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Sistema faz contagem automática de plantas na lavoura por imagens de drones
Sistema substitui inspeções visuais, que são demoradas e onerosas e não fazem varredura completa
Uma rede colaborativa com professores e pesquisadores de instituições públicas e privadas, nacionais e internacionais, desenvolveu uma solução pioneira no País, que detecta e conta plantas ao mesmo tempo que identifica linhas de plantio em imagens obtidas com drones. A tarefa é executada graças a uma combinação de técnicas avançadas de visão computacional e aprendizagem profunda (deep learning), capaz de tomar decisões por conta própria. Isso reduz custos e incertezas, facilita a gestão sustentável da lavoura e alavanca o agro 4.0.
Em experimentos com cultivo de milho e citros nas regiões Centro-Oeste e Sudeste, o método alcançou alto índice de acerto no monitoramento de sistemas agrícolas, além de demonstrar versatilidade e permitir a redução da dependência de inspeções visuais, que são demoradas, trabalhosas e tendenciosas. Outra vantagem em relação aos métodos tradicionais é que a solução proposta permite uma varredura completa do talhão ou da área plantada.
O mapeamento preciso das áreas de cultivo é um pré-requisito importante para auxiliar o gerenciamento do campo e a previsão de produção na chamada agricultura de precisão. Isso porque as culturas são sensíveis aos padrões de plantio e têm uma capacidade limitada para compensar áreas ausentes em uma linha, o que impacta negativamente o rendimento por unidade de área de solo durante a época de colheita.
Identificar as linhas de plantio pode ajudar os produtores a corrigir problemas ocorridos durante o cultivo de mudas, informação essencial na tomada de decisões. Por isso, imagens ópticas com sensores embarcados em veículos aéreos não tripulados (Vants) são um meio de baixo custo comumente usado para capturar cenas, cobrindo áreas cultivadas.
Versatilidade e precisão
O estudo envolveu pesquisadores da Universidade Federal do Mato Grosso do Sul (UFMS), Universidade do Oeste Paulista (Unoeste), Universidade do Estado de Santa Catarina (Udesc), Universidade de Waterloo, no Canadá, e da Embrapa Instrumentação (SP). A proposta do grupo foi desenvolver um método de aprendizado profundo baseado em uma rede neural convolucional (do inglês, Convolutional Neural Network – CNN) para contar e detectar simultaneamente plantas e linhas de plantio com imagens obtidas por sensores embarcados em Vants.
Apoiada pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), a pesquisa é um dos resultados do projeto sobre tecnologias com potenciais disruptivos para automação e agricultura de precisão, liderado pelo pesquisador da Embrapa Lúcio André de Castro Jorge, especialista em processamento de imagens captadas por diversos tipos de drones.
A pesquisa
O estudo foi conduzido com plantas de milho, em estádio inicial, mas com alta densidade, em área experimental da Fazenda Escola da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, com aproximadamente 7.435 m². A pesquisa cobriu um total de 33.360 pés de milho em 224 fileiras de plantas.
O método alcançou alto desempenho para contagem, errando aproximadamente seis plantas por imagem, cada uma com mais de 100 plantas, e desempenho similar na localização e extração de linhas de plantio. Em citros, o método foi igualmente superior a outras redes neurais previamente desenvolvidas em outros estudos, errando entre uma e duas árvores por imagem.
Em campos de milho, as áreas com falhas podem ser preenchidas por plantas dessa mesma cultura, caso detectadas a tempo de se realizar a intervenção na mesma safra. Essa condição ocorre em diferentes culturas, como cana-de-açúcar, soja, tomate, entre outras, com características semelhantes. De olho nessa lacuna, os pesquisadores focaram em uma solução que pudesse ser replicada em outras culturas, não restrita somente aos campos de milho e citros.
Outra contribuição importante do método é a detecção de culturas plantadas em alta densidade, ou adensadas com espaçamento reduzido. As plantas nas imagens da área experimental foram identificadas por meio de fotointerpretação. O professor da Unioeste Lucas Prado Osco, supervisionado pelo pesquisador José Marcato Junior durante o seu pós-doutorado na UFMS, explica que esses dados foram inseridos na rede neural como exemplo para a aprendizagem.
“Assim, o método aprende por meio desses exemplos. Ocorre que as plantas se encontram muito próximas umas das outras, e isso pode ser um fator problemático para métodos convencionais de deep learning. Esse método utiliza uma abordagem cuja a probabilidade de cada pixel ser uma planta é real e, a partir de um refinamento inteligente, consegue definir o pixel central e detectar a posição da planta na imagem”, detalha Osco, que é bolsista na Embrapa Instrumentação no projeto sobre tecnologias disruptivas.
Segundo o Castro Jorge, nenhum dos estudos implementou uma detecção de linha de plantio em seus métodos com rede neural convolucional, outro diferencial da abordagem atual. “Embora muitas redes profundas de detecção de objetos possam ser usadas para detectar plantas e linhas de plantio, elas exigem várias etapas de processamento de imagem com técnicas convencionais extremamente custosas e modificações para executar ambas as tarefas em conjunto”, compara o pesquisador.
