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巴西团队用无人机加AI判断肉牛出栏,最佳时点可提前一周

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Sistema com drones e inteligência artificial indica momento ideal para abate de bovinos

巴西研究人员开发了一套结合无人机与人工智能的非侵入式系统,通过航拍图像监测内洛尔牛增肥曲线,精准判断最佳出栏时机,无需逐头称重。

受FAPESP资助的研究团队开发出一套结合无人机与人工智能的非侵入式系统,通过高空航拍图像监测内洛尔牛的生长曲线,从而判断最佳出栏和屠宰时机,无需逐头称重。研究结果显示,最佳销售时点可比传统方法提前最多一周。该成果由Embrapa Agricultura Digital研究员Jayme Garcia Arnal Barbedo在10月28日于荷兰莱顿举行的FAPESP Week Países Baixos讲座上介绍。

系统使用无人机在15米高度拍摄图像,通过深度学习算法分割牛体并提取形态学指标,实时绘制增肥曲线。其计算逻辑是比较牛的体宽与体长比例——该比例不受无人机飞行高度影响,随着牛在圈养中增肌增脂,体宽相对体长明显变大。

系统架构包含两个AI模型:目标检测模型对圈养内洛尔牛的个体识别精度达95.56%,另一模型可在像素级别勾勒动物体轮廓。研究人员还开发了过滤机制,自动排除躺卧或姿态不佳的个体,仅保留站立且姿态端正的牛只以计算群体平均值。Barbedo解释说,动物不断走动、躺卧或弯曲,因此AI分析整批牛只并自动剔除不利姿态的个体。

据Barbedo介绍,传统方法需定期将牛群赶入狭窄的保定通道逐头称重,不仅耗费人力,还增加牛的应激和受伤风险,且设备常损坏。正因操作侵入性强、难度大,称重通常只在入栏和出栏时进行,导致生产者在数周内“两眼一抹黑”。

该技术在位于南马托格罗索州Laguna Carapã市的Campanário农场进行了真实生产条件下的测试与验证,该农场圈养约1.46万头牛。实验跟踪了一批110头平均初始年龄18个月的内洛尔牛,在112天增肥周期内每10天执行一次航拍任务,共12次。

Barbedo表示,增重曲线呈特征性“S”形:适应期缓慢,随后进入快速增重期,最后放缓;此后无论喂多少饲料,牛都无法按同样比例将饲料转化为肉。他说:“有时出栏决策或批次谈判相差一天,就能让该笔操作的利润增加5%至10%。”

在检测到该批牛增重进入放缓阶段比常规管理计划提前一周后,系统提前给出了最佳出栏窗口,避免了不必要的饲料消耗。在110头测试批次中,节省了1.5万雷亚尔;若按该农场圈养总容量1.46万头推算,运营和财务效率提升可达约200万雷亚尔。

Barbedo表示:“我们非常接近获得系统的完整功能原型。下一个关键步骤是与行业企业或农业科技公司建立合作,将这项研究转化为可大规模提供给牧场主的商业产品。”

该研究在FAPESP支持的农业数字化发展科学中心(Semear Digital)框架内开展,并另获四个项目资助。除监测肉牛增肥外,该技术还在适配用于远程识别圈养中的应激行为,如争抢饲料和采食槽位对齐失败;研究人员也在研究将其应用于奶牛养殖,用于乳腺炎等疾病的早期检测和奶牛采食模式分析。

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Sistema com drones e inteligência artificial indica momento ideal para abate de bovinos

