Ajuste do modelo de Schumacher e Hall e aplicação de redes neurais artificiais para estimar volume de árvores de eucalipto

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar o ajuste do modelo volumétrico de Schumacher e Hall por diferentes algoritmos, bem como a aplicação de redes neurais artificiais para estimação do volume de madeira de eucalipto em função do diâmetro a 1,30 m do solo (DAP), da altura total (Ht) e do clone. Foram utilizadas 21 cubagens de povoamentos de clones de eucalipto com DAP variando de 4,5 a 28,3 cm e altura total de 6,6 a 33,8 m, num total de 862 árvores. O modelo volumétrico de Schumacher e Hall foi ajustado nas formas linear e não linear, com os seguintes algoritmos: Gauss-Newton, Quasi-Newton, Levenberg-Marquardt, Simplex, Hooke-Jeeves Pattern, Rosenbrock Pattern, Simplex, Hooke-Jeeves e Rosenbrock, utilizado simultaneamente com o método Quasi-Newton e com o princípio da Máxima Verossimilhança. Diferentes arquiteturas e modelos (Multilayer Perceptron MLP e Radial Basis Function RBF) de redes neurais artificiais foram testados, sendo selecionadas as redes que melhor representaram os dados. As estimativas dos volumes foram avaliadas por gráficos de volume estimado em função do volume observado e pelo teste estatístico L&O. Assim, conclui-se que o ajuste do modelo de Schumacher e Hall pode ser usado na sua forma linear, com boa representatividade e sem apresentar tendenciosidade; os algoritmos Gauss-Newton, Quasi-Newton e Levenberg-Marquardt mostraram-se eficientes para o ajuste do modelo volumétrico de Schumacher e Hall, e as redes neurais artificiais apresentaram boa adequação ao problema, sendo elas altamente recomendadas para realizar prognose da produção de florestas plantadas.

Estimação do volume de árvores utilizando redes neurais artificiais

Rede neural artificial consiste em um conjunto de unidades que contêm funções matemáticas, unidas por pesos. As redes são capazes de aprender, mediante modificação dos pesos sinápticos, e generalizar o aprendizado para outros arquivos desconhecidos. O projeto de redes neurais é composto por três etapas: pré-processamento, processamento e, por fim, pós-processamento dos dados. Um dos problemas clássicos que podem ser abordados por redes é a aproximação de funções. Nesse grupo, pode-se incluir a estimação do volume de árvores. Foram utilizados quatro arquiteturas diferentes, cinco pré-processamentos e duas funções de ativação. As redes que se apresentaram estatisticamente iguais aos dados observados também foram analisadas quanto ao resíduo e à distribuição dos volumes e comparadas com a estimação de volume pelo modelo de Schumacher e Hall. As redes neurais formadas por neurônios, cuja função de ativação era exponencial, apresentaram estimativas estatisticamente iguais aos dados observados. As redes treinadas com os dados normalizados pelo método da interpolação linear e equalizados tiveram melhor desempenho na estimação.

Aplicação de redes neurais artificiais para estimação da altura de povoamentos equiâneos de eucalipto

Este trabalho teve como objetivos aumentar a precisão das estimativas de altura de árvores e diminuir a necessidade de aferição da altura em campo, levando à redução dos custos no inventário florestal através da construção e validação de um modelo de estimação da altura de árvores em povoamentos de eucalipto com a utilização de redes neurais artificiais. Os dados utilizados consistiram em três clones, compreendendo cerca de 3.000 árvores em 145 parcelas permanentes com área média de 215 m², mensuradas em seis ocasiões (idades). As variáveis utilizadas para estimar a altura total das árvores dividiram-se em quantitativas: idade (meses), diâmetro com casca a 1,30 m de altura a partir da superfície do solo (dap) e altura dominante média da parcela; e qualitativa: tipo de solo com as respectivas classes. Para validação e aplicação da metodologia proposta, foram consideradas duas situações: (a) quando há a introdução de um novo material genético e não existem informações sobre a relação hipsométrica deste; (b) quando já se conhece a tendência de crescimento em altura dos povoamentos implantados, obtida pela existência de medições em parcelas de IFC. Com as metodologias testadas, obtiveram-se valores de coeficiente de correlação superiores a 0,99. As metodologias mostraram-se eficientes para alcançar os objetivos propostos, garantindo alta precisão das estimativas obtidas através das redes neurais artificiais.

