A régua
122 folhas fotografadas em fundo branco. Uma especialista contornou cada folha e cada mancha. Todo o resto é medido contra essas marcações.
CETENE · Ferrugem (Cerotelium fici)
Quanto da folha a ferrugem já tomou
Fotografe uma folha com o celular e o aplicativo diz, em segundos, quanto dela a ferrugem já tomou. Nosso modelo de visão computacional, treinado com dataset privado fornecido por especialistas da área, vai te ajudar a analisar a situação da sua planta, podendo rodar num microcontrolador feito para o campo, ajudando você a tomar decisões no tempo certo.
Para instalar o aplicativo na tela inicial:
- iPhone e iPad: toque no botão de compartilhar e escolha Adicionar à Tela de Início.
- Android: abra o menu do navegador e escolha Instalar aplicativo.
- Computador: clique no ícone de instalar, à direita da barra de endereço.
- Erro médio da medição
- pontos percentuais
- Tamanho do modelo
- MB
O que fazer em cada faixa
- Baixa · menos de 10% Poucas manchas. Acompanhe na próxima vistoria.
- Moderada · 10% a 20% A ferrugem se instalou. Hora de tratar, enquanto ainda é barato.
- Alta · 20% a 30% A doença avança sobre a folha. Trate agora.
- Muito alta · 30% a 50% Mais folha doente que sadia. Acima de 50%, a planta não se recupera.
A pesquisa
O que acontece entre a foto e o número
Hoje a severidade é estimada a olho no campo, ou medida em software de laboratório, longe da planta. A pergunta desta pesquisa é outra: essa medição cabe num aparelho barato, de bolso, que vai junto com quem trabalha na lavoura?
O treino
Oito redes leves, mesmo protocolo para todas, treinadas no Neumann II, o cluster do CETENE.
A prova
Nenhuma rede foi avaliada numa foto que já tinha visto. O conjunto foi dividido em cinco partes: treino em quatro, avaliação na quinta, até cobrir as 122 folhas.
O encolhimento
O modelo do treino não cabe num microcontrolador. Quantizado, cai de 16,5 MB para 4,41 MB e perde menos de meio ponto percentual de exatidão.
A conferência
O código do aparelho foi reescrito em C++ e conferido contra o original nas 122 folhas, pixel a pixel. Quatro erros silenciosos só apareceram aí.
O campo
Um aparelho do tamanho de um celular mede sozinho: sem internet, sem servidor, sem enviar a foto.
Resultados
O que os números disseram
Cada folha foi medida por uma rede que nunca a tinha visto. O erro é a diferença entre a porcentagem da rede e a da especialista. As seis melhores combinações de rede e preparo de imagem:
| # | Rede e preparo | Erro médio (pp) | Dice | IoU | CCC |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | tinyunet_mbv2__baseline |
||||
| 2 | lraspp_mbv3s__baseline |
||||
| 3 | pdsnet_half__baseline |
||||
| 4 | tinyunet_mbv2__clahe |
||||
| 5 | pdsnet_half__clahe |
||||
| 6 | mobilevit_xxs__clahe |
Erro médio: diferença média entre a porcentagem do modelo e a da especialista, em pontos percentuais. Dice e IoU dizem se as manchas foram marcadas no lugar certo, não só na quantidade certa.
Aplicativo
Uma foto, e o número na hora
Abre no navegador do celular e pode ficar na tela de início. Você fotografa a folha, ele acha o contorno, marca as manchas por dentro e mostra a porcentagem.
- Câmera ou galeriaFotografe na hora ou escolha uma imagem do celular.
- Duas etapas, dois modelosUm separa a folha do fundo. O outro marca as manchas dentro dela. A porcentagem é a razão entre as duas áreas.
- Pronto para usarPor padrão a conta roda no nosso serviço, sem instalar nada. Quem tiver os arquivos dos modelos roda tudo no próprio aparelho.
- Funciona sem sinalCom os modelos carregados, o aplicativo abre e mede sem internet.
Deixe na tela de início para abrir sem navegador e medir sem internet.
Abrir no navegador
Equipe
Quem faz
Pesquisa feita no LICSE, o Laboratório de Internet das Coisas e Sistemas Embarcados do CETENE, no Recife.
Vitória Nascimento
Treino, avaliação, quantização e firmware vitoria.nascimento@cetene.gov.brGabriel Silva
Avaliação e análise de resultadosLarissa Almeida
Anotação e referência de severidadeIgnacio Gendriz
Sistemas embarcados, orientação e desenho experimentalFilipe Arruda
Orientação e desenho experimentalInstituição
CETENE
O Centro de Tecnologias Estratégicas do Nordeste é uma unidade de pesquisa do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação, no Recife. Mantém laboratórios abertos a pesquisadores de todo o país e dedica parte do trabalho à agricultura do Nordeste.
A pergunta de partida é de engenharia: quanto de uma rede neural cabe num chip de poucos megabytes, e quanta exatidão se perde no caminho. A resposta vale além da ferrugem, e serve a qualquer cultura em que a decisão de tratar é tomada onde a planta está.
- Organização
- Centro de Tecnologias Estratégicas do Nordeste (CETENE/MCTI)
- Endereço
- Av. Prof. Luís Freire, 01, Cidade Universitária
- Cidade
- Recife, PE, 50740-545
- Cluster de treino
- Neumann II (CETENE), NVIDIA L40S
- Dispositivo alvo
- M5Stack Tab5, ESP32-P4 (RISC-V)
- Conjunto de dados
- 122 folhas anotadas, de uso restrito
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Abre no navegador, traz fotos de exemplo e não pede cadastro.