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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Sistema de nariz eletrônico aplicado na análise da floração e raleio em pessegueiros
metadata.dc.creator: Garcia, Alan Fernando Coelho
metadata.dc.contributor.advisor1: Stevan Junior, Sergio Luiz
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Ayub, Ricardo Antonio
metadata.dc.contributor.referee1: Rocha, Jose Carlos Ferreira da
metadata.dc.contributor.referee2: Siqueira, Hugo Valadares
metadata.dc.description.resumo: O pessegueiro durante seu período reprodutivo apresenta brotações floríferas que se desenvol- vem passando por diferentes estágios, como a abertura das pétalas e o inhaço do ovário, até a formação do fruto. Para melhorar a distribuição dos recursos em plantas frutíferas o raleio é empregado. A técnica reduz a quantidade de brotações ou frutos, sendo uma atividade que traz benefícios, porém é onerosa e em alguns casos impraticável em toda extensão de um pomar. O momento adequado para execução e a intensidade são questões complexas que envolvem conhecimento específico sobre as condições de um pomar. Portanto, informações que possam auxiliar o planejamento e a tomada de decisão sobre raleio são relevantes e podem melhorar o custo benefício da técnica. Nesta pesquisa a informação sobre o estágio das brotações foi considerada a mais importante, sendo usada para definir o estado geral de desenvolvimento do pessegueiro. No entanto, o desenvolvimento das brotações ocorre simultaneamente de acordo com as características da planta e as condições do ambiente. Uma abordagem para o problema é analisar odor do pessegueiro e as possíveis variações devido o desenvolvimento das brotações. Nesse sentido, um sistema de nariz eletrônico pode ser usado, já que é um equipamento que uti- liza uma matriz de sensores de gás e reconhecimento padrões para relacionar amostras de odor com o objetivo da análise. Para isso, um prótotipo foi desenvolvido e coletas foram executadas durante o período reprodutivo de um pessegueiro. A hipótese da pesquisa foi de que o nariz eletrônico seria capaz de identificar o estágio geral das brotações. Para verificar a hipótese, uma análise de classificação foi efetuada. O resultado mostrou que todos os modelos apresentaram acurácia balanceada acima 90%, com melhor desempenho para os modelos baseados em K- Nearest Neighbors (KNN), e Random Forest (RF), do que os baseados em Extreme Learning Machine (ELM) e Support Vector Machine (SVM). No total de 24 modelos, 11 não obtiveram erro dado as métricas empregadas. Em relação à hipótese da pesquisa, considera-se que o nariz eletrônico foi capaz de distinguir os diferentes estágios propostos, sendo eles de queda das pétalas (QP), formação de fruto inicial (FFI), formação de fruto avançada (FFA), e fruto formado (F). Os resultados desta pesquisa indicam para um potencial uso do nariz eletrônico no auxílio da tomada de decisão de atividades em pomares.
Abstract: The peach tree during its reproductive period presents flowering buds that develop through different stages, such as the opening of the petals and the swelling of the ovary, until the formation of the fruit. To improve the distribution of resources in fruiting plants thinning is employed. The technique reduces the number of buds or fruits, being an activity that brings benefits, but it is costly and in some cases impractical in the entire extension of an orchard. The right moment for execution and the intensity are complex issues that involve specific knowledge about the conditions of an orchard. Therefore, information that can help planning and decision- making about thinning is relevant and can improve the cost-effectiveness of the technique. In this study, information about the budding stage was considered the most important, being used to define the general state of development of the peach tree. However, the development of buds occurs simultaneously according to plant characteristics and environmental conditions. One approach to the problem is to analyze peach tree odor and possible variations due to bud development. In this sense, an electronic nose system can be employed, since it is a device that uses an array of gas sensors and pattern recognition to relate odor samples with the purpose of analysis. For this, a prototype was developed and collections were performed during the reproductive period of a peach tree. The research hypothesis was that the electronic nose can identify the general stage of the buds. To verify the hypothesis, a classification analysis was performed. The result showed that all models presented balanced accuracy above 90%, with better performance for models based on K-Nearest Neighbors (KNN), and Random Forest (RF), than those based on Extreme Learning Machine (ELM) and Support Vector Machine (SVM). In the total of 24 models, 11 did not obtain error given the metrics employed. Regarding the research hypothesis, it is considered that the electronic nose was able of distinguishing between the different proposed stages, namely petal fall (QP), initial fruit formation (FFI), advanced fruit formation (FFA), and formed fruit (F). The results of this study indicate a potential use of the electronic nose in aiding decision-making in activities in orchards.
Keywords: Nariz eletrônico
Aprendizado de máquina
Pêssego
Floração
Compostos Orgânicos Voláteis (COVs)
Raleio
Electronic nose
Machine learning
Peach
Flowering
Volatile Organic Compounds (VOCs)
Thinning
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Estadual de Ponta Grossa
metadata.dc.publisher.initials: UEPG
metadata.dc.publisher.department: Departamento de Informática
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós Graduação Computação Aplicada
Citation: GARCIA, Alan Fernando Coelho. Sistema de nariz eletrônico aplicado na análise da floração e raleio em pessegueiros. 2023. Dissertação (Mestrado em Computação Aplicada) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2023.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/4038
Issue Date: 26-Sep-2022
Appears in Collections:Programa de Pós Graduação Computação Aplicada

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