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Inteligência artificial identifica plantas doentes simulando processo cerebral
Por meio da ferramenta os pesquisadores esperam dar rapidez às tomadas de decisão, reduzindo perdas em empreendimentos rurais e racionalizando o uso de recursos naturais.
Equipamento que permite capturar e simular sinais cerebrais começou a ser testado no Brasil, em 2022, para detecção de doenças em estágio inicial, em cultivos de soja, por meio de inteligência artificial (IA). O trabalho é feito a partir de parceria entre a Embrapa e as empresas Macnica DHW e InnerEye, esta última desenvolvedora do BrainTech, equipamento que faz a captura dos sinais neurais de especialistas por meio de um capacete com eletrodos, similar a um eletroencefalograma (EEG). O sistema, então, simula o funcionamento cerebral no momento em que especialistas visualizam imagens de plantas doentes, automatizando a rotulagem e tornando a etapa mais rápida e eficiente. Com isso, os pesquisadores esperam dar rapidez às tomadas de decisão, reduzindo perdas em empreendimentos rurais e racionalizando o uso de recursos naturais.
“Essa é uma iniciativa pioneira da Embrapa que está unindo a tecnologia disruptiva BrainTech, trazida com exclusividade pela Macnica DHW para o Brasil. Associando sinais neurais EEG e AI é possível criar uma máquina que imita o cérebro humano com alta confiabilidade”, observa o gerente de Soluções IoT & AI da Macnica DHW, Fabrício Petrassem.
O teste e a validação do sistema tiveram a participação do desenvolvedor Yonatan Meir, da InnerEye, que veio de Israel em agosto, especialmente para essa finalidade. “Por meio da captura de ondas cerebrais, a solução da InnerEye é capaz de identificar o julgamento e a classificação de uma imagem observada por uma pessoa, permitindo que essa imagem seja rotulada de forma automática e imediata”, explica Meir.
O sistema já é utilizado em aeroportos europeus na identificação de objetos perigosos em malas. Em 2019, a Macnica DHW buscou a Embrapa para, em parceria, explorar a tecnologia no setor agropecuário, com possíveis novas aplicações. A primeira foi a detecção precoce de doenças em plantas, cujos experimentos começaram em abril de 2022.
O experimento
“As ferramentas de IA evoluíram muito e, com dados de boa qualidade, conseguem resolver quase qualquer problema”, indica o pesquisador da Embrapa Agricultura Digital Jayme Barbedo, que lidera o projeto pela Empresa. O desafio, segundo aponta, é a obtenção desses ‘dados de qualidade’, que além de coletados precisam ser rotulados por especialistas. Um processo custoso e demorado em que o equipamento vai auxiliar.
Os primeiros resultados do experimento foram positivos, pois o equipamento ajudou a identificar, com alta acurácia, as folhas doentes (oídio e ferrugem da soja) e saudáveis. Agora, o projeto deve ir além da detecção de plantas doentes/não doentes e avançar na identificação do tipo de doença presente no cultivo da soja, iniciando pelas comercialmente mais significativas. Também está sendo articulada a inclusão das culturas de milho e café nos experimentos com os respectivos centros de pesquisa da Embrapa.
Em abril, o equipamento foi trazido ao Brasil para a sede da Macnica DHW, multinacional japonesa, localizada em Florianópolis (SC). Lá, foi montada a estrutura para o experimento de captura dos sinais cerebrais dos fitopatologistas Cláudia Godoy e Rafael Soares (foto à esquerda) da Embrapa Soja. Ambos avaliaram cerca de 1,5 mil imagens de folhas doentes e saudáveis para os testes com o capacete coletor.
A etapa da prova de conceito mostrou que os modelos gerados a partir dos eletroencefalogramas dos especialistas são capazes de lidar bem com imagens, permitindo treinar a máquina na identificação de plantas doentes. “A junção das imagens rotuladas – doente/saudável – com os sinais cerebrais dos especialistas resultou na melhora do desempenho do modelo, indicando a viabilidade do uso da IA”, aponta Barbedo.
