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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

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Joana Silva

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.

Fonte: Embrapa Instrumentação
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Exportações de carne de frango crescem 8,8% em junho

As exportações totais registradas ao longo do primeiro semestre alcançaram 2,423 milhões de toneladas, volume 8% superior ao registrado nos seis primeiros meses de 2021, com 2,244 milhões de toneladas – mantendo, neste ano, média mensal acima das 400 mil toneladas.

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Foto: Claudio Neves/Portos do Paraná

Levantamentos da Associação Brasileira de Proteína Animal (ABPA) mostram que as exportações brasileiras  de carne de frango totalizaram 432,5 mil toneladas em junho, volume que supera em 8,8% os embarques realizados no mesmo período do ano passado, quando foram exportadas 397,4 mil toneladas.

Em receita, as vendas de junho totalizaram US$ 951,7 milhões, desempenho 46,3% maior que o realizado no sexto mês de 2021, com US$ 650,6 milhões.

As exportações totais registradas ao longo do primeiro semestre alcançaram 2,423 milhões de toneladas, volume 8% superior ao registrado nos seis primeiros meses de 2021, com 2,244 milhões de toneladas – mantendo, neste ano, média mensal acima das 400 mil toneladas.

Em receita, a alta do semestre é de 36%, com US$ 4,728 bilhões em 2022, contra US$ 3,476 bilhões em 2021.

Presidente da ABPA, Ricardo Santin: “A inflação global dos alimentos e os efeitos dos custos de produção, assim como as consequências para o comércio internacional dos inúmeros focos de Influenza Aviária em várias partes do mundo tiveram influência direta no resultado das exportações brasileiras de carne de frango de junho” – Foto: Divulgação

“A inflação global dos alimentos e os efeitos dos custos de produção, assim como as consequências para o comércio internacional dos inúmeros focos de Influenza Aviária em várias partes do mundo tiveram influência direta no resultado das exportações brasileiras de carne de frango de junho. Os mercados internacionais enfrentam dificuldades para manter os níveis das produções locais. Como contramedida, demandam volumes junto a parceiros confiáveis, sanitariamente seguros e estáveis, e que produzem com sustentabilidade, como o Brasil”, avalia o presidente da ABPA, Ricardo Santin.

No ranking dos principais destinos de junho, destaque para a Arábia Saudita, com 39 mil toneladas (+69%), Japão, com 37,1 mil toneladas (+3%), Emirados Árabes Unidos, com 35,6 mil toneladas (+18%), Filipinas, com 21,1 mil toneladas (+9%) e Coreia do Sul, com 18,4 mil toneladas (+67%). As vendas para a China, maior importadora da carne de frango do Brasil, totalizaram 46,5 mil toneladas no mês. (-18%),

“A maior parte dos nossos principais clientes internacionais vêm aumentando o volume das compras. Neste contexto, destacam-se mercados do Oriente Médio como a Arábia Saudita, que recentemente reabilitou parcialmente plantas brasileiras, tendo voltado inclusive a comprar volumes nos patamares históricos. Também foram relevantes as altas de determinados mercados da Ásia como as Filipinas e a Coreia do Sul, que assumiram, respectivamente, o quinto e o sexto postos entre os principais importadores de junho. Além disso, o preço médio obtido com as exportações também vêm evoluindo nos últimos meses, dentro de um contexto de necessidade em função dos custos de produção”, avalia Luís Rua, diretor de mercados da ABPA.

Fonte: ABPA
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Primeiro lote de inscrições ao 14º SBSS encerra quarta-feira

Evento será híbrido no período de 16 a 18 de agosto, com realização presencial em Chapecó (SC). Paralelamente, ocorrerá a 13ª Brasil Sul Pig Fair virtual.

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Presidente do Nucleovet, Lucas Piroca: "Estamos preparando um ambiente que possibilita interação, com perguntas aos palestrantes e aproveitamento máximo das palestras" - Foto: UQ Eventos

A comercialização do primeiro lote dos ingressos para o 14º Simpósio Brasil Sul de Suinocultura (SBSS) encerra nesta quarta-feira (6). Os valores são diferenciados nesta primeira etapa e, para o segundo e terceiro lotes, serão reajustados. O evento é promovido pelo Núcleo Oeste de Médicos Veterinários e Zootecnistas (Nucleovet) e ocorrerá nos dias 16, 17 e 18 de agosto próximo, no Parque de Exposições Tancredo Neves, em Chapecó (SC). Paralelamente acontecerá a 13ª Brasil Sul Pig Fair. Os eventos terão transmissão on-line ao vivo.

O investimento para o primeiro lote é de R$ 440 para o evento presencial e R$ 400 para o virtual para profissionais, R$ 330 (presencial) e R$ 300 (virtual) para estudantes. A partir de quinta-feira (07) inicia a venda do segundo lote com reajuste no valor das inscrições. Até o dia 10 de agosto os valores serão de R$ 530 (presencial) e R$ 440 (virtual) para profissionais e R$ 400 (presencial) e R$ 340 (virtual) para estudantes. Após essa data e durante o evento o investimento será de R$ 600 (presencial) e R$ 500 (virtual) para profissionais e R$ 460 (presencial) e R$ 400 (virtual) para estudantes.

