligentes n茫o s茫o p谩reo para operadores e supervisores de obra experientes 鈥� pelo menos por enquanto.

A John Deere revelou seus caminh玫es basculantes articulados aut么nomos (ADT) na recente Consumer Electronic Show 2025 em Las Vegas, EUA. A John Deere revelou seus caminh玫es basculantes articulados aut么nomos (ADT) na recente Consumer Electronic Show 2025, em Las Vegas, EUA. (Imagem: John Deere)

Comece pequeno e aumente a escala

鈥淧arece haver uma mudan莽a de foco de quando est谩vamos investindo tudo na autonomia para tomar uma s茅rie de medidas para obter mais automa莽茫o que um dia levar谩 脿 autonomia鈥�, diz Ian Welch, diretor de engenharia de sistemas de campo de constru莽茫o civil da Trimble.

鈥淎 intelig锚ncia humana n茫o se resume a dados. 脡 a nossa intui莽茫o鈥�, afirma Burcin Kaplanoglu, chefe do Oracle Industry Labs. 鈥溍� dif铆cil superar algu茅m que passou duas d茅cadas na constru莽茫o civil. Mas essa 茅 a promessa. A IA est谩 chegando e estamos incorporando esses recursos aos nossos produtos.鈥�

O objetivo em si 茅 simples e n茫o muito diferente do objetivo da movimenta莽茫o de terras guiada por GPS/GNSS: tornar operadores menos qualificados melhores e operadores qualificados mais r谩pidos, al茅m de fazer o trabalho de forma mais segura, melhor e mais ecol贸gica.

A IA desempenhar谩 um papel na otimiza莽茫o de processos, diz Welch. "Esse 茅 o primeiro passo da jornada", diz ele. O segundo passo 茅 mais dif铆cil. "O que voc锚 faz quando as coisas n茫o saem como planejado?", questiona. "A IA precisar谩 tomar decis玫es em tempo real, e acho que ainda estamos longe disso."

Abordagem em fases

Neil Williams, presidente da Divis茫o de Controle de M谩quinas da divis茫o de Geosistemas da Hexagon, afirma que o setor da constru莽茫o civil passou da euforia inicial em torno de equipamentos de constru莽茫o totalmente aut么nomos para uma abordagem mais pr谩tica e gradual. Isso inclui cinco n铆veis de autonomia:

1) Opera莽茫o manual 鈥� Controle humano total com assist锚ncia digital m铆nima.

2) Controle assistido 鈥� A automa莽茫o auxilia os operadores com orienta莽茫o e controle autom谩tico da l芒mina.

3) Automa莽茫o parcial 鈥� As m谩quinas realizam algumas tarefas de forma aut么noma, mas precisam da supervis茫o do operador.

4) Autonomia condicional 鈥� As m谩quinas operam principalmente de forma independente em condi莽玫es espec铆ficas com interven莽茫o humana m铆nima.

5) Autonomia total 鈥� O equipamento funciona totalmente sozinho, adaptando-se em tempo real (ainda n茫o 茅 um padr茫o da ind煤stria).

Atualmente, o setor est谩 progredindo dos n铆veis dois a quatro, mantendo os operadores no controle, diz Williams. Em vez da autonomia total das m谩quinas, o setor est谩 migrando para fluxos de trabalho mais semiaut么nomos, nos quais as m谩quinas colaboram de forma mais integrada com os operadores e utilizam a IA para aumentar a produtividade e reduzir erros.

Neil Williams, presidente da Divis茫o de Controle de M谩quinas, divis茫o de Geosistemas da Hexagon Neil Williams, presidente da Divis茫o de Controle de M谩quinas, divis茫o de Geosistemas da Hexagon

Isso torna a automa莽茫o uma ferramenta fundamental que transforma as opera莽玫es, preparando o cen谩rio para a autonomia total no futuro e, ao mesmo tempo, oferecendo benef铆cios tang铆veis agora, afirma Williams. Esses benef铆cios incluem controle aprimorado das m谩quinas, an谩lises orientadas por IA e integra莽茫o de dados em tempo real para otimizar fluxos de trabalho, aumentar a seguran莽a e reduzir o desperd铆cio.

De acordo com o Autonomous Construction Tech Outlook 2023 da Hexagon, 84% dos tomadores de decis玫es de tecnologia em empresas de constru莽茫o geral na Am茅rica do Norte, Reino Unido e Austr谩lia adotaram alguma forma de tecnologia aut么noma no ano anterior, diz Williams.

Autonomia n茫o 茅 uma meta distante, comenta David Veasy, gerente s锚nior de produtos de autonomia da John Deere. Mas ela vir谩 em opera莽玫es aut么nomas focadas. Essas opera莽玫es aut么nomas ser茫o simples no in铆cio, como transportar material do ponto A ao ponto B, e crescer茫o em escala com o tempo, com foco na minimiza莽茫o da quantidade de intera莽茫o necess谩ria para manter a m谩quina no modo aut么nomo.

