A Engenharia de Sistemas, Computadores, Pesquisa e Desenvolvimento do Brasil

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Desenvolvimentos em inteligência artificial na avicultura de frangos de corte

Lucas Gabriel Galdino da Silva1,2, Francisco Gomes Cordeiro Neto1, Josenalde Oliveira1,2, Laura Santana1,2

1Escola Agrícola de Jundiaí – Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) Macaíba – RN – Brasil

2Instituto de Engenharia de Sistemas, Computadores, Pesquisa e Desenvolvimento do Brasil (INESC P&D Brasil)

Santos - SP - Brasil

{lucas.gabriel.silva.706, francisco.neto.009}@ufrn.edu.br,

{josenalde.oliveira, laura.santana}@ufrn.br

Abstract. The Brazilian poultry industry has been gaining prominence as a major producer and occupies the top position in the world ranking. In this review, based on an exploratory survey, there are presented research outcomes with Artificial Intelligence (AI) throughout the production chain in broiler poultry farming, from behavior analysis for disease identification and slaughter weight prediction, to quality control. With a period beginning with the international release of Industry 4.0, there are described 26 papers which demonstrate the growing adoption of AI and its divisions.

Resumo. A indústria avícola brasileira vem ganhando destaque como grande produtor e ocupa o topo de colocações no ranking mundial. Na presente revisão, a partir de um levantamento exploratório, são apresentados resultados de pesquisas que utilizem Inteligência Artificial (IA) ao longo da cadeia de produção de frangos de corte, desde a análise de comportamentos para identificação de doenças e predição de peso de abate, ao controle de qualidade. Fazendo o período de estudo coincidir com o início internacional da Indústria 4.0, são relatados 26 trabalhos que apontam para a adoção crescente da IA e suas divisões.

1. Introdução

A cadeia produtiva de frangos de corte é uma das cadeias mais importantes no agronegócio brasileiro (BASSI; SILVA, 2017), o que é corroborado ao analisar-se os dados de produção e exportação desse setor. De acordo com relatório 2021 da Associação Brasileira de Proteína Animal (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE PROTEÍNA ANIMAL, 2021), em 2020 o Brasil produziu 13,845 milhões de toneladas de carne de frango e exportou 4,231 milhões de toneladas, o que torna o país o maior exportador mundial do produto, sendo que dessa exportação, 66,99% é do produto tipo cortes, com frango inteiro, embutidos, salgados e industrializados complementando este percentual. No estudo feito por Bassi e Silva (2018), os autores afirmam que os grandes avanços da pesquisa no desenvolvimento de novas tecnologias no setor da avicultura ajudaram a posicionar o Brasil em termos de produção e exportação mundial. Nesse contexto, é interessante observar que a agroindústria, assim como a indústria de modo geral, vem passando por um processo de revolução tecnológica conhecido como Indústria 4.0, onde as chamadas tecnologias habilitadoras 4.0, dentre elas a Inteligência Artificial (IA), permitem não apenas otimizar e monitorar processos, mas também auxiliar na tomada de decisão, estando usualmente integrada às camadas de modelagem supervisionada e não supervisionada em algoritmos de ciência de dados.

No caso do agronegócio, tem sido comum adotar genericamente o termo Agricultura 4.0 e nesse caso, tais tecnologias também fomentam a agricultura de precisão, na qual busca-se adotar "estratégias de manejo mais eficientes, considerando a variabilidade espacial e temporal da unidade produtiva, permitindo o uso adequado dos insumos a fim de evitar desperdícios" (SANTANA; OLIVEIRA, 2021). É comum a adoção dos termos inteligente ou smart para diferenciar da prática convencional. Na produção animal, a zootecnia de precisão tem se ocupado de questões "para supervisão e análise em tempo real da saúde, nutrição, comportamento e ambiência, visando os índices produtivos, reprodutivos e bem-estar animal de forma automática, contínua, não invasiva e sem gerar estresse ao animal" (ROCHA; SILVA, 2020). O tema tem, inclusive, motivado a ampliação de chamadas públicas, como o Programa Agro 4.0 da Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI), cujo 1º edital selecionou e premiou 14 projetos pilotos de adoção e de difusão de tecnologias 4.0 no agronegócio (BRASIL, 2020a). Na mesma linha seguiu a Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP), com chamada de subvenção econômica às empresas em tecnologias 4.0, incluindo o setor agropecuário (BRASIL, 2020b).

Devido ao volume, variedade e velocidade de dados disponíveis para geração de conhecimento, a IA tem sido muito explorada na atualidade em soluções para cidades, saúde e indústria. Não seria diferente para o setor agropecuário, onde a IA encontra adequação natural à complexidade de mapeamento das relações biológicas e de ambiência. Diante do exposto, este artigo tem como objetivo fazer um levantamento exploratório inicial sobre como a IA tem sido adotada na avicultura de frango de corte no período que configura o início do conceito Indústria 4.0, destacando as principais aplicações e identificação de demandas para o avanço da área a partir desta tecnologia habilitadora.

1. Material e Métodos

Com base na metodologia PRISMA para organização de revisões bibliográficas (MOTHER et al., 2009), para a etapa de identificação, foi utilizada a busca geral por assunto no Portal de Periódicos CAPES, com acesso federado via Cafe/RNP, com a string ("machine learning" OR "artificial intelligence") AND (broiler OR poultry OR chicken OR aviculture). Dado que a busca contempla por padrão os campos Título, Resumo, Abstract, Palavras-Chave, o uso da string com termos em língua inglesa também contempla as principais bases indexadoras (Springer, IEEE, Science Direct) e periódicos nacionais. De 4.176 trabalhos, são apresentados o total de 26 estudos, após aplicação dos critérios de inclusão: período de 2016-2021, avicultura de frango de corte, trabalhos completos indexados e revisados por pares. Adicionalmente, os critérios de exclusão foram aplicados: avicultura de postura, ênfase em Internet das Coisas (Internet of Things, IoT), não frango, e com conteúdo não diretamente relacionado, além da remoção de duplicados. A busca com termos em português: (“inteligência artificial” OR “aprendizagem de máquina”) AND (frango OR avicultura) não retornou resultados.