Elton Alisson, de Leiden (Países Baixos) | Agência FAPESP – Na criação de gado de corte, acertar o momento ideal da venda faz toda a diferença nos custos do produtor. Isso acontece porque, ao atingir seu limite natural de desenvolvimento, o animal deixa de ganhar peso de forma significativa. A partir desse ponto, cada dia a mais no confinamento significa gastar com ração sem obter retorno em carne. Para descobrir essa janela ideal sem precisar pesar cada animal do rebanho em uma balança – um processo demorado e estressante para o gado –, um grupo de pesquisadores apoiado pela FAPESP desenvolveu uma solução não invasiva. Eles criaram um sistema que une drones e inteligência artificial para mapear o crescimento de bois da raça Nelore, permitindo que o acompanhamento da engorda e a decisão de abate sejam feitos com precisão a partir de imagens aéreas. A tecnologia foi descrita em um artigo publicado na revista Computers and Electronics in Agriculture . Os detalhes foram apresentados por Jayme Garcia Arnal Barbedo , pesquisador da Embrapa Agricultura Digital, em palestra ministrada na última quarta-feira (28/10) durante a FAPESP Week Países Baixos fapesp.br/week/2026/netherlands. “Estamos muito próximos de obter um protótipo funcional completo do sistema. O próximo passo crucial será estabelecer parcerias com empresas do setor ou agtechs [startups do setor agropecuário] para transformar essa pesquisa em um produto comercial disponível em grande escala para os pecuaristas”, contou Barbedo à Agência FAPESP . A inovação utiliza imagens aéreas captadas por drones a 15 metros de altura. Por meio de algoritmos avançados de aprendizado profundo ( deep learning ), o sistema segmenta o corpo dos animais e extrai métricas morfológicas para mapear a curva de engorda em tempo real. Os resultados demonstraram que o ponto ótimo de comercialização pode ser atingido até uma semana antes do previsto pelos métodos convencionais. “A curva de ganho de peso de um lote de animais para corte tem uma forma característica em ‘S’: começa devagar na fase de adaptação, entra em um período de ganho muito acelerado e, na etapa final, ocorre uma desaceleração. A partir desse ponto, não importa quanta alimentação você forneça, o animal não vai mais converter ração em carne na mesma proporção”, explicou Barbedo. “Às vezes, um dia de diferença na decisão de abate ou na negociação do lote pode aumentar o lucro daquela operação entre 5% e 10%”, ressaltou. Jayme Barbedo em palestra ministrada na última quarta-feira (28/10) durante a FAPESP Week Países Baixos ( foto: Laura Redondo/Agência FAPESP ) A arquitetura computacional do sistema combina dois modelos de inteligência artificial de última geração. O primeiro, para detecção de objetos, foi ajustado para localizar individualmente cada boi Nelore no confinamento, alcançando 95,56% de precisão. Já o segundo modelo permite delimitar os contornos exatos do corpo do animal em nível de pixel. Com base nessas informações, a inteligência artificial faz um cálculo simples: compara a largura do boi com o seu comprimento. A grande vantagem dessa proporção é que ela não sofre interferência se o drone voar um pouco mais alto ou mais baixo. Conforme o animal ganha músculo e gordura no confinamento, seu corpo vai ficando visivelmente mais largo em relação ao próprio comprimento. Ao observar como essa medida muda ao longo das semanas, o sistema consegue acompanhar a engorda do gado de forma precisa, sem depender do tamanho absoluto da imagem na foto. Para garantir a confiabilidade dos dados em ambientes comerciais complexos, os pesquisadores desenvolveram um filtro. "Os animais se movimentam constantemente, deitam-se ou ficam em posições curvadas. Por isso, a inteligência artificial analisa todo o lote e descarta automaticamente indivíduos deitados ou em ângulos desfavoráveis, retendo apenas os animais em pé e em postura reta dentro da janela central da imagem. Isso nos permite calcular uma média extremamente precisa para o rebanho", contou Barbedo. De acordo com o pesquisador, o método tradicional exige que o rebanho seja conduzido periodicamente até os currais para passar pelo chamado “tronco de contenção”. Essa estrutura é uma espécie de corredor estreito projetado para prensar e imobilizar o boi, um a um, permitindo que a pesagem seja feita na balança física. Forçar animais a entrar nesse espaço apertado não apenas demanda muito trabalho da equipe, mas também eleva o estresse e o risco de lesões e contusões no gado, além de causar avarias frequentes nos próprios equipamentos. Por ser uma operação tão invasiva e difícil, as pesagens costumam ser feitas apenas na entrada e na saída do lote (ou seja, no primeiro dia de confinamento e, meses depois, no embarque para o frigorífico), o que acaba deixando os produtores "no escuro" durante semanas. O novo sistema substitui o estresse físico pela observação aérea autônoma. Durante os testes de campo, analistas avaliaram voos em altitudes de 5, 10 e 15 metros, identificando que a 15 metros de altura os bovinos nem sequer percebiam a presença do drone, mantendo seu comportamento natural de pastejo e descanso sem nenhum impacto no bem-estar animal. A tecnologia foi testada e validada sob condições reais de produção na Fazenda Campanário, localizada no município de Laguna Carapã (MS), propriedade que abriga cerca de 14,6 mil cabeças de gado em sistema de confinamento. O experimento acompanhou um lote de 110 bovinos Nelore com idade média inicial de 18 meses ao longo de um ciclo de engorda de 112 dias, realizando 12 missões aéreas periódicas a cada dez dias. Os dados coletados alimentaram um modelo matemático capaz de identificar com clareza as três fases biológicas do desenvolvimento: a de adaptação, a de crescimento rápido e o platô de saturação econômica (quando o animal atinge seu limite corporal). Ao detectar que o ganho de peso do lote havia entrado na fase de desaceleração uma semana antes da data planejada pelo manejo convencional, o sistema indicou a janela de abate ideal com antecedência, evitando o consumo desnecessário de ração. No lote testado de 110 animais, a economia gerada foi de R$ 15 mil. Quando projetado para a capacidade total do confinamento da fazenda (14,6 mil animais), o ganho de eficiência operacional e financeira pode alcançar cerca de R$ 2 milhões. A pesquisa foi conduzida no âmbito do Centro de Ciência para o Desenvolvimento em Agricultura Digital ( Semear Digital ), que é apoiado pela FAPESP. Também recebeu financiamento por meio de outros quatro projetos ( 23/03870-8 , 24/15430-5 , 25/05985-2 e 25/10602-5 ). Além do monitoramento da engorda do gado de corte, a tecnologia está sendo adaptada para identificar remotamente comportamentos de estresse no confinamento, como disputas por alimento e falhas no alinhamento no cocho (quando as imagens mostram que os animais não conseguem se organizar lado a lado para comer, indicando falta de espaço ou empurrões no momento da alimentação). Outra possível aplicação é na pecuária leiteira. Instigados por demandas do setor produtivo e de parceiros internacionais, os pesquisadores da Embrapa estudam aplicar o sistema para a detecção precoce de doenças como a mastite e análise do padrão de alimentação das vacas leiteiras. “O próximo passo envolve a transferência tecnológica para o mercado”, disse Barbedo. O artigo Deep learning-based UAV framework for automated morphological and growth analysis of feedlot cattle pode ser lido em: sciencedirect.com/science/article/pii/S0168169926001547 . Mais informações sobre a FAPESP Week Países Baixos em: fapesp.br/week/2026/netherlands .

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