Redes neurais artificiais para estimação do volume de árvores

Objetivou-se propor neste estudo uma metodologia com a utilização de Redes Neurais Artificiais (RNA), para redução do número de árvores a serem cubadas durante o processo de geração de equações volumétricas. Os dados utilizados neste estudo foram provenientes de cubagens de 2.700 árvores de povoamentos clonais de eucalipto localizados no Sul da Bahia. O treinamento das RNA foi feito visando à obtenção de redes para a estimação do volume com e sem casca. Como variáveis de entrada, utilizaram-se o diâmetro à altura do peito - 1,30 m (dap), a altura e os diâmetros nas posições de 0,0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; e 4,0 m do solo e os volumes obtidos até 2 e 4 m. A precisão do método foi feita com a aplicação do teste L&O. Avaliaram-se também a dispersão dos erros percentuais, o histograma de frequência dos erros percentuais e a raiz do erro quadrático médio (RMSE). A metodologia proposta neste estudo mostrou-se eficiente para a estimação do volume de árvores, sendo indicada para a obtenção do volume total com e sem casca de povoamentos de eucalipto, possibilitando a redução dos custos para a construção de equações volumétricas.

Influência da arquitetura na estimativa de volume de árvores individuais por meio de redes neurais artificiais

As redes neurais supervisionadas são compostas por unidades de processamento organizadas de forma paralela, em que cada uma delas computa determinadas funções matemáticas. As unidades são organizadas em camadas e ligadas por pesos sinápticos que ponderam as entradas, buscando ajustá-los a um padrão de saída previamente estabelecido. É fundamental a correta definição do número de camadas e da quantidade de neurônios em cada uma delas, uma vez que o treinamento é influenciado diretamente por esses parâmetros. Para explorar esse ponto, dados de cubagem de cinco empresas diferentes foram reunidos em uma planilha e, de forma aleatória, divididos em conjunto de treinamento e conjunto de validação. Os dados foram apresentados para três redes com arquiteturas diferentes. A avaliação foi feita por meio de gráficos de resíduos e teste t (p< = 0,05). Com base nos resultados, foi possível concluir que, para obter estimativas de volume por árvore, a rede neural deve ser construída com mais de 10 neurônios na primeira camada, sendo recomendado o uso de mais de uma camada intermediária.

Utilização de redes neurais artificiais para a projeção da distribuição diamétrica de povoamento equiâneos

Objetivou-se neste estudo desenvolver e avaliar a aplicação de redes neurais artificiais para a projeção de parâmetros da distribuição Weibull. Utilizaram-se dados de parcelas permanentes de eucaliptos, mensuradas em oito ocasiões. Ajustou-se a função Weibull com dois parâmetros para todas as parcelas e ocasiões, pelo método da máxima verossimilhança. A projeção da distribuição diamétrica foi feita através de redes neurais artificiais. Comparou-se o método proposto com o método tradicionalmente utilizado na modelagem da distribuição diamétrica. Os modelos utilizando RNA apresentaram melhorias na dispersão gráfica dos resíduos, bem como das estatísticas avaliadas. O método proposto mostrou-se superior ao método comumente usado.

Uso de redes neurais artificiais na identificação de vocalização de suínos

O bem-estar dos animais tem sido importante tópico de pesquisa na produção animal, principalmente no tocante às formas de sua avaliação. Na avaliação do bem-estar animal, a vocalização mostra-se como ferramenta interessante, por fornecer dados de forma não-invasiva, podendo também ser facilmente automatizada. O presente trabalho teve o objetivo de implementar algoritmo baseado em redes neurais artificiais, capaz de reconhecer vocalizações relacionadas com padrões indicativos de bem-estar. A pesquisa teve duas partes, sendo a primeira o desenvolvimento do algoritmo, e a segunda, sua validação com dados de campo. Registros prévios permitiram o desenvolvimento do algoritmo, a partir de comportamentos observados em porcas alojadas em gaiolas de maternidade. O software Matlab® foi utilizado na implementação da rede. Foi selecionado um algoritmo de gradiente de retropropagação para treinar a rede com os seguintes critérios de parada: máximo de 5.000 iterações ou soma quadrática do erro menor que 0,1. A validação deu-se com porcas e leitões alojados em granja comercial. Dentre os comportamentos usuais, os que mereceram destaque foram: a disputa por alimento no momento das mamadas e o eventual risco de agressão involuntária entre os leitões ou entre esses e a porca. O algoritmo foi capaz de reconhecer, por meio da intensidade do ruído, a situação inerente ao risco de redução do bem-estar dos leitões.

