{"id":56918,"date":"2014-07-07T13:52:14","date_gmt":"2014-07-07T16:52:14","guid":{"rendered":"http:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/?p=56918"},"modified":"2014-07-07T13:52:14","modified_gmt":"2014-07-07T16:52:14","slug":"sensor-identifica-insetos-pela-frequencia-do-batimento-das-asas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/2014\/sensor-identifica-insetos-pela-frequencia-do-batimento-das-asas\/56918","title":{"rendered":"Sensor identifica insetos pela frequ\u00eancia do batimento das asas"},"content":{"rendered":"

Por Elton Alisson Ag\u00eancia FAPESP \u2013 Os servi\u00e7os de vigil\u00e2ncia \u00e0 sa\u00fade de pa\u00edses como o Brasil poder\u00e3o contar em alguns anos com uma tecnologia para identificar focos de mosquitos transmissores de doen\u00e7as como a dengue<\/strong><\/em>, a mal\u00e1ria e a febre amarela, de forma mais r\u00e1pida, barata e precisa. Um grupo de pesquisadores do Laborat\u00f3rio de Intelig\u00eancia Computacional do Instituto de Ci\u00eancias Matem\u00e1ticas e de Computa\u00e7\u00e3o (ICMC) da Universidade de S\u00e3o Paulo (USP), campus de S\u00e3o Carlos, desenvolveu \u2013 em parceria com colegas do Bourns College of Engineering da University of California Riverside (UCR) e da filial norte-americana da empresa brasileira Isca Tecnologias \u2013 um sensor capaz de identificar e quantificar automaticamente diferentes esp\u00e9cies de insetos voadores causadores de doen\u00e7as ou pragas agr\u00edcolas.<\/p>\n

Resultado de um projeto realizado com apoio da FAPESP, da Funda\u00e7\u00e3o Bill & Melinda Gates e da Vodafone Americas Foundation, o sensor foi descrito em um artigo publicado na edi\u00e7\u00e3o de junho do Journal of Insect Behavior.<\/p>\n

\u201cO sensor permite monitorar popula\u00e7\u00f5es de insetos nocivos \u00e0 sa\u00fade humana ou que causam danos \u00e0 agricultura e ao meio ambiente de uma forma muito mais r\u00e1pida, precisa e inteligente\u201d, disse Gustavo Enrique de Almeida Prado Alves Batista, professor do ICMC e coordenador do projeto, \u00e0 Ag\u00eancia FAPESP.<\/p>\n

\u201cEm vez de pulverizar inseticida sobre toda uma regi\u00e3o onde se estima que uma determinada esp\u00e9cie de inseto voador nocivo \u00e0 sa\u00fade ou \u00e0s lavouras esteja presente, \u00e9 poss\u00edvel aplic\u00e1-lo somente nas \u00e1reas identificadas como focos do inseto pelo sensor\u201d, avaliou.<\/p>\n

O aparelho come\u00e7ou a ser desenvolvido em 2010, quando Batista iniciou o p\u00f3s-doutorado na UCR, com Bolsa da FAPESP, e uma colabora\u00e7\u00e3o com o grupo de Eamonn John Keogh, professor de Ci\u00eancia da Computa\u00e7\u00e3o da universidade norte-americana, e com Agenor Mafra-Neto, pesquisador principal da Isca Tecnologias.<\/p>\n

Na \u00e9poca, Keogh estava interessado em desenvolver um sistema de classifica\u00e7\u00e3o autom\u00e1tica de insetos baseado em t\u00e9cnicas de reconhecimento de voz e aprendizado de m\u00e1quina \u2013 \u00e1rea da intelig\u00eancia artificial voltada ao desenvolvimento de algoritmos (sequ\u00eancias de comandos) e t\u00e9cnicas que permitem ao computador aperfei\u00e7oar seu desempenho na execu\u00e7\u00e3o de tarefas.<\/p>\n

A solu\u00e7\u00e3o desenvolvida por Batista em parceria com o grupo de Keogh foi um sensor a laser baseado na an\u00e1lise da frequ\u00eancia sonora do batimento de asas de insetos durante o voo.<\/p>\n