A John Deere revelou seus caminh玫es basculantes articulados aut么nomos (ADT) na recente Consumer Electronic Show 2025, em Las Vegas, EUA. Os ADTs, em aplica莽玫es em pedreiras, transportam material do ponto A ao ponto B e repetem essa rota sem muita varia莽茫o, tornando-se uma das aplica莽玫es ideais para uma m谩quina aut么noma. Dada a escassez de m茫o de obra qualificada, o ADT aut么nomo elimina a necessidade de um operador e permite que os clientes utilizem essa pessoa para tarefas e equipamentos mais complexos.

M谩quinas simples primeiro

As m谩quinas com maior probabilidade de incorporar autonomia no futuro ser茫o aquelas com as aplica莽玫es mais simples, afirma Welch. H谩 v谩rios anos, a Trimble desenvolveu o software e os sensores para um compactador semiaut么nomo que a empresa demonstra com frequ锚ncia.

Burcin Kaplanoglu, chefe dos Laborat贸rios Industriais da Oracle Burcin Kaplanoglu, chefe dos Laborat贸rios Industriais da Oracle

Os compactadores foram a escolha l贸gica porque eles fazem apenas uma coisa, e 茅 f谩cil restringir esse caminho e otimizar esse processo, diz ele.

Uma escavadeira 茅 mais complexa e tamb茅m 茅 chamada para realizar muitas tarefas diferentes em condi莽玫es diferentes, diz Welch. O mesmo acontece com tratores de esteira.

鈥淎inda estamos longe de automatizar essas m谩quinas, mas h谩 muita gente trabalhando nisso. Veremos isso acontecer mais 脿 medida que a constru莽茫o digital se tornar mais difundida. Mas sem isso, n茫o podemos realmente treinar a m谩quina.鈥�

"Voc锚 pode chegar a 90% de autonomia, mas os 煤ltimos 10% s茫o dif铆ceis de alcan莽ar", diz Kaplanoglu. "E n贸s, como humanos, temos uma toler芒ncia muito baixa a falhas e defeitos de m谩quinas. Somos tolerantes a erros humanos, mas n茫o a erros de m谩quinas. Consist锚ncia, confiabilidade e precis茫o s茫o muito importantes no setor da constru莽茫o."

Para ver e depois fazer

No Oracle Industry Lab, a equipe usa o OCI Vision Services para analisar fotos e imagens e, em seguida, treina o software para reconhecer elementos nas imagens e compilar as informa莽玫es necess谩rias para utilizar esse ativo.

Um exemplo hipot茅tico que ele cita 茅 quando uma unidade de HVAC (aquecimento, ventila莽茫o e ar condicionado) aparece em um canteiro de obras sem documenta莽茫o. Uma foto r谩pida enviada para a nuvem pode identificar a unidade e, se devidamente treinada, o software n茫o apenas a identificar谩, mas tamb茅m exibir谩 as especifica莽玫es, instru莽玫es de instala莽茫o e quaisquer outras informa莽玫es relevantes. Aprimorado pelo aprendizado de IA, o software produzir谩 todas as informa莽玫es necess谩rias, integradas em uma 煤nica resposta, sem que o trabalhador precise acessar v谩rios sites ou abrir v谩rias telas de informa莽玫es para obter o que precisa.

Algumas empresas est茫o levando esse modelo de aprendizado visual um passo adiante e programando rob么s para "ver" uma a莽茫o espec铆fica, aprend锚-la e ent茫o repeti-la.

O termo t茅cnico para isso 茅 "imita莽茫o". Kaplanoglu cita um exemplo em que um rob么 grava atletas profissionais e depois recria esses movimentos.

A implica莽茫o 茅 que, no futuro, pode ser poss铆vel que um trator registre outro trator executando uma tarefa, armazene essas informa莽玫es na nuvem e, em seguida, use essas informa莽玫es para duplicar a tarefa sem um operador no assento. "Essa, eu acho, 茅 a maior promessa", diz Kaplanoglu. "脡 para l谩 que a empresa est谩 caminhando, e h谩 muito dinheiro e pesquisa investindo nessa 谩rea."

Aprimorando sua equipe

鈥淎 automa莽茫o est谩 qualificando empregos, n茫o eliminando-os鈥�, afirma Williams. Ao assumir tarefas repetitivas, as tecnologias permitem que os trabalhadores se concentrem em tarefas de maior valor, desde a tomada de decis玫es at茅 a otimiza莽茫o de processos. Isso n茫o s贸 melhora a efici锚ncia, como tamb茅m torna os empregos mais envolventes e ajuda a reduzir a lacuna de compet锚ncias. As empresas que adotam a automa莽茫o n茫o est茫o demitindo trabalhadores 鈥� elas est茫o os tornando mais valiosos, afirma ele.