Reconhecimento de variedades de soja por meio do processamento de imagens digitais usando redes neurais artificiais

Neste trabalho, foi aplicado o processamento de imagens digitais auxiliado pelas Redes Neurais Artificiais (RNA) com a finalidade de identificar algumas variedades de soja por meio da forma e do tamanho das sementes. Foram analisadas as seguintes variedades: EMBRAPA 133, EMBRAPA 184, COODETEC 205, COODETEC 206, EMBRAPA 48, SYNGENTA 8350, FEPAGRO 10 e MONSOY 8000 RR, safra 2005/2006. O processamento das imagens foi constituído pelas seguintes etapas: 1) Aquisição da imagem: as amostras de cada variedade foram fotografadas por máquina fotográfica Coolpix995, Nikon, com resolução de 3.34 megapixels; 2) Pré-processamento: um filtro de anti-aliasing foi aplicado para obter tons acinzentados da imagem; 3) Segmentação: foi realizada a detecção das bordas das sementes (Método de Prewitt), dilatação dessas bordas e remoção de segmentos não-necessários para a análise. 4) Representação: cada semente foi representada na forma de matriz binária 130x130, e 5) Reconhecimento e interpretação: foi utilizada uma rede neural feedforward multicamadas, com três camadas ocultas. O treinamento da rede foi realizado pelo método backpropagation. A validação da RNA treinada mostrou que o processamento aplicado pode ser usado para a identificação das variedades consideradas.

Tensão superficial dinâmica e ângulo de contato de soluções aquosas com surfatantes em superfícies artificiais e naturais

O trabalho objetivou avaliar o efeito de surfatantes em soluções aquosas sobre a tensão superficial dinâmica e ângulo de contato das gotas em diferentes superfícies: artificiais (lâmina de vidro e de óxido de alumínio) e naturais (superfícies adaxiais de folhas de Euphorbia heterophylla, Ipomoea grandifolia e Brachiaria plantaginea). Seis formulações de surfatantes (Antideriva®; Uno®; Pronto 3®; Li-700®; Supersil® e Silwet L-77®), respectivamente nas doses recomendadas do produto comercial (0,050; 0,025; 0,100; 0,250; 0,100 e 0,100 % v v-1) e o dobro delas, foram avaliadas em soluções aquosas. A tensão superficial dinâmica e o ângulo de contato formado sobre as superfícies naturais foram medidos por tensiômetro. Os ângulos de contato formados pelas gotas nas superfícies artificiais foram obtidos por análise de imagens capturadas por uma câmera digital. Os surfatantes influenciam nas propriedades físico-químicas de soluções aquosas. As soluções contendo os surfatantes Silwet L-77® e Supersil®; nas doses de 0,100 e 0,200% v v-1; proporcionaram maiores reduções na tensão superficial dinâmica e menores ângulos de contato das gotas sobre as superfícies artificiais e naturais. Os surfatantes organossiliconados em solução aquosa foram mais eficientes na redução da tensão superficial e proporcionaram maior molhamento de superfícies natural e artificial. Em alvos naturais, essas propriedades obtidas com organossiliconados são dependentes das características de superfície das espécies vegetais.