\u201cOs insetos voadores batem as asas em velocidades diferentes, de acordo com seu tamanho e outras caracter\u00edsticas morfol\u00f3gicas, e em frequ\u00eancias sonoras que variam tipicamente entre 100 e 1.500 Hertz\u201d, explicou Batista.<\/p>\n

\u201cNossa ideia foi desenvolver um sistema que identificasse a frequ\u00eancia sonora em que diferentes insetos voadores batem as asas, al\u00e9m de outros dados, para classific\u00e1-los\u201d, disse.<\/p>\n

Funcionamento do sensor<\/p>\n

O sensor desenvolvido pelos pesquisadores \u00e9 composto por um feixe de laser de baixa pot\u00eancia direcionado para uma matriz com uma s\u00e9rie de fototransistores \u2013 como uma ponteira a laser apontada para uma parede.<\/p>\n

Ao voar entre o feixe de laser e a matriz com fototransistores, as asas de um inseto voador bloqueiam parcialmente e causam pequenas varia\u00e7\u00f5es na luz.<\/p>\n

As oscila\u00e7\u00f5es na luz provocadas pelas asas do inseto voador s\u00e3o capturadas pela fototransistor matriz como sinais similares aos de \u00e1udio \u2013 como os capturados por um microfone convencional, com a diferen\u00e7a de que n\u00e3o s\u00e3o origin\u00e1rios de varia\u00e7\u00e3o nas ondas sonoras, mas da varia\u00e7\u00e3o da luz.<\/p>\n

Os sinais extra\u00eddos pelo sensor s\u00e3o filtrados e amplificados por meio de uma placa de circuitos eletr\u00f4nicos. Com um gravador de som digital conectado \u00e0 sa\u00edda da placa \u00e9 poss\u00edvel registrar os sinais em arquivos de \u00e1udio e transferi-los para um computador a fim de analis\u00e1-los<\/p>\n

\u201cCada esp\u00e9cie de inseto voador produz um sinal ligeiramente diferente da outra. Isso possibilita comparar computacionalmente os sinais de cada uma das diferentes esp\u00e9cies\u201d, disse Batista.<\/p>\n

Os dados para calibra\u00e7\u00e3o e classifica\u00e7\u00e3o de esp\u00e9cies pelo sensor foram coletados por meio da coloca\u00e7\u00e3o dos insetos em caixas de acr\u00edlico contendo sensores acoplados e com luminosidade, temperatura e umidade controladas.<\/p>\n

Cada uma das caixas com o sensor recebeu dezenas de insetos voadores pr\u00e9-classificados como pertencentes a uma \u00fanica esp\u00e9cie. Entre elas os mosquitos Aedes aegypti (transmissor da dengue e da febre amarela), Anopheles gambiae (vetor da mal\u00e1ria), Culex quinquefasciatus (vetor da filariose linf\u00e1tica) e Culex tarsalis (vetor da encefalite de Saint Louis e da encefalite equina ocidental), al\u00e9m das esp\u00e9cies de mosca Drosophila melanogaster (conhecida popularmente como mosca da banana), a Musca domestica, a Psychodidae d\u00edpteros (conhecido como mosca do banheiro), o escaravelho Cotinis mutabilis e a abelha Apis mellifera.<\/p>\n

Ap\u00f3s 15 dias de coletas de dados, os pesquisadores registraram os sinais gerados pela simples passagem dos insetos pelo feixe de laser do sensor dentro das caixas acr\u00edlicas, descartando qualquer ru\u00eddo de fundo. Os sinais obtidos pelos sensores nas diferentes caixas com insetos foram gravados misturados em um \u00fanico arquivo.<\/p>\n

Ao submeter o arquivo de \u00e1udio para an\u00e1lise de um software com um algoritmo de classifica\u00e7\u00e3o, tamb\u00e9m desenvolvido pelos pesquisadores, o sistema computacional foi capaz de diferenciar e identificar as esp\u00e9cies de insetos com uma porcentagem de acerto que variou entre 98% e 99%.<\/p>\n