Inteligência Artificial
Área de pesquisa que visa projetar, desenvolver, aplicar e avaliar métodos e técnicas na criação de sistemas inteligentes capazes de adquirir e integrar, por conta própria, conhecimento acerca do domínio em que atuam, de modo a melhorar progressivamente seu desempenho em relação ao cumprimento de seus objetivos.
Primeiras impressões
“A experiência foi muito interessante, porque o sistema aprende a identificar imagens de folhas doentes a partir da contagem que é feita de forma silenciosa quando se visualiza as doentes e as sadias, que passam rapidamente em uma tela de computador pela identificação dos sinais cerebrais”, relata Cláudia Godoy (foto à direita). “Com a evolução do treinamento artificial, essas tecnologias de reconhecimento podem ser utilizadas por pessoas que não têm muito conhecimento de doenças, auxiliando no manejo”, detalha.
De acordo com Soares, para esse experimento foram escolhidas duas doenças: a ferrugem asiática, doença economicamente mais importante que afeta a cultura, e o oídio, relevante na Região Sul do Brasil. “Essas doenças foram escolhidas pois, além do impacto que geram para a cultura da soja, causam dois tipos distintos de sintomas foliares na planta, e também porque havia uma disponibilidade adequada de imagens para a avaliação”, explica Soares.
Para o pesquisador, o aprimoramento de ferramentas de manejo de doenças da soja é relevante porque “detectar e diagnosticar doenças é uma das maiores dificuldades encontradas no manejo da cultura, e tecnologias inovadoras que agreguem informações a essas práticas são desejáveis e necessárias”, destaca.
Custos com a ferrugem asiática ultrapassam os US$ 2 bilhões por safra no Brasil
Desde sua introdução no Brasil, em 2001, a ferrugem asiática da soja (foto à esquerda), causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi, é a mais severa doença da cultura, podendo levar a perdas de até 80%, se não controlada. Segundo levantamentos do Consórcio Antiferrugem, os custos com a doença ultrapassam os US$ 2 bilhões por safra no Brasil, considerando a aquisição de fungicidas e as perdas de produtividade que ela provoca.
As estratégias de manejo estão centradas em práticas como o vazio sanitário, que é o período de, pelo menos, 90 dias sem plantas vivas de soja no campo, para a redução do inóculo do fungo. Ajudam também no controle a utilização de cultivares de ciclo precoce e semeadura no início da época recomendada, a adoção de cultivares resistentes, respeito ao calendário de semeadura e a utilização de fungicidas.
Atualmente, o fungo P. pachyrhizi apresenta mutações que conferem resistência aos três principais grupos de fungicidas sítio-específicos e novas mutações podem ser selecionadas ao longo do tempo. “O fungo causador da doença é capaz de se adaptar a algumas das estratégias de controle, seja pela perda da sensibilidade aos fungicidas ou pela ‘quebra’ da resistência genética das cultivares de soja”, explica Cláudia Godoy.
Por isso, a recomendação da Embrapa é para que os produtores adotem as estratégias de manejo disponíveis, com o intuito de preservar os fungicidas e as cultivares disponíveis. “Todas as estratégias, quando utilizadas de forma conjunta, têm permitido um manejo adequado da doença”, orienta Godoy.
Oídio pode provocar perdas de até 35%
Apesar de o oídio não ter o mesmo impacto econômico provocado pela ferrugem asiática da soja, há relatos de perdas de produtividade variando entre 10% e 35%. A doença é causada pelo fungo Erysiphe diffusa, que provoca uma fina cobertura esbranquiçada em pequenos pontos ou cobre toda a parte aérea da planta, principalmente as folhas. Em infecções severas, as folhas podem secar e cair prematuramente.
A doença é favorecida por períodos de baixa umidade e de temperaturas amenas (18 °C a 24 °C), sendo mais comum na Região Sul do Brasil, nas regiões altas e em semeaduras tardias, em razão da maior favorabilidade climática. “As estratégias de controle da doença envolvem a utilização de cultivares resistentes e o controle químico”, informa o pesquisador Rafael Soares.