Confecção de piloros artificiais em íleo terminal sem secção de musculatura em ratos: estudo anátomo-patológico

OBJETIVO: Estudar, experimentalmente, a diminuição do trânsito intestinal através de piloros artificiais no íleo terminal de ratos, sem secção da musculatura entérica. MÉTODO: O estudo foi realizado em 40 ratos distribuídos em dois grupos de 20 animais cada. Foram confeccionados quatro piloros no íleo terminal de cada animal, com pontos sero-musculares separados, distribuídos circunferencialmente na alça intestinal. O Grupo 1 foi morto com 15 dias e o Grupo 2, com 30 dias. Aferimos as medidas da circunferência do intestino no transoperatório e no momento da necrópsia. RESULTADOS: No Grupo 1 houve dilatação média de 3mm no nível do primeiro piloro e de 4,15mm no quarto piloro. No Grupo 2 a dilatação média foi de 7,50mm no primeiro piloro e de 5,75mm no quarto piloro. No estudo anátomo-patológico ficou evidente a formação bem definida dos piloros. CONCLUSÃO: Não é necessário remover ou seccionar a musculatura do intestino delgado, nem a secção do plexo nervoso próprio do intestino, para promover a dilatação intestinal com esse método e, como consequência, diminuir o trânsito intestinal.

Estudo morfológico do intestino de ratos após a criação cirúrgica de esfíncteres artificiais

OBJETIVO: Avaliar as alterações morfológicas ocorridas após à confecção de esfíncteres no intestino delgado de ratos. MÉTODO: Foram estudados 30 ratos, Wistar, distribuídos em três grupos de 10 animais. Grupo A, controle, foi retirado um segmento de intestino delgado de 20mm de extensão. Grupo B, foram realizados dois esfíncteres, um a 100mm e outro a 150mm da junção íleo-cecal. Grupo C, um esfíncter à 100mm da junção íleo-ceco-cólica. Entre 10º e 14º dia os animais do Grupo B e C foram re-operados para a ressecção do segmento intestinal envolvendo os esfíncteres com margem de 10mm proximal e distal. As aferições de peso foram feitas no pré-operatório das duas intervenções. O diâmetro das alças foi computado antes e depois da confecção dos esfíncteres. Nas peças ressecadas dos três grupos foram medidas as alturas das vilosidades dos segmentos pré e pós-esfíncter dos Grupos B e C, segmento intermediário do Grupo B e segmento intestinal do Grupo A. Os dados obtidos foram submetidos à análise estatística do programa SPSS. RESULTADO: O peso dos animais aumentou nos dois grupos com significância no grupo B. Aumento do diâmetro das alças e a média das alturas das vilosidades foram significante. CONCLUSÃO: A confecção dos esfíncteres leva a alterações da camada de vilos e dos diâmetros das alças, semelhantes àquelas que ocorrem na fase de adaptação intestinal após ressecções.

Influência de válvulas artificiais sobre a morfometria intestinal de ratos

OBJETIVO: Avaliar o papel de válvulas artificiais constituídas por seromiotomias circunferenciais duplas no comprimento dos vilos, no diâmetro do intestino delgado e no peso de ratos. MÉTODO: Foram utilizados 40 ratos, distribuídos em quatro grupos. Os animais do Grupo R foram submetidos à ressecção de 50% do intestino delgado, sem criação de válvulas. No Grupo RV associaram duas válvulas à ressecção intestinal. No Grupo V foram criadas duas válvulas, sem ressecção intestinal. O Grupo C forneceu a altura normal dos vilos. A eutanásia deu-se entre o décimo e o 14º dia pós-operatórios. RESULTADOS: Houve aumento no comprimento dos vilos nos grupos R, RV e V. Comparado ao Grupo R, o comprimento dos vilos nos grupos RV e V foi semelhante nos segmentos proximal e distal. No Grupo RV, os vilos do segmento proximal tiveram comprimento superior ao do distal. No Grupo V, o comprimento dos vilos do segmento proximal foi menor que do distal. A alça intestinal teve diâmetro maior que no pré-operatório no Grupo R e nos segmentos proximal à primeira válvula e distal à segunda, dos grupos RV e V. A ressecção intestinal levou à perda ponderal nos grupos R e RV, sem diferença entre os grupos. No Grupo V houve ganho de peso, significativo quando comparado aos grupos R e RV. Apesar de não impedirem a perda ponderal em animais submetidos à ressecção, as válvulas não determinaram perda superior à da ressecção isolada. CONCLUSÃO: Essas válvulas parecem influenciar positivamente a adaptação intestinal e podem ser incluídas entre as técnicas de reabilitação intestinal cirúrgica, isoladamente ou precedendo intervenções de alongamento do intestino.

