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MEIO AMBIENTE

Equipe brasileira na final do Xprize Rainforest

Equipe brasileira na final do Xprize Rainforest

A Xprize Rainforest tem como objetivo central melhorar a compreensão sobre os ecossistemas de florestas tropicais

Finalista da competição internacional Xprize Rainforest, a equipe Brazilian Team é a única latino-americana a participar da final do concurso. Integrada pela bióloga Simone Dena e o docente Luís Felipe Toledo, ambos do Instituto de Biologia (IB) da Unicamp, pelo professor Vinícius Castro Souza, da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) da Universidade de São Paulo (USP), o time é composto por quase 60 pesquisadores de diversas áreas, em sua maioria do Brasil, principalmente filiados a universidades públicas. Há também a participação de cientistas de outros países, como Colômbia, França, Espanha e Alemanha.

A Xprize Rainforest tem como objetivo central melhorar a compreensão sobre os ecossistemas de florestas tropicais por meio de tecnologias autônomas aplicadas para avaliar a biodiversidade, por meio da integração rápida de dados para fornecer uma nova forma de compreender a floresta. A Xprize é uma organização internacional que promove competições normalmente voltadas para o desenvolvimento de tecnologias inovadoras. Inicialmente, mais de 800 equipes se inscreveram para a competição, que tem cinco anos de duração e está no penúltimo ano.

Inicialmente houve uma etapa classificatória, seguida de semifinal com 13 equipes que testaram as suas metodologias em campo, entre maio e junho deste ano, em Singapura. Nessa etapa da competição, seis equipes passaram para as finais, que ocorrerão no meio do ano que vem em um país a ser definido. A equipe vencedora terá como objetivo desenvolver o maior painel possível sobre a biodiversidade em um dado trecho de uma floresta tropical, dentro de 24 horas, e utilizar essas informações para produzir, após 48 horas, o maior número possível de novos insights, revelando o potencial da biodiversidade e da floresta em pé.

As três equipes vencedoras receberão prêmios em dinheiro de US$ 5 milhões, US$ 2 milhões e US$ 500 mil, respectivamente. A equipe Brazilian Team decidiu que qualquer prêmio recebido será integralmente utilizado em pesquisas e medidas de conservação da biodiversidade de florestas, especialmente na Mata Atlântica e na Amazônia. Dentro da equipe há diversos grupos dedicados a pesquisar a biodiversidade de forma integrativa. O Grupo de Bioacústica do IB da Unicamp, que é coordenado por Dena e Toledo, é voltado a identificar e estudar animais com base na emissão de sons por parte deles. Para isso, os pesquisadores estão criando diversas metodologias, sempre em parceria com outros grupos da equipe, que incluem desde a utilização de robôs de solo e de plataformas posicionadas por drones dentro da floresta (plataformas essas desenvolvidas pelo grupo de robótica da USP de São Carlos) até análises autônomas ou semiautônomas de detecção e identificação das espécies por meio de metodologias de machine learning e inteligência artificial.

A destruição das florestas tropicais úmidas avança mais rapidamente do que a capacidade humana de estudá-las. Por isso é preciso dedicar esforços sinérgicos para melhorar nosso conhecimento sobre a diversidade vegetal e animal dessas florestas em todo o mundo, usando técnicas modernas como espectrografia, DNA ambiental, bioacústica e sensoriamento remoto. As tecnologias desenvolvidas e implementadas pelo Brazilian Team estão sendo cuidadosamente projetadas nesse contexto para uma avaliação rápida e precisa da biodiversidade, especialmente em áreas geográficas remotas ou inacessíveis.