Como funciona a tecnologia BrainTech
O sistema “imita” o funcionamento cerebral de especialistas no momento em que visualizam imagens de plantas doentes, automatizando a rotulagem e tornando a etapa mais rápida e eficiente. A ideia é simular, tão próximo quanto possível, o processo cerebral de um especialista quando identifica algo ou toma uma decisão, como foi feito com os fitopatologistas.
O primeiro passo é a calibragem do modelo, ajustando o capacete com os eletrodos na cabeça do especialista para identificar seus sinais cerebrais. “Cada pessoa tem um padrão cerebral diferente, ou seja, os sinais elétricos do cérebro são distintos de pessoa para pessoa. Por isso, é necessário fazer uma calibração para cada uma para o modelo entender o que ela está pensando”, explica Barbedo.
Uma vez que o sistema ‘aprendeu’ como a pessoa funciona, começa o processo de rotulagem da base de dados. As instruções aos especialistas é para que enumerem (1, 2, 3 …) as folhas doentes quando as virem na tela, que apresenta três imagens por segundo. O sistema vai capturando os sinais cerebrais emitidos a cada novo estímulo, diferente de quando se visualiza uma folha saudável.
Segundo o líder do projeto, o processo de contagem não é obrigatório, mas reforça os sinais cerebrais, tornando mais fácil a diferenciação entre o que é doente e o que é saudável. O sistema permite a apresentação de até dez imagens por segundo.
Imagem: Divulgação/InnerEye
Confiabilidade dos resultados
Com duração média de meia hora, cada sessão possibilitou rotular mais de mil imagens, tarefa que no sistema manual demoraria dias. Além do ganho em agilidade no processo de rotulagem, Barbedo destaca a confiabilidade do sistema, “que tem mecanismos de correção de possíveis erros, tornando o modelo que é treinado mais confiável”.
O sistema consegue identificar se o especialista piscou ou está perdendo atenção no processo de visualização das imagens em sequência por meio dos sinais neurais. Nesses casos, o sistema descarta o resultado e reapresenta a imagem posteriormente. O sistema BrainTech gera uma curva indicativa da atenção, pausando o experimento para descanso quando cai para um nível crítico à confiabilidade dos resultados.
Além disso, o sistema é capaz de detectar o nível de certeza do especialista ao visualizar a imagem, o que é chamado de soft label. A utilização desse parâmetro permite a melhor calibragem do modelo conforme o nível de experiência de cada especialista; por consequência, isso traz maior acurácia na decisão do modelo de IA.
Aplicações no agro
A tecnologia abre diversas possibilidades de aplicação no setor agropecuário. Os modelos treinados poderiam ser embarcados em maquinário agrícola, aplicativos de celular e atuar em atividades com carência de mão de obra especializada.
A aplicação mais racional de defensivos, com menos custo econômico e menor impacto ambiental, e a produção de alimentos de forma mais limpa e sustentável seriam possíveis com modelos treinados embarcados em maquinários, que identificassem, em tempo real e em parcelas específicas, a necessidade de aplicação de defensivos ao passar nas linhas de produção.
“Embarcar esse modelo em um aplicativo de celular daria ao produtor agilidade na tomada de decisão quando identificadas doenças e sintomas de patologias, acelerando a adoção das medidas necessárias”, indica Barbedo.
O pesquisador aponta, ainda, a pertinência do uso da tecnologia na estratégia de rotação das pastagens da pecuária leiteira, área em que faltam especialistas. A escolha dos piquetes mais apropriados para maximizar a produção do leite é feita por técnico experiente em identificar a melhor localização e a quantidade ideal de animais. “O sistema poderia simular a atividade desse especialista para fazer uma locação tecnológica. A maioria das propriedades não tem alguém com essa expertise”, conclui.
