Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35699
Título: | Comparação de algoritmos e aplicação em dados de produtividade e condenações em frangos de corte em função dos indicadores bioclimáticos |
Título(s) alternativo(s): | Comparison of algorithms and application to broiler productivity and condemnation data based on bioclimatic indicators |
Autor(es): | Gregoratto, Lenara Lohana Neves da Silva |
Orientador(es): | Mendes, Angelica Signor |
Palavras-chave: | Frango de corte Controle preditivo Aprendizado do computador Broilers (Chickens) Predictive control Machine learning |
Data do documento: | 6-Ago-2024 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Dois Vizinhos |
Citação: | GREGORATTO, Lenara Lohana Neves da Silva. Comparação de algoritmos e aplicação em dados de produtividade e condenações em frangos de cortes em função dos indicadores bioclimáticos. 2024. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Dois Vizinhos, 2024. |
Resumo: | Embora a indústria avícola desempenhe um papel crucial na segurança alimentar, para atender à crescente demanda por carne saudável, saborosa e de alta qualidade, ela ainda enfrenta um obstáculo significativo: as condenações de carcaças parciais e totais. Essas condenações resultam em danos econômicos relevantes, reduzem a confiança do mercado e geram preocupações quanto ao bem-estar animal e à qualidade do produto. Diante desse cenário, este trabalho investiga a aplicação da aprendizagem de máquina, considerando variáveis ambientais, produtivas e de carcaças, na construção e validação de um modelo preditivo aplicável às condenações de carcaças em frangos de corte. Foram utilizados dados de inspeções postmortem realizadas na região do Sudoeste do Paraná, Brasil, coletados por uma empresa integradora da região. As informações incluem indicadores de desempenho animal e índices bioclimáticos, agregados ao Índice Térmico Ambiental de Produtividade para Frangos de Corte (IAPfc), desenvolvido por Medeiros (2005). Após um pré-processamento minucioso dos dados, um conjunto de algoritmos de aprendizado de máquina foi empregado para treinar e testar modelos preditivos para condenações de carcaças. O ambiente climático foi categorizado com base no IAPfc, que variam de confortável (21 a 24 pontos) a perigoso (> 35 pontos). Este estudo aplicou o IAPfc e identificou que 98,1% das aves estavam em condições térmicas confortáveis, indicando adequação do ambiente atual para o bem-estar das aves. As redes neurais artificiais (RNAs) apresentaram um desempenho superior, com uma AUC (Área sob a Curva ROC) de 99,1%, o que mostra sua eficácia na captura de dados complexos e na classificação do IAPfc. No índice de condenação de carcaça em função de IAPfc, o modelo Random Forest se destacou, com 98,49% das instâncias corretamente classificadas e um coeficiente Kappa de 0,9258, demonstrando alta precisão na classificação de carcaças em diferentes categorias de conforto térmico. A relevância dos índices IAPfc e de condenação de carcaça para este estudo reside na capacidade de prever e aprimorar as condições de bem-estar dos frangos de corte, influenciando diretamente a qualidade do produto e a eficiência da produção. A alta eficiência dos modelos de RNA e Random Forest destaca a importância de implementar técnicas avançadas de aprendizagem automática. Além disso, fatores genéticos e ambientais foram identificados como influentes nas taxas de condenação de carcaças. A integração desses fatores pode minimizar problemas como a síndrome de ascite e a celulite. Portanto, este estudo demonstra a viabilidade e o potencial de uso pela aprendizagem de máquina como uma ferramenta eficaz para predizer condenações de carcaças em frangos de corte que pode ser utilizada na prevenção dessas perdas. A aplicação desse modelo pode auxiliar produtores a tomar decisões com maior precisão, otimizar a produção e garantir a entrega de carne de alta qualidade ao mercado, para satisfazer o consumidor. |
Abstract: | Although the poultry industry plays a crucial role in food security, meeting the growing demand for healthy, flavorful, and high-quality meat, it still faces a significant challenge: partial and total carcass condemnations. These condemnations result in considerable economic losses, reduce market confidence, and raise concerns about animal welfare and product quality. In light of this, this study investigates the application of machine learning, considering environmental, productive, and carcass variables, to build and validate a predictive model for carcass condemnations in broiler chickens. Data from post-mortem inspections conducted in the southwestern region of Paraná, Brazil, were used, collected by an integrator company operating in the area. The information includes animal performance indicators and bioclimatic indices, aggregated with the Thermal Environmental Productivity Index for Broiler Chickens (IAPfc), developed by Medeiros (2005). After thorough data preprocessing, a set of machine learning algorithms was employed to train and test predictive models for carcass condemnations. The climatic environment was categorized based on the IAPfc, ranging from comfortable (21 to 24 points) to dangerous (>35 points). This study applied the IAPfc and found that 98.1% of the birds were in comfortable thermal conditions, indicating that the current environment was suitable for bird welfare. Artificial neural networks (ANNs) showed superior performance, with an AUC (Area Under the ROC Curve) of 99.1%, demonstrating their effectiveness in capturing complex data and classifying the IAPfc. For carcass condemnation rates based on IAPfc, the Random Forest model excelled, correctly classifying 98.49% of instances with a Kappa coefficient of 0.9258, indicating high accuracy in categorizing carcasses across different thermal comfort levels. The relevance of the IAPfc and carcass condemnation indices in this study lies in their ability to predict and improve broiler welfare conditions, directly influencing product quality and production efficiency. The high efficiency of the ANN and Random Forest models underscores the importance of implementing advanced machine learning techniques. Furthermore, genetic and environmental factors were identified as influential in carcass condemnation rates. The integration of these factors can help mitigate issues such as ascites syndrome and cellulitis. Thus, this study demonstrates the feasibility and potential of using machine learning as an effective tool for predicting carcass condemnations in broiler chickens, which can be applied to prevent such losses. The application of this model can assist producers in making more precise decisions, optimizing production, and ensuring the delivery of highquality meat to the market to satisfy consumers. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35699 |
Aparece nas coleções: | DV - Programa de Pós-Graduação em Zootecnia |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
Analisealgoritmabioclimaticafrangos.pdf | 1,82 MB | Adobe PDF | ![]() Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons