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Duas fases sempre precedem a execução de qualquer operação agrícola: diagnóstico e tomada de decisão. A primeira delas representa as três fases como um processo cíclico com feedback contínuo entre elas. A implementação de qualquer operação agrícola — da colheita ao controle de doenças e à irrigação — geralmente começa diagnosticando o problema em questão para determinar qual ação, se houver, é necessária. A título de ilustração, antes de irrigar, os produtores precisam saber se as plantas precisam de água. Da mesma forma, os produtores de gado precisam saber o estado de saúde dos animais antes de prescrever antibióticos.
Um diagnóstico pode ser feito usando a experiência dos produtores, mas também pode ser automatizado por meio de sensores monitorados pelos produtores. Uma vez feito o diagnóstico, os produtores decidem o que precisa ser feito (por exemplo, a quantidade de irrigação ou antibióticos necessários) e quando.
As decisões podem então ser tomadas pelos produtores agrícolas com base em sua experiência e conhecimento, ou podem ser automatizadas por controladores que enviam sinais com base nas informações recebidas dos sensores na fase de diagnóstico. Na terceira e última fase (execução), os agricultores podem conduzir operações agrícolas diretamente, usando ferramentas manuais ou animais, ou operar várias máquinas. As tecnologias de automação mais avançadas permitem que as três fases sejam totalmente automatizadas. Robôs de colheita de frutas são um exemplo. Esses robôs realizam todas as três fases sequencialmente e automaticamente, enquanto os produtores agrícolas simplesmente monitoram os sensores e fazem a manutenção do equipamento.