\u201cAtualmente s\u00f3 estamos explorando a frequ\u00eancia de batimento de asas e outros atributos intr\u00ednsecos ao sinal no sensor\u201d, disse Batista. \u201cH\u00e1 outras vari\u00e1veis que podem ser adicionadas para melhorar ainda mais a taxa de sucesso do sensor na identifica\u00e7\u00e3o de esp\u00e9cies de insetos.\u201d<\/p>\n

Entre essas vari\u00e1veis est\u00e3o o momento durante o dia em que os insetos voam, al\u00e9m da temperatura, press\u00e3o e umidade do ar ambiente \u2013 os tr\u00eas fatores meteorol\u00f3gicos que mais afetam a atividade dos insetos.<\/p>\n

Estima-se que a eleva\u00e7\u00e3o da temperatura provoque mudan\u00e7as no metabolismo e aumento da frequ\u00eancia de batimento de asas dos insetos, contou Batista.<\/p>\n

Por meio de uma pesquisa realizada pelo doutorando Vin\u00edcius Mour\u00e3o Alves de Souza, tamb\u00e9m com Bolsa da FAPESP, os pesquisadores estudam como o sinal obtido pelo sensor varia conforme as condi\u00e7\u00f5es ambientais em que est\u00e3o os insetos. \u201cQueremos avaliar como o sensor funciona sob diferentes condi\u00e7\u00f5es de temperatura, umidade, e press\u00e3o do ar\u201d, disse Batista.<\/p>\n

J\u00e1 por meio de uma pesquisa realizada por Diego Furtado Silva, tamb\u00e9m com Bolsa da FAPESP, os pesquisadores extra\u00edram outros dados (atributos) dos sinais que podem fornecer mais informa\u00e7\u00f5es al\u00e9m da frequ\u00eancia de batimento de asas.<\/p>\n

\u201cEstamos utilizando uma s\u00e9rie de t\u00e9cnicas baseadas principalmente em reconhecimento de voz para extrair melhores atributos do que somente a frequ\u00eancia do batimento de asas\u201d, contou Batista.<\/p>\n

Armadilha inteligente<\/p>\n

O sensor a laser foi utilizado em um prot\u00f3tipo de armadilha inteligente desenvolvida pelos pesquisadores do ICMC em colabora\u00e7\u00e3o com a filial da Isca Tecnologias em Riverside.<\/p>\n

O dispositivo \u00e9 capaz de identificar insetos voadores em tempo real, por meio do sensor de laser, capturar esp\u00e9cies-alvos, como as transmissoras de doen\u00e7as ou pragas agr\u00edcolas, e permitir que outros insetos n\u00e3o-nocivos, como abelhas e outros insetos polinizadores ou fontes de alimentos para outros animais, sejam lan\u00e7ados de volta para o meio ambiente.<\/p>\n

\u201cDesde que come\u00e7amos a desenvolver o sensor j\u00e1 t\u00ednhamos a ideia de utiliz\u00e1-lo em uma aplica\u00e7\u00e3o pr\u00e1tica, como uma armadilha inteligente de insetos\u201d, disse Batista.<\/p>\n

A armadilha tem formato cil\u00edndrico e \u00e9 composta por um tubo de ABS com o sensor a laser acoplado em sua entrada e a um saco coletor em sua sa\u00edda \u2013 como um aspirador de p\u00f3.<\/p>\n

O equipamento conta com uma v\u00e1lvula na entrada que libera di\u00f3xido de carbono \u2013 subst\u00e2ncia capaz de atrair as f\u00eameas de muitas esp\u00e9cies de mosquitos.<\/p>\n

Ao voar diante da entrada da armadilha, o inseto \u00e9 sugado por um fluxo de ar gerado por uma ventoinha como a de um computador em dire\u00e7\u00e3o a uma c\u00e2mara onde est\u00e1 o sensor a laser para ser classificado.<\/p>\n

Se identificado como esp\u00e9cie n\u00e3o nociva, uma porta de sa\u00edda \u00e9 aberta e o inseto \u00e9 empurrado para fora da armadilha por meio da invers\u00e3o da dire\u00e7\u00e3o do fluxo de ar.<\/p>\n