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MEIO AMBIENTE
Drone autônomo ajuda a mapear florestas

Pesquisadores brasileiros e norte-americanos desenvolveram um sistema computacional capaz de controlar um drone de forma autônoma (sem controle humano) no interior de florestas, permitindo que ele desvie de árvores e mapeie grandes territórios em poucos minutos. “Além de termos a possibilidade de fazer um inventário florestal em uma área de cobertura muito maior, com a atuação do drone esse processo se torna muito mais rápido, seguro e preciso”, explica Guilherme Nardari, pesquisador do INCT de Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC), sediado na Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP, e um dos autores do trabalho, que foi realizado em parceria com cientistas da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos. O drone consegue mapear uma floresta inteira de quase 400 mil m² em apenas 30 minutos. Caso o mesmo trabalho fosse realizado por uma equipe de engenheiros florestais, o mapeamento levaria em torno de 12 dias e meio, desde que os profissionais trabalhassem 24 horas diárias. Com peso aproximado de 3kg e autonomia de voo de 20 minutos, o drone está sendo testado nos EUA e é composto por quatro hélices, uma câmera, um computador de bordo, um controlador de voo e um sensor a laser, responsável por calcular em tempo real a distância entre o equipamento e as árvores ao seu redor. A utilização do veículo aéreo não tripulado (Vant) autônomo para mapear florestas possibilitará uma série de aplicações, como a elaboração de planos de manejo, atendimento a demandas de empresas florestais, definição de estratégias para preservar os recursos naturais da área e o combate ao desmatamento. “Nós conseguiríamos avaliar o estado de conservação das florestas e detectar locais que precisam de reflorestamento, servindo de alerta para as autoridades ambientais caso alguma região apresente transformações suspeitas ao longo do tempo. Esse tema é muito relevante, principalmente pelo atual cenário que vivemos, de total descaso com a Amazônia”, afirma Roseli A. Francelin Romero, pesquisadora do InSAC e professora do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos. Atualmente, o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) realiza alguns levantamentos florestais por imagens de satélite, mas são estimativas que impossibilitam uma análise mais minuciosa da vegetação em áreas específicas. Para evitar a colisão com algum objeto na floresta, o drone possui sensor a laser que dispara milhares de feixes de luz por segundo que, conforme acertam as árvores, calculam a distância delas para o Vant e estimam a espessura de cada tronco ou galho. Os dados coletados são interpretados por um código de computador (algoritmo) que foi desenvolvido e que utiliza inteligência artificial para detectar árvores, mapear a região e “guiar” o drone na direção correta, fazendo com ele se esquive dos obstáculos. Simultaneamente, o algoritmo gera um mapa em 3D da floresta, onde são especificadas a quantidade de árvores do local, o volume de madeira, a área coberta por vegetação, entre outros dados. Segundo os pesquisadores, o drone também é capaz de identificar folhagens no chão, permitindo avisar as autoridades sobre um risco maior de queimadas, que são muito comuns tanto no Brasil como nos EUA. O drone autônomo foi testado pelos cientistas em uma floresta de pinheiros norte-americana no Estado de Nova Jersey e mostrou resultados positivos, pois o equipamento conseguiu desviar das árvores e levantar com precisão os dados da área. “Foi um desafio enorme do ponto de vista robótico, pois além de fazer um drone voar sozinho no meio das árvores, sem perdermos a comunicação com ele, precisávamos obter um mapa de qualidade, extremamente preciso”, conta Guilherme, que faz doutorado no ICMC e é orientado pela professora Roseli Romero. O pesquisador desenvolveu o trabalho durante intercâmbio nos Estados Unidos e recebe financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). Guilherme conta que o algoritmo desenvolvido para controlar o drone permite um mapeamento mais preciso e com informações mais detalhadas sobre a floresta, além de voos menos suscetíveis a interferências em comparação com outros modelos encontrados na literatura da área. Os cientistas criaram uma empresa nos Estados Unidos para oferecer alguns serviços de mapeamento com o drone para a iniciativa privada. Segundo Guilherme, há interesse em trazer a tecnologia para Brasil, mas antes o sistema de controle do Vant precisaria passar por algumas adaptações, afinal, existem diferentes tipos de florestas no país, com obstáculos distintos, que podem dificultar as missões com o veículo aéreo. A estimativa de custo para cada drone autônomo como esse é de R$ 60 mil. “O valor não é alto se comparado ao retorno que ele pode trazer para a população em geral, com a preservação das florestas e do meio ambiente”, finaliza Roseli.

