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dc.creatorLeal, Eduardo Ribeiro Pereira-
dc.date.accessioned2024-04-17T16:01:25Z-
dc.date.available2024-04-17T16:01:25Z-
dc.date.issued2024-02-28-
dc.identifier.citationLEAL, Eduardo Ribeiro Pereira. Desenvolvimento de manejo de alface em hidroponia por rede neural artificial convolucional. 2024. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Computacionais para o Agronegócio) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33800-
dc.description.abstractIt is a major challenge obtaining higher yields in production or even reducing waste, especially when combining productivity and quality. Environmental preservation and lack of automation technology to assist the producer in monitoring their crops are some issues encountered. Hydroponic cultivation in a controlled environment offers a sustainable option for fast and healthy production, with a reduction in the negative impacts of soil-based planting. Sensors and cameras use allows for non-invasive plants data collection, without harming them. This study aimed to detect and classify image patterns of hydroponic green leaf lettuce (Lactuca sativa L.) subjected to irrigation system failures using Convolutional Neural Network (CNNs). Due to this paper, the experimental design used was completely randomized, evaluating four treatments - two with water stress and one without stress but with the same sizes, with five replicates of each cultivation, totalizing twenty samples with controlled interruption of water and nutrient flow for thirty minutes to simulate hydro stress, analyzing wet mass (WM), number of leaves larger than 10 cm (NL10), and dry mass (DM). TensorFlow and Keras were used for detection and classification, employing Central Processing Unit (CPU), and Yolo with Darknet using Graphics Processing Unit (GPU). Controlled water stress simulation results showed statistical differences for the three observed variables, as per the Tukey test with 5% probability, indicating a 45% mass loss, 29% decrease in leaf number, and 43% decrease in wet mass. The average accuracy using TensorFlow was 83%, lower than Yolo which achieved 98% Mean Average Precision (mAP). These results suggest that digital image processing with artificial convolutional neural networks is a promising approach for pattern detection in hydroponic cultivation. It is expected that the contributions of this study will be applied in future computer vision developments, aiding in the fast crisis identification, preventing losses and achieve higher production yields and waste reduction.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/pt_BR
dc.subjectInteligência artificialpt_BR
dc.subjectAprendizado do computadorpt_BR
dc.subjectAlgorítmos computacionaispt_BR
dc.subjectArtificial intelligencept_BR
dc.subjectMachine learningpt_BR
dc.subjectComputer algorithmspt_BR
dc.titleDesenvolvimento de manejo de alface em hidroponia por rede neural artificial convolucionalpt_BR
dc.title.alternativeDevelopment of lettuce management in hydroponics by convolutional artificial neural networkpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoObter um maior rendimento na produção ou mesmo diminuir o desperdício é um grande desafio, principalmente associando produtividade e qualidade. Dentre os problemas encontrados estão a preservação ambiental e ausência de tecnologia de automação que auxilie o produtor no monitoramento de seu plantio. O cultivo hidropônico em ambiente controlado possibilita uma opção sustentável de produção rápida e saudável, com redução dos impactos negativos do plantio utilizando solo. O uso de sensores e câmeras possibilitam a coleta de informações das plantas de uma forma não invasiva, não causando danos a elas. O presente trabalho teve por objetivo detectar e classificar padrões de imagens da alface hidropônica crepa verde (Lactuca sativa L.) submetidas a falhas no sistema de irrigação por meio de Rede Neural Artificial convolucional ( CNNs). Para a realização deste trabalho, foi utilizado o delineamento experimental inteiramente casualizado (DIC), onde foram avaliados quatro tratamentos, separados em dois tratamentos com estresse hídrico e um segundo com o mesmo tamanho sem o estresse hídrico, com cinco repetições de cada cultivar, totalizando vinte amostras com a interrupção controlada do fluxo de água e nutrientes durante trinta minutos, simulando o estresse hídrico e sendo analisado a massa úmida(MU),número de folhas maior de 10 cm(NF10) e massa seca(MS). Para a deteção e classificação foi utilizado TensorFlow e Keras, utilizando Unidade Central de Processamento (CPU) e Yolo com Darknet utilizando Unidade de Processamento Gráfico GPU. Os resultados com a simulação controlada do estresse hídrico demonstraram diferença estatísticas para as três variáveis observadas, considerando o teste de Tukey com 5% de probabilidade, onde indicou a perda de massa em 45%, diminuição no número de folhas em 29% e massa úmida em 43%. A média de acurácia utilizando TensorFlow foi de 83%, valor inferior a Yolo que atingiu 98% Mean Average Precision (mAP). Esses resultados indicam que o processamento digital de imagem com o uso de rede neural convolucional artificial é uma abordagem promissora para a detecção de padrões em cultivares hidropônicos. Espera-se que as contribuições deste estudo sejam aplicadas em futuros desenvolvimentos na área de visão computacional, para auxiliar na rápida identificação da crise e evitar perdas, possibilitando obter um maior rendimento na produção ou mesmo diminuir o desperdício.pt_BR
dc.degree.localMedianeirapt_BR
dc.publisher.localMedianeirapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0003-1176-7496pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1410657349286192pt_BR
dc.contributor.advisor1Leite, Deborah Catharine de Assis-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-7032-7373pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5891155336419190pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Miranda, Glauco Vieira-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0001-8283-8736pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1581269691451530pt_BR
dc.contributor.referee1De Bona, Anderson Andrei-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8066346536902022pt_BR
dc.contributor.referee2Sandmann, André-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1697861907187914pt_BR
dc.contributor.referee3Leite, Deborah Catharine de Assis-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-7032-7373pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/5891155336419190pt_BR
dc.contributor.referee4Schutz, Fabiana Costa de Araujo-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/3997654537105134pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Tecnologias Computacionais para o Agronegóciopt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOpt_BR
dc.subject.capesEngenharia/Tecnologia/Gestãopt_BR
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