Tolerância, coragem e compaixão: virtudes cardinais do cirurgião

As interações entre os seres humanos são muito complexas. A abordagem de um conflito moral utilizando apenas como referencial um código de ética é quase sempre insuficiente. A ética da responsabilidade demanda uma reflexão muito mais profunda, uma discussão sobre a essência do homem e seu papel na sociedade. A responsabilidade do cirurgião é inerente a uma profissão construída desde sua origem não somente sobre o altruísmo e a humanidade, mas também compaixão, coragem e tolerância. O estudo e a compreensão destas qualidades, assim como a transmissão destes valores aos alunos e residentes de cirurgia são fundamentais para formação humana destes indivíduos. Este ensaio se propõe a mostrar que estas virtudes essenciais estão indissoluvelmente ligadas ao trabalho que o cirurgião faz, conquanto sua responsabilidade se inicia antes do ato operatório, já na intenção de agir.

Utilização de análise multivariada e redes neurais artificiais na determinação do comportamento de colonização de populações de macrófitas aquáticas no reservatório de Santana

As análises de agrupamento e de componentes principais e as redes neurais artificiais foram utilizadas na determinação de padrões de comportamento das populações de macrófitas aquáticas que colonizaram o reservatório de Santana, Piraí-RJ, durante o ano de 2004. As análises de agrupamento dividiram o comportamento das populações durante o ano em dois grupos distintos, apresentando um padrão no primeiro semestre que difere daquele observado no segundo semestre do ano. A análise de componentes principais demonstrou que esse comportamento da comunidade (grupo de populações) é influenciado principalmente pelas espécies S. montevidensis, Heteranthera reniformis, Ludwigia sp., Rhynchospora aurea, C. iria, C. ferax e Aeschynomene denticulata no primeiro grupo e por Echinochloa polystachya, Polygonum lapathifolium, Alternanthera phyloxeroides, Pistia stratiotes, Eichhornia azurea, Brachiaria arrecta e Oxyscarium cubense no segundo grupo. As redes neurais artificiais agruparam as populações de macrófitas aquáticas em nove grupos, conforme sua densidade nos diferentes meses do ano. A aplicação da análise de componentes principais (ACP) nos valores de frequência das populações presentes nos primeiros três grupos de Kohonen permitiu discriminar três grupos de meses, cujas populações apresentaram características diferentes de colonização. A aplicação das redes neurais artificiais permitiu melhor discriminação dos meses e das espécies que compõem as comunidades correspondentes, quando utilizada a análise de componentes principais.

Avaliação do consumo de corantes artificiais por lactentes, pré-escolares e escolares

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o consumo, por 150 crianças de até 10 anos, de pó para gelatina, preparado sólido para refresco e refrigerante. Foi feita aplicação de questionário de freqüência quantitativa e qualitativa com população infantil atendida no ambulatório de pediatria do Hospital Universitário Gafrée Guinle, Rio de Janeiro. Os dados foram tratados estatisticamente pelo programa SPSS 8.0. Verificou-se que os alimentos pesquisados são ampla e freqüentemente consumidos, sendo introduzidos na dieta, em muitos dos casos, antes da criança completar 1 ano de idade. Sabe-se que os produtos estudados não são adequados nutricionalmente, pois apresentam, além dos corantes, outros aditivos alimentares e não contêm nenhum nutriente importante para o funcionamento do organismo. Em relação aos corantes presentes nos produtos mencionados pela população estudada, constatou-se que os mais informados na rotulagem destes produtos, no item ingredientes, são amarelo crepúsculo, tartrazina e amaranto. Estimando que o teor dos corantes nos alimentos analisados esteja no limite máximo permitido pela legislação, observou-se que a grande maioria das crianças avaliadas pode estar excedendo a ingestão diária aceitável para o corante amaranto e que cerca de 20% da população pode estar excedendo o consumo recomendado para o amarelo crepúsculo. É importante que os valores máximos permitidos de corantes em alimentos, no Brasil, sejam adequados às recomendações realizadas pelo órgão internacional que avalia a segurança dos aditivos, e que ações educativas sejam realizadas.