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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40091| Título: | Modelo de predição da desordem do colapso das colônias por mineração de dados |
| Título(s) alternativo(s): | Prediction model for colony collapse disorder by data mining algorithms |
| Autor(es): | Cuba Junior, Paulo Barbosa |
| Orientador(es): | Damasceno, Eduardo Filgueiras |
| Palavras-chave: | Aprendizado do computador Biodiversidade Mineração de dados (Computação) Machine learning Biodiversity Data mining |
| Data do documento: | 16-Mar-2026 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Cornelio Procopio |
| Citação: | CUBA JUNIOR, Paulo Barbosa. Modelo de predição da desordem do colapso das colônias por mineração de dados. 2026. Dissertação (Mestrado em Informática) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2026. |
| Resumo: | As abelhas são pilares essenciais para a biodiversidade e a segurança alimentar global. Contudo, o fenômeno da Desordem do Colapso das Colônias (DCC), causado por fatores biológicos e antrópicos, tem dizimado populações e gerado graves prejuízos a biodiversidade. Nesse contexto, a Apicultura de Precisão (AP) surge como uma resposta estratégica, utilizando a Internet das Coisas (IoT) para monitorar colmeias de forma automatizada e transformar variáveis físicas em dados acionáveis. Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um protótipo de AP voltado especificamente para a espécie sem ferrão Abelha Jataí (Tetragonisca angustula). O sistema integra sensores de temperatura, umidade e massa a um computador de placa única Raspberry Pi Zero 2W que envia os dados para uma plataforma em nuvem, permitindo o acompanhamento remoto via dashboard. Para assegurar a precisão das informações, utilizou-se o filtro Savitzky-Golay, técnica de suavização que elimina ruídos experimentais sem descaracterizar as tendências das séries temporais. A fundamentação teórica foi construída mediante um mapeamento sistemático da literatura, identificando lacunas na computação aplicada à apicultura. A metodologia envolveu processos de mineração de dados e a aplicação de algoritmos de Aprendizado de Máquina (AM). Foram comparados os modelos de Árvore de Decisão, Random Forest e Gradient Boosting para identificar a melhor performance na predição de anomalias ligadas ao colapso das colônias. Os resultados confirmam a viabilidade técnica da união entre loT e AM no manejo de caixas modelo INPA. Além de aprofundar o conhecimento sobre o comportamento da Jataí, o trabalho valida uma arquitetura computacional capaz de apoiar decisões preventivas. Em suma, a pesquisa oferece uma ferramenta de baixo custo e alta precisão, essencial para otimizar o manejo apícola e fortalecer a sustentabilidade das abelhas diante das ameaças ambientais modernas. |
| Abstract: | Bees are essential pillars of biodiversity and global food security. However, the phenomenon known as Colony Collapse Disorder (CCD), driven by both biological and anthropogenic factors, has decimated populations and caused severe damage to biodiversity. In this context, Precision Beekeeping (PB) emerges as a strategic response, leveraging the Internet of Things (IoT) to monitor beehives in an automated manner and transform physical variables into actionable data. This dissertation presents the development of a PB prototype specifically designed for the stingless bee species Jataí (Tetragonisca angustula). The system integrates temperature, humidity, and mass sensors with a single-board computer, the Raspberry Pi Zero 2W, which transmits data to a cloud platform, enabling remote monitoring via a dashboard. To ensure data accuracy, the Savitzky-Golay filter was employed, a smoothing technique that removes experimental noise without distorting the underlying trends of time series. The theoretical foundation was established through a systematic literature mapping, identifying gaps in computational applications to apiculture. The methodology involved data mining processes and the application of Machine Learning (ML) algorithms. Decision Tree, Random Forest, and Gradient Boosting models were compared to determine the best performance in predicting anomalies associated with colony collapse. The results confirm the technical feasibility of integrating loT and ML for the management of INPA model hives. In addition to deepening the understanding of Jataí bee behavior, this work validates a computational architecture capable of supporting preventive decision-making. In summary, this research provides a low-cost, high-precision tool, essential for optimizing apicultural management and strengthening the sustainability of bee populations in the face of modern environmental threats. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40091 |
| Aparece nas coleções: | CP - Programa de Pós-Graduação em Informática |
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