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Inteligência artificial ajuda criadores brasileiros a selecionar características desejadas de peixes nativos
Se você olhar uma rede cheia de pacus (Piaractus mesopotamicus), não conseguirá distinguir a olho nu quais indivíduos terão descendentes com maior rendimento de filé ou ganho de peso mais rápido.
Por André Julião, FAPESP - 15/12/2022


Software desenvolvido por brasileiros mede pacus automaticamente usando inteligência artificial. Amostras com corpo redondo (topo) e corpo elíptico. À direita, peças selecionadas pelo programa via aprendizado de máquina. Crédito: Diogo Hashimoto/UNESP

Se você olhar uma rede cheia de pacus (Piaractus mesopotamicus), não conseguirá distinguir a olho nu quais indivíduos terão descendentes com maior rendimento de filé ou ganho de peso mais rápido.

Seu crescimento pode ser monitorado com uma fita métrica e podem ser pesados ??em uma balança. Os dados podem ser tabulados e comparados. Mas para criar uma população inteira com as características certas, cerca de 2.000 peixes por geração devem ser medidos e pesados, e a tarefa pode levar dias.

No Brasil, pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp) resolveram esse problema desenvolvendo um software que usa inteligência artificial para fazer medições precisas em tempo real. Os resultados são publicados na revista Aquaculture .

O grupo de pesquisa trabalha há algum tempo no melhoramento genético dessa espécie nativa para aumentar a produtividade e diminuir os custos de produção.

"Quando você mede o peixe manualmente, você obtém menos dados, porque você o estressa e pode transmitir doenças que levam a surtos, sem contar o valioso tempo gasto. Automatizamos o processo, treinando a máquina com fotos de pacus e etiquetando cabeça, corpo , cintura pélvica e nadadeiras. Agora temos um aparelho portátil que pode ser levado a campo para fazer isso rapidamente e classificar os melhores animais", disse Diogo Hashimoto, último autor do artigo e professor do Centro de Aquicultura da Unesp em Jaboticabal.

Os pesquisadores usaram o aprendizado profundo , um dos mais recentes tipos de aprendizado de máquina, que produz resultados muito mais rapidamente, entre outras vantagens. O uso da inovação foi comandado por José Remo Ferreira Brega, professor do Departamento de Computação da Faculdade de Ciências de Bauru da Unesp e penúltimo autor do artigo.

No estudo mais recente, os pesquisadores se propuseram a distinguir o pacus de corpo redondo do oval. A espécie tem um corpo redondo na natureza, e acredita-se que essa característica influencie as decisões de compra dos consumidores. Os piscicultores o obtêm selecionando indivíduos com a relação altura x largura ideal para obter maiores rendimentos em lombo e costela, cortes preferidos pelos consumidores de peixes nativos como pacu e tambaqui.

Outras medidas, como tamanho da pelve ou relação cabeça-corpo, podem ser utilizadas como indicadores de rendimento de filé, taxa de crescimento e ganho de peso, por exemplo.

Melhoramento genético

Os criadores utilizam a seleção de fenótipos para melhoramento genético em todo o setor agropecuário brasileiro, que é líder mundial na produção de proteína animal a partir de frangos, bovinos de corte e suínos. Na piscicultura , porém, esse tipo de tecnologia está disponível apenas para salmão e tilápia, espécies exóticas e produzidas em massa no mundo todo, com a maioria das inovações vindas do exterior.

Embora a cadeia produtiva da tilápia no Brasil inclua pesquisa e desenvolvimento, o melhoramento das espécies nativas é incipiente. O software criado pelos pesquisadores para o pacu, porém, se mostrou mais resistente do que a tecnologia de seleção de fenótipos disponível para outras espécies, como a tilápia.

“Nosso programa consegue reconhecer e medir as diferentes partes do pacu mesmo na lateral do tanque, com poluição visual do fundo e condições de luz variáveis. Os sistemas desenvolvidos para a tilápia usam luz controlada e fundo padronizado”, disse Hashimoto.

A sistematização dos fenótipos do pacu em grandes bancos de dados permitirá aos criadores selecionar animais com maior precisão, percebendo o potencial de melhoria possibilitado por outro estudo realizado pelo grupo de Jaboticabal e publicado em 2021 . Neste artigo, eles descrevem polimorfismos de nucleotídeos simples (SNPs) para pacu e tambaqui (Colossoma macropomum). Essas mutações do código genético podem ser utilizadas no mapeamento genômico das características consideradas desejáveis, acelerando a seleção e o melhoramento.

O método convencional utilizado para medir o rendimento de filé ou lombo, por exemplo, consiste na eutanásia do animal e na pesagem de suas partes. Como resultado, o indivíduo se perde, deixando apenas seus irmãos, que são geneticamente semelhantes, mas não necessariamente possuem as características necessárias .

“A vantagem de integrar nosso software com dados genômicos é que podemos coletar as informações necessárias e manter o animal de interesse vivo para uso como reprodutor durante o processo de seleção”, disse Hashimoto.


Mais informações: Milena V. Freitas et al, Fenotipagem de alto rendimento por aprendizado profundo para incluir a forma corporal no programa de reprodução do pacu (Piaractus mesopotamicus), Aquicultura (2022). DOI: 10.1016/j.aquaculture.2022.738847 

 

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