Os parceiros
A InnerEye é uma empresa da BrainTech de Israel (parceira do Grupo Macnica Inc.), que combina inteligência artificial (IA) com inteligência humana, por meio da captura e interpretação das ondas cerebrais.
A Macnica DHW é a operação na América do Sul do grupo japonês Macnica Inc., distribuidor de semicondutores e fornecedor de soluções de internet das coisas (IoT) e IA. Atua em áreas como cibersegurança, veículos utônomos, Robótica, IA, internet industrial das coisas (IIoT), automação comercial/bancária. Desenvolve produtos e soluções que vão desde hardware customizado ao desenvolvimento de algoritmos de inteligência artificial.
O sistema já é utilizado em aeroportos europeus na identificação de objetos perigosos em malas. Em 2019, a Macnica DHW buscou a Embrapa para, em parceria, explorar a tecnologia no setor agropecuário, com possíveis novas aplicações. A primeira foi a detecção precoce de doenças em plantas, cujos experimentos começaram em abril de 2022.
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Feicorte: São Paulo impulsiona mudanças no manejo pecuário com opção de marcação sem fogo
Estado promove alternativa pioneira para o bem-estar animal e a sustentabilidade na pecuária. Assunto foi tema de painel durante a Feicorte 2024
No painel “Uma nova marca do agro de São Paulo”, realizado na Feira Internacional da Cadeia Produtiva da Carne – Feicorte, em Presidente Prudente (SP), que segue até o dia 23 de novembro, a especialista em bem-estar animal, Carmen Perez, ressaltou a importância de evitar a marcação a fogo em bovinos.
Segundo ela, a questão está diretamente ligada ao bem-estar animal, especialmente no que diz respeito ao local onde é realizada a marcação da brucelose, que ocorre na face do animal, uma região com maior concentração de terminações nervosas, um ponto mais sensível. Essa ação representa um grande desafio, pois, embora seja uma exigência legal nacional, os impactos para os animais precisam ser cuidadosamente avaliados.
“O estado de São Paulo tem se destacado de forma pioneira ao oferecer aos produtores rurais a opção de decidir se desejam ou não realizar a marcação a fogo. Isso é um grande avanço”, destacou Carmen. Ela também mencionou que os animais possuem uma excelente memória, lembrando-se tanto dos manejos bem executados quanto dos malfeitos, o que pode afetar sua condição e bem-estar a longo prazo.
Além disso, a imagem da pecuária é um ponto crucial, especialmente considerando o poder da comunicação atualmente. “Organizações de proteção animal frequentemente utilizam práticas como a marcação a fogo, castração sem anestesia e mochação para criticar a cadeia produtiva. Essas questões podem impactar negativamente a percepção do setor”, alertou. Para enfrentar esses desafios, Carmen enfatizou a importância de melhorar os manejos e de considerar os riscos de acidentes nas fazendas, que muitas vezes são subestimados quando as práticas de manejo não são adequadas.
“Nos próximos anos, imagino um setor mais consciente, em que as pessoas reconheçam que os animais são seres sencientes. As equipes serão cada vez mais participativas, e a capacitação constante será essencial”, afirmou. Ela finalizou dizendo que, para promover o bem-estar animal, é fundamental investir em treinamento contínuo das equipes. “Vejo a pecuária brasileira se tornando disruptiva, com o potencial de se tornar um modelo mundial de boas práticas”, concluiu.
Fica estabelecido o botton amarelo para a identificação dos animais vacinados com a vacina B19 e o botton azul passa a identificar as fêmeas vacinadas com a vacina RB 51. Anteriormente, a identificação era feita com marcação à fogo indicando o ano corrente ou a marca em “V”, a depender da vacina utilizada.
As medidas foram publicadas no Diário Oficial do Estado, por meio da Resolução SAA nº 78/24 e das Portarias 33/24 e 34/24.
Mudanças estabelecidas
Prazos
Agora, fica estabelecido que o calendário para a vacinação será dividido em dois períodos, sendo o primeiro do dia 1º de janeiro a 30 de junho do ano corrente, enquanto o segundo período tem início no dia 1º de julho e vai até o dia 31 de dezembro.