Na compra de pacotes a partir de dez inscrições serão concedidos códigos-convites. Nessa modalidade há possibilidade de parcelamento em até três vezes. O acesso para a 13ª Brasil Sul Pig Fair é gratuito, tanto presencial quanto virtual, assim como para o pré-evento. As inscrições podem ser feitas no site www.nucleovet.com.br.

A programação científica do 14º SBSS contará com cinco painéis que debaterão gestão de pessoas, sanidade, biosseguridade, gestão da informação, nutrição e reprodução. As palestras iniciarão na terça-feira (16), às 13h45, e a palestra de abertura ocorrerá no mesmo dia, às 18h30. Na quarta-feira (17), as palestras iniciam às 8h e encerram no fim da tarde, seguidas de happy hour. Na quinta-feira (18), a programação será das 08 às 12 horas.

Reconhecido como um dos principais fóruns de discussão do setor na América Latina, o SBSS terá difusão de conhecimento, interação presencial e virtual, debates atuais e importantes para a suinocultura. O presidente do Nucleovet, Lucas Piroca, realça que o SBSS é um evento de natureza científica, com grande capacidade para indicar tendências e atualizar os profissionais envolvidos na cadeia da suinocultura com temas relevantes do setor. “Estamos preparando um ambiente que possibilita interação, com perguntas aos palestrantes e aproveitamento máximo das palestras, tanto para o evento presencial quanto para quem acompanhar virtualmente”, comenta.

PIG FAIR

A 13ª Brasil Sul Pig Fair reunirá empresas de tecnologia, sanidade, nutrição, genética, aditivos, equipamentos para suinocultura, entre outros. A feira consistirá em um espaço presencial e virtual onde as empresas geradoras de tecnologias apresentarão suas novidades e seus produtos, permitirão a construção de networking e o aprimoramento técnico dos congressistas.

Quem faz acontecer

O 14º SBSS tem apoio da Associação Brasileira de Proteína Animal (ABPA), do Conselho Regional de Medicina Veterinária de Santa Catarina (CRMV/SC), da Embrapa Suínos e Aves, da Prefeitura de Chapecó e da Sociedade Catarinense de Medicina Veterinária (Somevesc).

Fonte: Assessoria
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Colunistas Artigo

Variação no valor dos alimentos na mesa da população mundial

O mundo globalizado e os acontecimentos desses últimos dois anos estão causando efeitos em todos os setores.

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Arquivo/OP Rural

Sem dúvida, o atual momento do cenário global é crítico. O mundo globalizado e os acontecimentos desses últimos dois anos estão causando efeitos em todos os setores. A mundialização do espaço geográfico por meio da interligação econômica, política, social e cultural tem afetado principalmente os países emergentes, mas começa a ter reflexos nos países do G7 – Alemanha, Canadá, Estados Unidos, França, Itália, Japão e Reino Unido  (os mais ricos e influentes do mundo).

No agronegócio,  a guerra da Rússia e Ucrânia está castigando um sistema alimentar global já enfraquecido pela pandemia da covid-19, pelas mudanças climáticas e por um choque energético.  As exportações ucranianas de grãos e oleaginosas praticamente pararam e as da Rússia estão ameaçadas. Juntos, os dois países fornecem cerca de 14% das calorias, por meio do trigo, comercializadas pela humanidade.

Os preços do trigo, 53% mais elevados desde o início do ano, saltaram mais 6% em meados de maio deste ano, após a Índia afirmar que suspenderia suas exportações em razão de uma onda de calor alarmante. Além disso, temos os efeitos da cadeia logística, onde portos, containers, combustível e tempo de entrega tem mudado seus parâmetros e elevado os custos da cadeia produtiva.

O resultado disso são os preços dos produtos alimentícios nos supermercados. Mas, o problema não para por aí. O custo de produção para a próxima safra está alto, bem como os preços de combustíveis em geral e dos fertilizantes, juntos elevam os custos da mesa da população mundial. A Rússia e a Bielorrússia são responsáveis por uma grande parcela das exportações de fertilizantes ou matérias primas como adubos e suprimentos agrícolas, o que tem afetado bastante os preços para o agricultor.

Todo esse aumento do custo é repassado para o consumidor final. Assim, por parte do produtor, muita atenção na compra de insumos, uma vez que dólar e petróleo têm variado consideravelmente, e afetam em muito o custo de produção. Quanto à população, resta fazer muita pesquisa antes da compra, pois os preços dos alimentos devem variar bastante no comércio.

Como nação, o Brasil tem um papel fundamental nesse cenário global que se apresenta, uma vez que o mundo deve ganhar, de acordo com a Organização das Nações Unidas (ONU), mais dois bilhões de pessoas até 2050. Hoje as lavouras cultivadas por brasileiros alimentam quase um bilhão de pessoas no mundo.

Se chegarmos a esse patamar global em termos de população, o agronegócio brasileiro vai precisar dobrar de tamanho em menos de 30 anos, elevando sua produção para abastecer os lares de dois bilhões de pessoas. É uma grande oportunidade. Será necessário muita gestão, tecnologia, sustentabilidade  e inovação.

Fonte: Por Jorge Fernando Dietrich, coordenador nacional do Master em Gestão e Marketing do Agronegócio da ESPM
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