As espécies de árvores mais solitárias do mundo não conseguem se reproduzir sem um parceiro. Então a IA está procurando por um escondido nas florestas da África do Sul.
A árvore mais solitária do mundo pode em breve encontrar um companheiro, graças à inteligência artificial (IA).
Apenas um único espécime masculino do Cicadácea de Wood (Encephalartos woodii) já foi descoberta na natureza. Em 1895, o botânico John Medley Wood encontrou a planta solitária no que é hoje a Reserva Florestal de Ngoye em KwaZulu-Natal, África do Sul.
As cicadáceas, um tipo primitivo de planta com sementes, surgiram pela primeira vez há cerca de 300 milhões de anos, antes dos dinossauros vagarem pela Terra. Nas cicadáceas, as estruturas reprodutivas masculina e feminina — chamadas cones — são produzidas por plantas separadas.
No entanto, E. existiu também se reproduz por meio de brotos, o que significa que a planta-mãe emite brotos que se transformam em outras plantas adultas. No século XX, os botânicos removeram alguns dos brotos e transplantaram alguns dos troncos originais do macho solitário na África do Sul. Isso deu origem a cerca de 500 plantas separadas que vivem em jardins botânicos ao redor do mundo.
No entanto, a reprodução sexuada é necessária para a viabilidade a longo prazo da espécie. Para ajudar os rebentos machos a encontrar parceiras, cientistas lançaram uma série de voos de drones sobre as florestas nativas remotas e inacessíveis da cicadácea.
Os cientistas então usam algoritmos de IA para peneirar as imagens visuais coletadas pelo drone. “A abordagem do nosso projeto para usar IA se concentra na identificação visual de cicadáceas, que se assemelham a palmeiras quando vistas de cima”, disse Laura Cinticofundador do C-LAB, um coletivo de arte e ciência, e pesquisador da Universidade de Southampton, na Inglaterra. “Inicialmente, adotamos modelos de detecção que são rotineiramente usados na indústria de óleo de palma para contagem de palmeiras, mas para otimizá-lo para nosso ponto de vista específico e formato único de cicadáceas, treinamos nossos próprios algoritmos de reconhecimento de imagem”, disse Cinti à Live Science.
Pesquisas em 2022 e 2024 capturou milhares de imagens de 195 acres (79 hectares) da Floresta Ngoye de 10.000 acres (4.000 hectares). As câmeras do drone capturaram imagens em cinco comprimentos de onda na esperança de identificar a assinatura espectral única das cicadáceas, tornando mais fácil distingui-las das árvores ao redor. “Analisamos características ecológicas para mirar estrategicamente áreas onde as cicadáceas são mais propensas a serem encontradas, começando nas bordas da floresta — onde E. existiu foi descoberto”, disse Cinti. Pesquisas anteriores conduzidos por outros cientistas foram infrutíferos.
Os pesquisadores analisaram milhares de imagens YOLOv8um modelo de visão computacional usado em tarefas de reconhecimento de imagem, disse Cinti. “Um sistema de IA generativo separado criou mapas sintéticos com cicadáceas em vários ambientes para melhorar a capacidade do modelo de reconhecer cicadáceas em diversos contextos”, ela observou. Eles treinaram o modelo usando uma variedade de fotografias de várias espécies de cicadáceas e as colocaram em copas geradas digitalmente para ensinar ao programa como seu alvo poderia parecer visto de cima.
Terrenos montanhosos e cobertura de nuvens tornaram a análise das imagens ainda mais complicada. A equipe planeja continuar refinando o modelo.
Candidatos promissores podem então ser inspecionados por passagens mais próximas do drone. “Podemos guiar alguns desses drones usando perspectiva em primeira pessoa, o que nos permite fazer uma navegação fina e obter close-ups detalhados”, disse Cinti. “No entanto, como uma etapa final, a verificação da verdade terrestre é sempre necessária para confirmar as descobertas.”
Se uma fêmea for localizada, ela provavelmente será removida da natureza. Idealmente, ela produziria cones. “Em ambientes controlados, a polinização pode ser gerenciada natural ou artificialmente. Uma vez que as sementes são produzidas, elas seriam cuidadosamente cultivadas para garantir um crescimento saudável”, disse ela. O objetivo final é produzir mudas férteis e saudáveis que poderiam então ser reintroduzidas em seu habitat nativo.
