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Silvia Maria Fonseca Silveira Massruhá Silvia Maria Fonseca Silveira Massruhá Chefe-Geral da Embrapa Informática Agropecuária Chefe-Geral da Embrapa Informática Agropecuária Agosto 2019 Agosto 2019 Big Data como Ferramenta Estratégica no Big Data como Ferramenta Estratégica no Desenvolvimento de Aplicações para a Desenvolvimento de Aplicações para a Agropecuária. Agropecuária. A Mina de Ouro da Embrapa A Mina de Ouro da Embrapa AGROtic 2019 AGROtic 2019

Big Data como Ferramenta Estratégica no Desenvolvimento de ... · Algumas aplicações em agricultura Agricultura de Precisão Postura gerencial que considera a variabilidade espacial

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Page 1: Big Data como Ferramenta Estratégica no Desenvolvimento de ... · Algumas aplicações em agricultura Agricultura de Precisão Postura gerencial que considera a variabilidade espacial

Silvia Maria Fonseca Silveira MassruháSilvia Maria Fonseca Silveira Massruhá

Chefe-Geral da Embrapa Informática Agropecuária Chefe-Geral da Embrapa Informática Agropecuária

Agosto 2019Agosto 2019

Big Data como Ferramenta Estratégica no Big Data como Ferramenta Estratégica no Desenvolvimento de Aplicações para a Desenvolvimento de Aplicações para a

Agropecuária. Agropecuária.

A Mina de Ouro da EmbrapaA Mina de Ouro da Embrapa

AGROtic 2019 AGROtic 2019

Page 2: Big Data como Ferramenta Estratégica no Desenvolvimento de ... · Algumas aplicações em agricultura Agricultura de Precisão Postura gerencial que considera a variabilidade espacial

Revolução Digital na AgriculturaRevolução Digital na Agricultura

Page 3: Big Data como Ferramenta Estratégica no Desenvolvimento de ... · Algumas aplicações em agricultura Agricultura de Precisão Postura gerencial que considera a variabilidade espacial

Revolução Digital na AgriculturaRevolução Digital na Agricultura

Page 4: Big Data como Ferramenta Estratégica no Desenvolvimento de ... · Algumas aplicações em agricultura Agricultura de Precisão Postura gerencial que considera a variabilidade espacial

Fonte: AGTECH – Mining Report – 2018

Fonte: http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/165890/1/Pillon-Livro-rochagem.pdfFonte: Embrapa – Agropensa - 2018

O Futuro da Agricultura Brasileira: O Futuro da Agricultura Brasileira: Megatendências e o Papel da Ciência, Megatendências e o Papel da Ciência, da Tecnologia e da Inovaçãoda Tecnologia e da Inovação

Page 5: Big Data como Ferramenta Estratégica no Desenvolvimento de ... · Algumas aplicações em agricultura Agricultura de Precisão Postura gerencial que considera a variabilidade espacial

Fonte: AGTECH – Mining Report – 2018

Fonte: http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/165890/1/Pillon-Livro-rochagem.pdfFonte: Embrapa – Agropensa - 2018

O Futuro da Agricultura Brasileira: O Futuro da Agricultura Brasileira: Megatendências e o Papel da Ciência, Megatendências e o Papel da Ciência, da Tecnologia e da Inovaçãoda Tecnologia e da Inovação

ANALYTICS E IOT

> Agricultura preditiva através de inteligência artificial,machine learning e big data> Utilização de dispositivos sensoriais para controle deanimais e eficiência na produção> Plataformas que fornecem dados para realizarmelhoramento genético de animais

Page 6: Big Data como Ferramenta Estratégica no Desenvolvimento de ... · Algumas aplicações em agricultura Agricultura de Precisão Postura gerencial que considera a variabilidade espacial

NBIC: NBIC: IntegraçãoIntegração tecnologias convergentes e tecnologias convergentes e áreas de aplicação áreas de aplicação