17 de agosto, 2020
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BIODIVERSIDADE
Brasil apresenta diagnóstico preliminar

Os resultados do primeiro diagnóstico brasileiro de biodiversidade e serviços ecossistêmicos, elaborado pela Plataforma Brasileira de Biodiversidade e Serviços Ecossistêmicos (BPBES, na sigla em inglês) foram apresentados durante a 70ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC) em Maceió, na Universidade Federal de Alagoas (Ufal). “O sumário ainda não está em sua versão definitiva e foi apresentado com o objetivo de debatermos as conclusões com a comunidade científica para incorporar críticas e sugestões que eventualmente possam ser feitas”, disse Carlos Joly, professor da Unicamp e membro da coordenação da BPBES e do Programa Biota-Fapesp. De acordo com o professor Joly, a versão preliminar do sumário representa a última etapa do trabalho de elaboração do diagnóstico até um documento definitivo, previsto para outubro de 2018. A versão preliminar foi apresentada em grupos focais com representantes de órgãos governamentais, empresas, organizações públicas e jornalistas. “Estamos elaborando o diagnóstico brasileiro de biodiversidade e serviços ecossistêmicos em diálogo com a sociedade”, afirmou Joly. Para elabração do estudo foi criado um Grupo de Trabalho pela SBPC, com apoio do Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC), da Academia Brasileira de Ciências (ABC), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), do Programa Biota-Fapesp e da Fundação Brasileira para o Desenvolvimento Sustentável (FBDS), entre outras entidades. O GT reúne 36 pesquisadores de diferentes áreas, vinculados a universidades de diversos estados, e mais 14 autores convidados. “O relatório do diagnóstico brasileiro terá cinco capítulos e seguirá a mesma estrutura do diagnóstico regional sobre biodiversidade e serviços ecossistêmicos nas Américas do IPBES [Plataforma Intergovernamental sobre Biodiversidade e Serviços Ecossistêmicos] apresentado em março deste ano”, disse Joly. A ideia de um diagnóstico brasileiro de biodiversidade surgiu a partir do trabalho realizado do IBPES, contou Joly. Durante a reunião dos autores do relatório regional das Américas se constatou que havia um grupo de 25 pesquisadores brasileiros participantes do trabalho. “Pensamos se não era o caso de também fazermos um diagnóstico brasileiro, uma vez que as informações sobre a biodiversidade brasileira estão divididas em órgãos como os ministérios do Meio Ambiente, de Ciência, Tecnologia, Comunicações e Inovações, da Agricultura e das Relações Exteriores”, disse Joly. O pesquisador conclui que o objetivo era unir dados, sintetizá-las e chegar a conclusões para determinar caminhos e decisões sobre medidas de conservação e uso sustentável da biodiversidade e dos serviços ecossistêmicos.

7 de agosto, 2018
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AMAZÔNIA
Pesquisadores querem monitorar espécies