脌 medida que m谩quinas e canteiros de obras evoluem para incorporar mais autonomia, a fun莽茫o do operador pode evoluir para a de gerente de tecnologia, diz Welch. Operadores qualificados ainda ser茫o necess谩rios para ensinar as m谩quinas a executar determinadas tarefas. "E chegaremos a um ponto em que haver谩 tarefas realmente dif铆ceis e complexas, com muitas entradas que s贸 um humano pode gerenciar. Portanto, levar谩 muitos anos at茅 que possamos fazer tudo sem um humano na cabine", diz ele.

Micro m谩quinas de enxame
David Veasy, gerente s锚nior de produtos de autonomia da John Deere David Veasy, gerente s锚nior de produtos de autonomia da John Deere

Tamb茅m 茅 poss铆vel, talvez at茅 prov谩vel, que a autonomia possa mudar o design das m谩quinas de terraplenagem, al茅m de eliminar a cabine ou alterar o n煤mero ou o tamanho das m谩quinas para fazer um trabalho espec铆fico, diz Welch.

鈥淗谩 algumas pesquisas interessantes analisando se seria mais eficiente ter duas m谩quinas grandes ou dez pequenas m谩quinas rob贸ticas trabalhando juntas.鈥�

A Trimble chama isso de "coordena莽茫o multim谩quina", diz Welch. Em vez de dois tratores grandes, talvez sejam dez mini tratores, todos trabalhando em conjunto ao mesmo tempo. Os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) impulsionar茫o esse desenvolvimento, mas a tecnologia, o software e o aprendizado de m谩quina desempenhar茫o um papel importante.

A autonomia tamb茅m permitir谩 que um 煤nico operador controle mais de uma m谩quina, afirma Veasy, da Deere. A tend锚ncia ao longo do tempo ser谩 que equipamentos aut么nomos exijam cada vez menos envolvimento do operador para operar e gerenciar.

O impacto da IA

A automa莽茫o j谩 existia muito antes de a IA se tornar um nome conhecido. No entanto, a IA 茅 agora a aposta mais cobi莽ada e est谩 se baseando no sucesso do controle de m谩quinas por GPS/GNSS.

A IA liberou a capacidade de criar solu莽玫es aut么nomas produtivas que antes levariam muito mais tempo para serem desenvolvidas e teriam diversas limita莽玫es 脿 sua utilidade, afirma Veasy. Por exemplo, usar a vis茫o computacional para decifrar entre objetos e tipos de objetos s贸 茅 vi谩vel comercialmente devido ao avan莽o da IA.

A autonomia provavelmente mudar谩 a apar锚ncia e o design dos equipamentos A autonomia provavelmente mudar谩 a apar锚ncia e o design dos equipamentos (Imagem: AdobeStock)

Williams afirma que a IA n茫o mudou a dire莽茫o da Hexagon, mas aprimorou o que a empresa j谩 fazia. Aprendizado de m谩quina, g锚meos digitais e automa莽茫o v锚m aprimorando a precis茫o, a efici锚ncia e a tomada de decis玫es h谩 anos. O que est谩 evoluindo agora 茅 a capacidade da IA de escalar, processar dados com mais rapidez e fornecer insights mais acion谩veis em tempo real.

Embora o futuro da IA e da automa莽茫o seja de ponta, n茫o h谩 motivo para esperar para ver. Melhorias incrementais com benef铆cios reais acontecem quase todos os dias. "Estamos integrando IA para refinar o controle das m谩quinas, automatizar o processamento de dados em levantamentos topogr谩ficos e captura da realidade, al茅m de aprimorar o monitoramento do local e o acompanhamento do progresso 鈥� n茫o para substituir os operadores, mas para ajud谩-los a trabalhar de forma mais eficiente e com maior confian莽a", afirma Williams.

Em 煤ltima an谩lise, a taxa de ado莽茫o variar谩 de acordo com a tecnologia e o benef铆cio. "Observamos clientes adotando a tecnologia em alta taxa, quando o valor oferecido supera os custos", afirma Veasy. O exemplo hist贸rico que ele cita 茅 o controle de n铆vel por GPS/GNSS.

鈥淨uando os clientes percebem que podem obter a classifica莽茫o em uma 煤nica passagem, a economia de tempo e a efici锚ncia superam o investimento inicial鈥�, continua Veasy. 鈥淓speramos que, 脿 medida que o custo da tecnologia avan莽ada for reduzido e a necessidade de equipamentos mais produtivos aumentar, a ado莽茫o da tecnologia evolua de forma correspondente.鈥�

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