Automação

ÁtomosGenes

Bits

Biologia Computacional

Genômica

RedeSocial

Biossimulação

Biopredição

RobóticaMonitoramento

Ambiental

Reconhecimento e Diagnóstico

Neurônios

Nano-Bio-Info-Cogno

Fonte referência: Silvia Massruhá – Embrapa Informática Agropecuária

AnalyticsData Science

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Tecnologias disruptivas na agriculturaTecnologias disruptivas na agricultura

Fonte: Aidan Connolly – dezembro 2016https://www.linkedin.com/pulse/disruptive-digital-technologies-power-transform-aidan-connolly-7k-/

Fonte: http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/165890/1/Pillon-Livro-rochagem.pdf

Page 8: Big Data como Ferramenta Estratégica no Desenvolvimento de ... · Algumas aplicações em agricultura Agricultura de Precisão Postura gerencial que considera a variabilidade espacial

O mundo na Era da Transformação DigitalO mundo na Era da Transformação Digital

Fonte: Revista Brasil + 11/2017

“A principal ruptura no mercado não é a tecnologia, mas sim o consumidor.”

Fonte: http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/165890/1/Pillon-Livro-rochagem.pdf

Page 9: Big Data como Ferramenta Estratégica no Desenvolvimento de ... · Algumas aplicações em agricultura Agricultura de Precisão Postura gerencial que considera a variabilidade espacial

Perfil do novo consumidor : Zona RuralPerfil do novo consumidor : Zona RuralNúmero de produtores

com acesso à Internet

1.790,1%

Forma de acesso à Internet

46,2%

63,77%

CGI.br (cetic.br/2018) Fonte: http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/165890/1/Pillon-Livro-rochagem.pdf

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Revolução Tecnológica na AgriculturaRevolução Tecnológica na AgriculturaAgricultura 1.0

– Mecanização - tração animal

Agricultura 2.0– Mecanização – Motor à

combustão

Agricultura 3.0– Sistemas guiados e

agricultura de precisão

Agricultura 4.0– Fazendas conectadas

Fonte: portaldoagronegocio.com.brFonte: Prof.dr.ir. Bedir Tekinerdogan - Wageningen

Fonte: Agrolink

Fonte: Agrotec

Fonte: Embrapa

Fonte: Dinheiro Rural

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Agricultura Digital (Agro 4.0): Agricultura Digital (Agro 4.0): Agricultura baseada em conteúdo digital Agricultura baseada em conteúdo digital

Source: IoT Analytics, Elsevier / FAPESP – Brazil Petróleo Virtual

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Diagnóstico: StartupsDiagnóstico: Startups

Page 13: Big Data como Ferramenta Estratégica no Desenvolvimento de ... · Algumas aplicações em agricultura Agricultura de Precisão Postura gerencial que considera a variabilidade espacial

Ecossistema de Inovação Ecossistema de Inovação

Page 14: Big Data como Ferramenta Estratégica no Desenvolvimento de ... · Algumas aplicações em agricultura Agricultura de Precisão Postura gerencial que considera a variabilidade espacial

Ecossistema da Agricultura DigitalEcossistema da Agricultura Digital

Fonte referência: Silvia Massruhá – Embrapa Informática Agropecuária

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Algumas aplicações em agricultura Algumas aplicações em agricultura ➢ Agricultura de Precisão

● Postura gerencial que considera a variabilidade espacial para maximizar o retorno econômico e minimizar o efeito ao meio ambiente.

● preciso - perfeição naquilo que se propõe; rigoroso, acurado.➢ Manejo integrado de pragas

● Integração de diferentes ferramentas de controle:● Defensivos, agentes biológicos,● variedades de plantas resistentes a pragas,● manejo, etc.

➢ Irrigação e gestão da água● Acompanhamento das necessidades das plantas, água disponível no

solo e chuvas e posterior atuação (irrigação).● Disputas por água crescem em todo o mundo.

