Geoinformática: Usando Inteligência Artificial para Mirar Melhor Contra Mosquitos
Imagens de satélite e street view fornecem base para avaliação mais precisa das condições ambientais que favorecem a presença do Aedes aegypti
O Aedes aegypti O mosquito é responsável mundialmente pela disseminação de doenças infecciosas como dengue, zika, chikungunya e febre amarela. Para combater as doenças amplamente transmitidas que afetam milhões, mapas detalhados de distribuição de mosquitos com dados sobre a disseminação espacial e temporal das populações são de grande importância. Liderada por cientistas de geoinformação da Universidade de Heidelberg, uma equipe de pesquisa internacional desenvolveu um novo método com suporte de IA para mapear populações de mosquitos. Imagens de satélite e de street view são analisadas para avaliar com mais precisão as condições ambientais que favorecem a presença de Aedes aegypti. Isso visa melhorar o planejamento de medidas de intervenção e alcançar um controle mais direcionado da doença.
Também conhecido como mosquito tigre egípcio, Aedes aegypti é encontrado principalmente em regiões tropicais e subtropicais do mundo – especialmente em cidades, onde prefere se reproduzir em recipientes de água artificiais, como tanques de água potável, pneus de carro, lixo ou vasos de plantas. Como a disponibilidade global e a aceitação de vacinas para as doenças que transmite ainda são limitadas, exceto para a febre amarela, o controle das populações de mosquitos é atualmente a intervenção mais eficaz. Entre as medidas de controle de vetores, em parte muito dispendiosas, estão a pulverização de inseticidas, bem como a liberação de mosquitos infectados com a bactéria natural WolbachiaA bactéria pode prevenir a transmissão do vírus por Aedes aegypti e afetar sua propagação.
A implementação dessas medidas de controle requer mapas de distribuição de mosquitos urbanos, particularmente em grandes cidades especialmente afetadas, como o Rio de Janeiro (Brasil). “Mapas precisos não são apenas interessantes do ponto de vista financeiro para planejar efetivamente medidas de mitigação, mas também são ecologicamente relevantes, porque algumas dessas intervenções, como a pulverização extensiva de inseticidas, abrigam o risco de desenvolvimento de resistência”, afirma Steffen Knoblauch, candidato a doutorado no Instituto de Geografia da Universidade de Heidelberg. Até agora, os mapas de distribuição de mosquitos têm sido baseados principalmente em medições manuais de campo de armadilhas individuais para mosquitos para uma contagem mensal de ovos e larvas. Em grandes áreas urbanas, no entanto, inúmeras armadilhas teriam que ser instaladas e um grande número de funcionários mobilizados para manter uma visão geral confiável da disseminação das populações de mosquitos. Outro desafio é o alcance limitado de voo dos mosquitos, que é de aproximadamente 1.000 metros sem assistência do vento. Isso dificulta a derivação de mapas de distribuição para grandes áreas urbanas a partir de medições de armadilhas para mosquitos.
Para superar esse problema, os cientistas de geoinformação da Universidade de Heidelberg desenvolveram uma nova abordagem para mapear populações de mosquitos. “Ele utiliza o fato de que a densidade de locais de reprodução conhecidos pode ser um preditor significativo para o número de ovos e larvas medidos nas armadilhas, como mostrado pelas investigações no Rio de Janeiro”, explica Alexander Zipf, chefe do grupo de pesquisa Geoinformática/GIScience do Instituto de Geografia e Diretor do Instituto de Tecnologia de Geoinformação de Heidelberg (HeiGIT). Ao alavancar a inteligência artificial, os pesquisadores analisam imagens de satélite e de rua para detectar e mapear possíveis locais de reprodução nas cidades. Em combinação com medições de campo, é possível então avaliar as condições ambientais que favorecem a presença de Aedes aegypti mais precisamente do que antes.
Junto com pesquisadores do Brasil, a equipe do Prof. Zipf também está trabalhando na análise de dados de comunicações móveis para modelar o movimento de pessoas no Rio de Janeiro. Em combinação com mapas precisos de distribuição de mosquitos, esses dados podem contribuir para melhor rastrear a ocorrência de doenças infecciosas transmitidas por Aedes aegypti e incorporar o conhecimento adquirido em mapas de intervenção. Um desafio é a modelagem de padrões de movimento humano em diferentes horas do dia, já que o mosquito tende a ser ativo nas primeiras horas da manhã e da noite.
Além dos cientistas de geoinformação de Heidelberg, pesquisadores da Áustria, Brasil, Alemanha, Cingapura, Tailândia e EUA contribuíram para o trabalho. Os resultados da pesquisa foram publicados no periódico “Scientific Reports” e no “International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation”.
S. Knoblauch, M. Su Yin, K. Chatrinan, AA de Aragão Rocha, P. Haddawy, F. Biljecki, S. Lautenbach, B. Resch, D. Arifi, T. Jänisch, I. Morales, A. Zipf: Mapeamento de alta resolução de áreas urbanas Aedes aegypti abundância imatura por meio da detecção de locais de reprodução com base em imagens de satélite e street view. Scientific Reports (6 de agosto de 2024).
S. Knoblauch, H. Li, S. Lautenbach, Y. Elshiaty, AA de Aragão Rocha, B. Resch, D. Arifi, T. Jänisch, I. Morales, A. Zipf: Detecção semi-supervisionada de tanques de água para apoiar o controle vetorial de doenças infecciosas emergentes transmitidas por Aedes Aegypti. Revista Internacional de Observação Aplicada da Terra e Geoinformação (19 de abril de 2023).
