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Sistema especialista para diagnose e manejo de problemas fitossanitários e redes neuronais para descrever epidemias da ferrugem do café
(Universidade Federal de Lavras, 2001) Pinto, Augusto Carlos dos Santos; Pozza, Edson Ampélio; Universidade Federal de Lavras
Para disponibilizar e divulgar de forma eficiente o conhecimento acumulado em diagnose e manejo de doenças bióticas e abióticas do cafeeiro, incluindo os fitonematóides, foi desenvolvido um sistema especialista (SE). Também foram avaliadas as redes neuronais (RN) como método potencial para descrever a epidemia de ferrugem do cafeeiro. Para construção da base de conhecimento do SE, denominado "Doctor Coffee", foram consultados três especialistas em fitopatologia, um em entomologia e outro em nutrição mineral. O sistema foi organizado de modo hierárquico, por meio de uma árvore de conhecimento. O SE contém 229 regras (IF ...THEN), 182 fotos e abrange 13 doenças, 8 deficiências nutricionais, 9 pragas, as 4 principais espécies de nematóides e 12 desordens fisiológicas e danos diversos. O SE conta com glossário de termos técnicos, histórico, filmes sobre preparo de calda bordalesa e sobre teste de exsudação em gotas e ajuda on-line. A interface foi desenvolvida em Delphi ® e, para aumentar o nível de certeza do usuário, são apresentadas fotografias e a descrição dos atributos simultaneamente. Ao chegar ao diagnóstico o sistema exibe o nível de confiança depositado na resposta e disponibiliza fotografias e informações sobre manejo aplicáveis a causa relacionada. A avaliação foi dividida em três fases: verificação, validação e análise de sensibilidade. Na verificação avaliou-se a lógica interna do programa, sendo consultados dez especialistas de diferentes áreas da cafeicultura. Para validação, dez diferentes distúrbios do cafeeiro foram diagnosticados por trinta usuários, de três diferentes níveis de conhecimento. O índice de acerto dos usuários foi de 35,7% e do SE, de 96,7%. A análise de sensibilidade foi dirigida ao ensino, utilizando-se dois grupos de cinco estudantes cada, um dos quais realizou diagnose sem ter acesso ao SE e outro após utilizá-lo duas vezes. O nível de acerto do segundo grupo foi o dobro do primeiro. No estudo realizado para avaliar o potencial das redes neuronais como método alternativo aos sistemas fundamentais para descrever a epidemia de ferrugem foram utilizados dados de incidência da ferrugem do cafeeiro coletados em Lavras, no período de 13/02/98 a 20/04/2001 e variáveis climáticas. Na construção das redes as variáveis climáticas foram selecionadas pela análise de regressão "stepwise" ou pelo sistema Braincel Tm, o qual foi utilizado no desenvolvimento das redes. Séries temporais também foram empregadas na elaboração de redes. Foram testadas 59 redes e 26 modelos de regressão. A escolha dos melhores modelos foi baseada nos menores valores do quadrado médio do desvio (QMD) e erro médio de previsão. Para os modelos ajustados pela regressão, também foi considerado o maior valor do coeficiente de determinação (R2). O melhor modelo de rede neuronal apresentou QMD= 3,43 e EMP = 1,17% e incluiu as variáveis: temperatura mínima, umidade relativa do ar, insolação e produção, defasadas 30 dias. O melhor modelo ajustado pela análise de regressão foi desenvolvido com 29 variáveis climáticas selecionadas na elaboração de rede e apresentou EMP = 6,58%, QMD=4,36 e R2=0,80. As redes neuronais elaboradas a partir de séries temporais também foram adequadas para descrever a epidemia. As observações da incidência das quatro quinzenas anteriores resultaram em um modelo com EMP = 4,72% e QMD = 3,95.