➢ Rastreabilidade animal● monitoramento do rebanho,● virtual fencing.

➢ Smart farming● agricultura de precisão +● coleta automatizada das muitas variáveis de interesse +● integração e decisão automáticas (micro decisões).

→ Precision to Decision

Page 16: Big Data como Ferramenta Estratégica no Desenvolvimento de ... · Algumas aplicações em agricultura Agricultura de Precisão Postura gerencial que considera a variabilidade espacial

Decisão Orientada por Dados Decisão Orientada por Dados

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Perfil dos Cientistas de Dados Perfil dos Cientistas de Dados HACKER Capacidade de codificar.

Domínio de arquiteturas tecnológicas de Big Data.

CIENTISTA Tomada de decisão baseada em evidências. Improvisação. Impaciência e inclinação à ação.

CONSELHEIRO DE CONFIANÇA

Habilidades de comunicação e relacionamento. Capacidade de elaborar decisões e entender os

processos decisórios.

ANALISTA QUANTITATIVO

Análise estatística Visual Analytics. Aprendizado de Máquina. Análise de dados não estruturados (texto, vídeo, etc).

EXPERT EM NEGÓCIOS

Compreensão de como o negócio funciona e lucra. Boa noção de onde aplicar o Analytics e o Big Data.

Fonte: DAVENPORT, T. Big Data no Trabalho: derrubando mitos e descobrindo oportunidades, 2014.

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Perfil dos Cientistas de Dados Perfil dos Cientistas de Dados

Fonte: DAVENPORT, T. Big Data no Trabalho: derrubando mitos e descobrindo oportunidades, 2014.

Silvia Massruha
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A Influência dos Modelos Preditivos A Influência dos Modelos Preditivos

Databases

FONTE: SAS Institute – Diagrama de Venn relacionando modelagem estatística e aprendizado de máquina no universo de Ciência de Dados

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Analytics na EmbrapaAnalytics na Embrapa

➢Modelos agrícolas– clima,– crescimento,– produção,– irrigação,– adubação, etc.

➢Proc. de imagens➢Visão computacional➢Aprendizado de máquina➢E outras ....

Sensores + Dados-Análise + Decisão + Atuação

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Descoberta de marcadores genômicos em peixesDescoberta de marcadores genômicos em peixes

Conservação de germoplasmaDeterminar parentesco, pureza e sexo

Vírus mosaico do Trigo

Variedades resistentes ao vírus

Tambaqui Pacu Caranha

Vacina carrapato bovino

Genes em diferentes estágios de diferentes hospedeiros

Tolerância à seca em cana-de-açúcar

Genes associados à estresse hídrico

Biotecnologia e Bioinformática Biotecnologia e Bioinformática

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Fruticultura com IA e sensoresFruticultura com IA e sensores Câmeras e VANTs utilizados no

sensoriamento próximo de culturas Imagens aéreas utilizadas em

mapeamento de alta resolução Inteligência Artificial utilizada na

detecção e localização de frutos Visão estéreo empregada na

estimação de volume e peso dos frutos

Sensores para determinar alteração hídrica no caule

Aplicações Análise de variabilidade espacial Estimação de safra Monitoramento de pragas e

deficiências nutricionais Atuação e robótica Irrigação inteligente

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Smart Water Management Platform - SWAMP Smart Water Management Platform - SWAMP Uso de Internet das Coisas para desenvolvimento de métodos e técnicas para a gestão inteligente de água em irrigação de precisão.