O produtor que não vacinar seu rebanho dentro do prazo estabelecido, terá a movimentação dos bovídeos da propriedade suspensa até que a regularização seja feita junto às unidades da Defesa Agropecuária.
Desburocratização da declaração
A declaração de vacinação pelo proprietário ou responsável pelos animais não é mais necessária. A partir de agora, o médico-veterinário responsável pela imunização, ao cadastrar o atestado de vacinação no sistema informatizado de gestão de defesa animal e vegetal (GEDAVE) em um prazo máximo de quatro dias a contar da data da vacinação e dentro do período correspondente à vacinação, validará a imunização dos animais.
A exceção acontecerá quando houver casos de divergências entre o número de animais vacinados e o saldo do rebanho declarado pelo produtor no sistema GEDAVE.
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Treinamento em emergência sanitária busca proteger produção suína do estado
Ação preventiva do IMA acontecerá entre os dias 26 e 28 de novembro em Patos de Minas, um dos polos da suinocultura mineira.
Com o objetivo de proteger a produção de suínos do estado contra possíveis ameaças sanitárias, o Instituto Mineiro de Agropecuária (IMA) realizará, de 26 a 28 deste mês, em Patos de Minas, o Treinamento em Atendimento a Suspeitas de Síndrome Hemorrágica em Suínos. A iniciativa capacitará mais de 50 médicos veterinários do serviço veterinário oficial para identificar e responder prontamente a casos de doenças como a Peste Suína Clássica (PSC) e a Peste Suína Africana (PSA). A disseminação global da PSA tem preocupado autoridades devido ao impacto devastador na produção e na economia, como evidenciado na China que teve início em 2018 e se estendeu até 2023, quando o país perdeu milhões de suínos para a doença. Em 2021, surtos recentes no Haiti e na República Dominicana aumentaram o alerta no continente americano.
A escolha de Patos de Minas como sede para o treinamento presencial reforça sua importância como polo suinícola em Minas Gerais, com cerca de 280 mil animais produzidos, equivalente a 16,3% do plantel estadual, segundo dados de 2023 da Secretaria de Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Seapa). A Coordenadoria Regional do IMA, em Patos de Minas, que atende cerca de 17 municípios na região, tem mais de 650 propriedades cadastradas para a criação de suínos, cuja sanidade é essencial para evitar prejuízos econômicos que afetariam tanto o mercado interno quanto as exportações mineiras.
Para contemplar a complexidade do tema, o treinamento foi estruturado em dois módulos: remoto e presencial. Na fase on-line, realizada nos dias 11 e 18 de novembro, especialistas da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), da Universidade de Castilla-La Mancha, da Espanha e de empresas parceiras abordaram aspectos clínicos e epidemiológicos das doenças hemorrágicas em suínos. Já na fase presencial, em Patos de Minas, os participantes terão acesso a oficinas práticas de biossegurança, desinfecção, estudos de casos, discussões sobre cenários epidemiológicos, coleta de amostras e visitas a campo, além de simulações de ações de emergência sanitária, onde aplicarão o conhecimento adquirido.
A iniciativa do IMA conta com o apoio de cooperativas, empresas do setor suinícola, instituições de ensino, sindicato rural e a Prefeitura Municipal de Patos de Minas, além do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Mapa). A defesa agropecuária em Minas Gerais depende de ações como essa, fundamentais para evitar a entrada de patógenos e manter a competitividade da produção local. Esse treinamento é parte das ações para manutenção do status de Minas Gerais como livre de febre aftosa sem vacinação.
Ameaças sanitárias e os impactos para a economia
No Brasil, a Peste Suína Clássica está sob controle nas zonas livres da doença. No entanto, nas áreas não reconhecidas como livres, a enfermidade ainda está presente, representando um risco significativo para a suinocultura brasileira. Esta enfermidade pode levar a alta mortalidade entre os animais, além de causar abortos em fêmeas gestantes. Por ser uma enfermidade sem tratamento, a prevenção constante e a vigilância da doença são fundamentais.