Durante 15 dias pesquisadores e engenheiros brasileiros e australianos coletaram dois Terabytes de imagens gravadas na floresta amazônica. A ação integra o projeto Providence, que propõe método inovador de monitoramento dos animais no bioma a partir da identificação de espécies por imagem e som e transmissão remota de dados. O projeto é liderado pelo Instituto Mamirauá e é executado em parceria com organizações internacionais. Os pesquisadores percorreram a Reserva de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá, na Amazônia, para testar novas tecnologias para monitoramento da fauna. Uma rede de sensores com microfones e câmeras será instalada sob a copa das árvores para coletar informações sobre o comportamento das espécies no interior da floresta de forma contínua, reduzindo a presença humana e os custos das expedições de campo. Os dados serão transmitidos em tempo real para os pesquisadores. "O equipamento pode ‘ver' o calor dos animais em condições de escuridão extrema. Além disso, tem um alcance muito maior que as armadilhas fotográficas geralmente usadas", diz o pesquisador Ash Tews, responsável pela tecnologia. "A ideia é unir esses métodos para aumentar a eficiência do equipamento na identificação de espécies." As transmissões de curtas (até 5 quilômetros) e grandes distâncias (10 quilômetros) foram bem-sucedidas", explica o engenheiro Ross Dungavell, da Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), parceira do Instituto Mamirauá no projeto. Composto por três fases, o projeto é coordenado pelo Instituto Mamirauá, unidade de pesquisa do Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC), e executado em parceria com o CSIRO, Universidade Federal do Amazonas (Ufam), The Sense of Silence Foundation e Laboratório de Aplicações Bioacústicas da Universidade Politécnica da Catalunha (UPC). De volta à Austrália, a equipe do CSIRO segue em parceria com o Instituto Mamirauá no desenvolvimento das tecnologias. Os novos testes serão realizados em seis meses, novamente na Reserva Mamirauá. "Esta é apenas a primeira fase do Providence. Ainda há muito trabalho pela frente, mas os avanços que tivemos com os testes foram bastante significativos", diz Emiliano.

22 de maio, 2017
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AMAZÔNIA
Sensores vão coletar dados sobre espécies

Unidade de pesquisa do Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC), o Instituto Mamirauá irá coordenar o projeto Providence em três fases. O trabalho conta com a parceria da Universidade Federal do Amazonas (Ufam), Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), The Sense of Silence Foundation e Laboratório de Aplicações Bioacústicas da Universidade Politécnica da Catalunha (UPC). Serão instalados sensores com microfones e câmeras sob a copa das árvores para coletar informações sobre o comportamento das espécies no interior da floresta amazônica de forma contínua. Imagens e sons serão enviados em tempo real para pesquisadores do Instituto Mamirauá. Até março de 2018, dez sensores serão instalados em diferentes pontos da Reserva de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá, na interior da Amazônia. Na primeira fase do projeto, iniciada em outubro de 2016 e com duração de 18 meses, os pesquisadores vão avaliar se a rede de sensores terá capacidade de captar sons e imagens de animais a partir de amostras. Para isso, foram escolhidas dez espécies, entre elas, onça-pintada, macaco-guariba e boto-cor-de-rosa. A escolha desses animais foi feita por causa dos sons característicos, abundância na região e carisma. Para executar essa tarefa, o projeto conta com U$S 1,4 milhão da Fundação Gordon and Betty Moore. Segundo o pesquisador Emiliano Ramalho, que coordena o grupo de monitoramento do Instituto Mamirauá, os dados são essenciais para as estratégias de conservação de espécies e criação e gestão de unidades de conservação. "Uma das principais preocupações dos cientistas em todo o mundo é a biodiversidade e a extinção das espécies. Ter uma avaliação precisa da biodiversidade de uma área como a Amazônia é essencial, porque, só assim, podemos ter ideia do impacto das atividades humanas nesse ambiente natural. “No futuro, as informações captadas serão enviadas para uma plataforma online e também serão disponibilizadas à comunidade. A intenção é que a população aprenda sobre as espécies e participe do monitoramento. Ao final do projeto, a expectativa é ter mil aparelhos espalhados pela floresta", revelou. Entre os parceiros no projeto, a Universidade Federal do Amazonas possui experiência em engenharia de sistemas, desenvolvimento de software e redes de sensores. Já a organização The Sense of Silence Foundation é uma instituição pública dedicada ao ensino superior e à pesquisa especializada em engenharia e tecnologia, enquanto a CSIRO é uma instituição australiana que participa do projeto com o Autonomous Systems Lab, que desenvolve pesquisa em robótica, redes de sensores e sistemas autônomos.

7 de março, 2017