Plataforma IoT: Uso de sensores de umidade, drones, dispositivos para irrigação a taxa variadas (VRI), e demais sensores, para monitoramento do crescimento da cultura e necessidade de irrigação

Chamada conjunto União Europeia – Brasil H2020-EUB-2017 Brasil – RNP e MCTIC

Parceiros: - Universidade Federal do ABC- Embrapa Instrumentação- Embrapa Informática Agropecuária

Pilotos: - Pivô central: Matopiba → soja- Gotejamento: Mantiqueira → Uva

(http://swamp-project.org/)

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IA para imputação e espacialização de IA para imputação e espacialização de dados de clima - ZARCdados de clima - ZARC

➢ Randon Forest Algorithm

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Redes Neurais – classificação de solos Redes Neurais – classificação de solos

Resultado: matriz de confusão➢ Treino: 20.556 amostras

➢ Teste: 5.140 amostras

➢ 13 classes de solo

➢ Precisão global: 82,78%➢ Maiores acurácias:

● Organossolo,● Latossolo, ● Argissolo

➢ Menores acurácias:● Plintossolo, ● Gleissolo, ● Cambissolo

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DIGIPATHOSDIGIPATHOS

➢ Base de dados com mais de 2 mil imagens contendo a identificação da cultura e da doença, bem como cerca de 46 mil imagens de sintomas isolados.

➢ Modelos baseados em processamento de imagens e inteligência artificial para identificação de sintomas de doenças para as culturas do algodão, café, cajueiro, cana-de-açúcar, citros, coqueiro, couve, feijão, mandioca, maracujá, milho, soja, trigo e videira.

➢ Protótipo de aplicativo móvel para identificação de pragas e doenças do café.

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Detecção de Contaminantes em TrigoDetecção de Contaminantes em Trigo

Giberela Deoxinivalenol Brotamento

Detecção é feita usando imagens hiperespectrais e análise espectral

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Detecção e Contagem de Carrapatos em GadoDetecção e Contagem de Carrapatos em Gado

Detecção é realizada usando imagens térmicas e visão computacional

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Pecuária do Futuro - Planejamento de Pastagem e Manejo de Pecuária do Futuro - Planejamento de Pastagem e Manejo de Alimentos Alimentos

Imagens de sensores – Drones e Satélites

Simuladores e Integração de Dados e Algoritmos

Dados Externos

Planejamento da produtividade de pastagem e sistema de gestão

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O futuro de analytics O futuro de analytics ➢ Aplicações baseadas em

Analytics – mais amigáveis: incorporadas em fluxos de trabalho e processos estabelecidos.

➢ Modelos com foco em negócios: podem ser implementados rapidamente (ex: logística, gerenciamento de riscos, preços, previsão de produtividade de culturas).

➢ Democratização do uso de analytics: disponibilidade de analytics nas mãos de uma ampla classe de usuários não-especialistas.

➢ Novas tecnologias, com facilidade de adoção: apontam para o próximo horizonte de análise de dados

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Agro 4.0: IoT Embrapa – Ambiente RuralAgro 4.0: IoT Embrapa – Ambiente Rural

Edital BNDEs Pilotos de IoT

Localização dos casos de uso

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Solução Integradora – Plataforma IoTSolução Integradora – Plataforma IoT

Precision to DecisionPrecision to Decision

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Programa de Aceleração de Startups em Soluções Programa de Aceleração de Startups em Soluções Digitais para o AgronegócioDigitais para o Agronegócio

http://venturehub.se/techstartad/

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Agrohub de Inovação em SP Agrohub de Inovação em SP

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Palestras:

➢ Situação da Iot no Agronegócio Brasileiro Hoje - Paulo Hermann - John Deere

➢ Uso da Iot hoj - Ricardo Inamasu – Embrapa Instrumentação

➢ Futuro da Iot no Brasil - Moacyr Martucci Jr. - POLI/USP

➢ Certificação de equipamentos – Master Certifications

➢ Academia e Mercado para IoT no Agronegócio

➢ Conectividade no Campo (produtores e técnicos)

Painéis:

➢ Trilha principal: 69 artigos técnico-científicos ➢ Trilha IC: 9 artigos completos ➢ Trilha pôster: 22 resumos de tecnologias ou

resultados intermediários

Submissões:

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Grata pela atençãoGrata pela atenção

www.embrapa.br/informatica-agropecuaria

[email protected]