J\u00e1 se for identificado como esp\u00e9cie nociva, o inseto \u00e9 empurrado pelo fluxo de ar para o saco coletor, onde fica retido em um papel adesivo semelhante ao utilizado nas armadilhas adesivas convencionais que n\u00e3o s\u00e3o seletivas \u2013 ou seja, capturam todas as esp\u00e9cies de insetos, inclusive as n\u00e3o nocivas.<\/p>\n

\u201cA armadilha permite identificar e quantificar com maior facilidade e precis\u00e3o a presen\u00e7a de insetos indesej\u00e1veis em uma determinada \u00e1rea\u201d, avaliou Batista.<\/p>\n

\u201cDesta forma, \u00e9 poss\u00edvel monitorar em tempo real a popula\u00e7\u00e3o de insetos nocivos em uma determinada regi\u00e3o e reportar esses dados por meio de redes sem fio para as ag\u00eancias de vigil\u00e2ncia sanit\u00e1ria\u201d, afirmou.<\/p>\n

Baixo custo<\/p>\n

Os pesquisadores estimam que o sensor tem potencial para ser amplamente utilizado em raz\u00e3o do baixo custo de produ\u00e7\u00e3o \u2013 menos de R$ 30 \u2013 e por ser alimentado por energia solar ou uma bateria.<\/p>\n

Na \u00e1rea da sa\u00fade, uma das principais aplica\u00e7\u00f5es pode estar no combate aos mosquitos do g\u00eanero Anopheles, vetores da mal\u00e1ria, e do g\u00eanero Aedes, transmissores da dengue e da febre amarela.<\/p>\n

Um das principais estrat\u00e9gias para combater a dengue, segundo Batista, \u00e9 acompanhar os casos de notifica\u00e7\u00e3o da doen\u00e7a para estimar os poss\u00edveis focos do mosquito transmissor e, posteriormente, realizar a\u00e7\u00f5es de pulveriza\u00e7\u00e3o de inseticida e conscientiza\u00e7\u00e3o da popula\u00e7\u00e3o. O problema, de acordo com ele, \u00e9 que o tempo para a notifica\u00e7\u00e3o da doen\u00e7a e a implementa\u00e7\u00e3o da campanha \u00e9 muito longo.<\/p>\n

\u201cEsse intervalo entre a notifica\u00e7\u00e3o da doen\u00e7a e o in\u00edcio da campanha de pulveriza\u00e7\u00e3o pode ser de duas a tr\u00eas semanas ou mais. Isso representa mais do que o tempo de vida de um mosquito adulto\u201d, afirmou.<\/p>\n

\u201cA vantagem do sensor que desenvolvemos \u00e9 que ele permite identificar onde o inseto est\u00e1 presente e estimar a popula\u00e7\u00e3o dele em tempo real\u201d, avaliou.<\/p>\n

O artigo \u201cFlying insect classification with inexpensive sensors\u201d (doi: 10.1007\/s10905-014-9454-4), de Batista e outros, pode ser lido por assinantes do Journal of Insect Behavior\u00a0em\u00a0<\/span>http:\/\/link.springer.com\/article\/10.1007\/s10905-014-9454-4<\/a>\u00a0<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Por Elton Alisson Ag\u00eancia FAPESP \u2013 Os servi\u00e7os de vigil\u00e2ncia \u00e0 sa\u00fade de pa\u00edses como o Brasil poder\u00e3o contar em alguns anos com uma tecnologia para identificar focos de mosquitos transmissores de doen\u00e7as como a dengue, a mal\u00e1ria e a febre amarela, de forma mais r\u00e1pida, barata e precisa. Um grupo de pesquisadores do Laborat\u00f3rio […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":40847,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[22],"tags":[],"class_list":{"0":"post-56918","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-brasil","8":"entry","9":"gs-1","10":"gs-odd","11":"gs-even","12":"gs-featured-content-entry"},"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/imagens\/dengue-combate.jpg","jetpack_sharing_enabled":true,"jetpack_likes_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/56918","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=56918"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/56918\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/media\/40847"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=56918"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=56918"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=56918"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}