A abordagem proposta usa uma arquitetura de duas ramificações, um modelo que permite a troca de informações entre os ramos da rede. “Dessa maneira, a detecção de linhas pela rede é beneficiada com aprendizagem da detecção de plantas, e vice-versa, uma vez que ela entende que não haverá plantas fora das linhas, e uma linha não poderá ser formada sem que existam plantas. Isso também contribui para reduzir a detecção de plantas daninhas, embora estudos futuros ainda sejam necessários para avaliar essa condição com maior clareza”, relata Castro Jorge.
O pesquisador lembra que as evoluções nas tecnologias de sensoriamento remoto e métodos de visão computacional sofreram um avanço disruptivo com as redes convolucionais e estão melhorando significativamente o mapeamento de sistemas agrícolas. “Essa integração está beneficiando a agricultura de precisão em diversas aplicações, como controle de ambiente, caracterização fenológica, avaliação nutricional, previsão de rendimento, análise temporal, além da gestão da lavoura, entre outros benefícios”, avalia.
Diante da estimativa da Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação (FAO), de que para atender a demanda por alimentos em 2050 a produção agrícola terá de crescer mais de 60%, com participação de 41% só do Brasil, é esperado que os produtores rurais aumentem a produtividade no campo.
“No entanto, esse aumento deve vir de avanços tecnológicos e otimização das áreas de produção, em vez de sua expansão. Uma estimativa precisa das plantas em campos de cultivo é importante para prever a quantidade de rendimento enquanto monitora o seu crescimento”, diz o professor da Faculdade de Engenharia, Arquitetura e Urbanismo e Geografia da UFMS José Marcato Junior.
Para o professor, a detecção de plantas e linhas de plantas consiste em uma métrica importante na avaliação de campos agrícolas, porque o número de plantas auxilia agricultores e técnicos rurais a estimar a produtividade no fim do ciclo da cultura.
“Esse tipo de avaliação, quando realizada nas fases iniciais do plantio, é importante para a tomada de decisão rápida. Para o milho e outras culturas, a janela de decisão é breve e uma detecção rápida pode ajudar a mitigar ou prevenir problemas com a produção. Essas práticas devem melhorar as aplicações da agricultura de precisão, resultando no manejo sustentável do sistema agrícola”, acrescenta.
Baixo custo como diferencial
Uma versão preliminar do método foi aplicada pela primeira vez para contar árvores cítricas, e obteve uma precisão de aproximadamente 97% de acertos. Tanto em citros quanto em milho, o grupo usou imagens de um campo cultivado, captadas por câmera com sensores RGB embarcada em drones para compor o conjunto de dados. O sistema RGB – um sistema de cores aditivas em que o vermelho, o verde e o azul são combinados – por ser uma solução de baixo custo, é instalado na maioria dos drones, é facilmente replicável e possui alta disponibilidade no mercado.
“Essa tendência de utilizar os sensores RGB permitu resultados importantes com custos reduzidos quando comparados ao uso de sensores especiais em outras faixas do espectro de luz. Assim, o método é uma alternativa de baixo custo e viável para ser aplicada em qualquer cultivo. Mas um grande diferencial ainda está na possibilidade de embarcar diretamente no Vant um sistema inteligente que permite detectar em tempo real a partir das redes treinadas”, avalia Castro Jorge.
Um dos principais desafios envolveu a detectação de plantas nas bordas das imagens, quando a maior parte delas se encontra obstruída. “A complicação se dá em função de regiões com alta oclusão, onde uma planta se sobrepõe a outra. Além disso, outra dificuldade, nesse caso com a detecção de linhas, está relacionada ao espaçamento entre plantas. Existem linhas em que, por perdas durante o plantio, a distância entre uma planta e outra é grande. Isso dificulta a aprendizagem da rede, pois ela pode não compreender que uma planta muito distante das outras possa ainda pertencer à mesma linha”, conta o cientista. “Não obstante, mesmo nesses poucos casos, observamos que o método publicado é capaz de predizer corretamente a posição da maioria das plantas e das linhas”, afirma Lucas Osco.
Perspectivas futuras
Os cientistas acreditam que pesquisas e aplicações futuras poderão tirar proveito do método desenvolvido para auxiliar redes neurais profundas na contagem simultânea de plantas e detecção de fileiras de plantios em outros tipos de culturas. “Estamos implementando novos recursos ao método para superar diferentes desafios relacionados aos padrões de plantio. E, também, estamos confiantes com o patamar atual, pois proporciona um aprimoramento nas tarefas de tomada de decisão ao mesmo tempo em que contribui para uma gestão mais sustentável dos sistemas agrícolas”, conclui o professor da UFMS José Marcato Junior.
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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.
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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.