Pesquisadores do IFSC ficam em primeiro lugar em desafio francês promovido pela Sociedade Francesa de Botânica, relacionado à análise e reconhecimento de padrões, mais especificamente na categoria “identificação de plantas”. A idéia é aplicar o princípio em um levantamento da flora brasileira
O Imageclef é um evento internacional, criado em 2003, que lança desafios anualmente para a comunidade mundial envolvida com a área de reconhecimento de padrões. Normalmente, dois tipos de desafios são lançados a cada edição: uma é relacionada ao problema de identificação de imagens médicas, ou seja, localização de tumores ou análise de patologias, por exemplo, e outra relacionada a imagens em geral. Tente imaginar como seria se o Google conseguisse fazer buscas de imagens a partir de outras imagens. Por exemplo, você insere a foto de um carro e o Google te retorna imagens de carros muito similares. Não seria ótimo? Bom, este sistema não existe ainda, mas o trabalho dos pesquisadores do IFSC é identificar características únicas de determinados objetos de modo que, com uma fotografia, se consiga acessar suas informações – o mesmo princípio que faria funcionar um sistema de buscas.
Em 2010, uma nova categoria do desafio foi inaugurada: o reconhecimento de plantas. As plantas constituem uma dificuldade para a ciência devido à variabilidade de sua forma, muito maior do que a biologia animal, por exemplo. “Foi aí que nos veio a pergunta”, conta o professor Odemir Bruno, orientador dos doutorandos Dalcimar Casanova e João Florindo, que integraram a equipe do Imageclef 2011. “Será que podemos desenvolver um sistema computacional que reconheça todas as espécies de plantas da Europa?”, completa o docente.
O banco de dados disponibilizado pelo Imageclef na internet continha diversas fotografias de inúmeras espécies nativas da Europa. Segundo Odemir, este é um tema que seus colaboradores vêm tentando investigar há mais de dez anos: “A idéia é justamente unir Física, Matemática e Computação pra analisar biodiversidade através de imagens, talvez por este motivo tenhamos saído com vantagem”. Em uma parceria com o Instituto Agronômico de Campinas (IAC), com a Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq – USP) e a UNESP de Assis, os pesquisadores se preocuparam, principalmente, com a forma, a enervação e a textura (padrão dos pigmentos da folha) das plantas para estabelecer um banco de dados que servisse como pontos de reconhecimento na imagem para o reconhecimento da espécie. Com isso, a equipe conseguiu uma taxa de acertos de quase cinquenta por cento, muito acima das outras instituições competidoras.
No entanto, a flora europeia é muito simples quando comparada à flora brasileira, uma das mais ricas do mundo, o que tornaria menos dificultosa a proposta de um método matemático para a identificação das plantas disponíveis.
“O nosso objetivo é identificar a biodiversidade brasileira, o que é muito mais desafiador do que a biodiversidade européia”, reflete o docente. De maneira mais específica, o pensamento do pesquisador é o de que, sendo São Paulo um Estado tão devastado ecologicamente, não há, ainda, um levantamento das espécies que aqui existem. “A Mata Atlântica é desconhecida para nós no Estado, então imagine a Amazônia”, compara ele. “Estamos destruindo sem nem saber o que pode existir lá, não sabemos se pode haver uma potencial cura para o câncer, para citar um exemplo”. Por essa razão, a idéia é descobrir uma maneira de fazer um levantamento florestal rápido, além de catalogar também certas determinações fisiológicas e fenômenos evolutivos que podem ditar o melhor clima, melhor solo, melhor ambiente para o crescimento da espécie. “A modelagem matemática das plantas pode nos fazer entendê-las de maneira muito mais desenvolvida”, explica. Um exemplo disso é um projeto de pesquisa que deu origem a um sistema que verifica as deficiências nutricionais do milho, intitulado Visão Artificial do Milho: com um scanner de mão e um computador, o agricultor pode acessar todas as informações do produto que está cultivando.
O docente conta que, para se ter uma idéia de uma versão mais high tech do projeto de pesquisa, podemos pensar em um biólogo em campo, com seu celular. Ao tirar uma fotografia e enviar para um software, ou um endereço online, ele pode obter informações sobre as prováveis espécies às quais pode pertencer a folha, de maneira muito mais prática e rápida. Hoje em dia, para identificar uma espécie de planta encontrada em campo, um biólogo deve consultar um herbário, onde plantas são catalogadas secas por muitos anos – um processo que pode levar muitos dias. Neste sentido, o projeto de pesquisa é um grande facilitador e uma grande necessidade do mercado internacional, e, graças à criatividade e dedicação de uma equipe de pesquisadores, o Brasil está na frente, apresentando resultados mais significativos que centros de pesquisa de muito renome e tradição, como o Massachusetts Institute of Technology (MIT) e o Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (INRIA, França).
Contudo, Odemir afirma que o problema encontrado na Biologia é extremamente difícil e sofisticado: “Estamos trabalhando nisso há dez anos, mas é possível que daqui a mais dez anos ainda estejamos aprimorando nossa solução para esta problemática, porque atualmente nem a Matemática, nem a Física e nem a Computação têm ferramentas prontas para solucioná-la”. Por isso, a equipe usa este problema para tentar desenvolver algoritmos relacionados a estas áreas de pesquisa, ou seja, cada passo em direção à solução do problema é um passo à frente na Matemática, na Física e na Computação também. Com estas perspectivas e estes desafios, um pensamento segue guiando a equipe de pesquisadores do IFSC: será possível, um dia, fazer o levantamento de uma floresta através de um notebook?
Assessoria de Comunicação