A situação é ainda mais crítica no caso da Peste Suína Africana, para a qual não há vacina eficiente e cuja propagação levaria a prejuízos imensos ao setor suinícola nacional, com risco de desabastecimento no mercado interno e aumento dos preços para o consumidor final. Os animais infectados apresentam sintomas como febre alta, perda de apetite, e manchas na pele.
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Faesp quer retratação do Carrefour sobre a decisão do grupo em não comprar carne de países do Mercosul
Uma das principais marcas de varejo, por meio do CEO do Carrefour França, anunciou que suspenderá vendas de carne do Mercosul: decisão gera críticas e debate sobre sustentabilidade.
O Carrefour França anunciou que suspenderá a venda de carne proveniente de países do Mercosul, incluindo o Brasil, alegando preocupações com sustentabilidade, desmatamento e respeito aos padrões ambientais europeus. A afirmação é do CEO do Carrefour na França, Alexandre Bompard, nas redes sociais do empresário, mas destinada ao presidente do sindicato nacional dos agricultores franceses, Arnaud Rousseau.
A decisão gerou repercussão negativa no Brasil, especialmente no setor agropecuário, que considera a medida protecionista e prejudicial à imagem da carne brasileira, amplamente exportada e reconhecida pela qualidade.
Essa decisão reflete tensões maiores entre a União Europeia e o Mercosul, com debates sobre padrões de produção e sustentabilidade como pontos centrais. Para a Federação de Agricultura e Pecuária do Estado de São Paulo (Faesp), essa decisão é prejudicial ao comércio entre França e Brasil, com impactos negativos também aos consumidores do Carrefour.
Os argumentos da pauta ambiental alegada pelo Carrefour e pelos produtores de carne na França não se sustentam, uma vez que a produção da pecuária brasileira está entre as mais sustentáveis do planeta. Esta posição, vinda de uma importante marca de varejo, é um indício de que os investimentos do grupo Carrefour no Brasil devem ser vistos com ressalva, segundo o presidente da Faesp, Tirso Meirelles.
“A declaração do CEO do Carrefour França, Alexandre Bompard, demonstra não apenas uma atitude protecionista dos produtores franceses, mas um total desconhecimento da sustentabilidade do setor pecuário brasileiro. A Faesp se solidariza com os produtores e espera que esse fato isolado seja rechaçado e não influencie as exportações do país. Vale lembrar que a carne bovina é um dos principais itens de comercialização do Brasil”, disse Tirso Meirelles.
Foto: Shutterstock
O coordenador da Comissão Técnica de Bovinocultura de Corte da Faesp, Cyro Ferreira Penna Junior, reforça esta tese. “A carne brasileira é a mais sustentável e competitiva do planeta, que atende aos padrões mais elevados de qualidade e exigências do consumidor final. Tais retaliações contra o nosso produto aparentam ser uma ação comercial orquestrada de produtores e empresas da União Europeia que não conseguem competir conosco no ‘fair play’”, diz Cyro.
Para o presidente da Faesp, cabe ao Carrefour reavaliar sua posição e, eventualmente, se retratar publicamente, uma vez que esta decisão, tomada unilateralmente e sem critérios técnicos, revela uma falta de compromisso do grupo com o Brasil, um importante mercado consumidor.
Várias outras instituições se posicionaram contra a decisão do Carrefour, e o Ministério da Agricultura (Mapa). “No que diz respeito ao Brasil, o rigoroso sistema de Defesa Agropecuária do Mapa garante ao país o posto de maior exportador de carne bovina e de aves do mundo”, diz o Mapa em comunicado. “Vale reiterar que o Brasil possui uma das legislações ambientais mais rigorosas do mundo e atua com transparência no setor […] O Mapa não aceitará tentativas vãs de manchar ou desmerecer a reconhecida qualidade e segurança dos produtos brasileiros e dos compromissos ambientais brasileiros”, continua a nota.
Veja aqui o vídeo do presidente.