Projeto utiliza inteligência artificial para prever queimadas na Amazônia

O Instituto Federal do Amazonas (Ifam) garantiu um aporte mínimo de R$ 1,9 milhão, o maior da América Latina, em financiamento do Google.org, braço filantrópico da gigante da tecnologia. O recurso será destinado ao projeto IA-FogoBio, que utiliza inteligência artificial para prever incêndios na Amazônia Legal com pelo menos uma semana de antecedência.

A iniciativa é uma das oito selecionadas entre 395 inscritas no edital Desafio IA Natureza & Clima, lançado pelo Instituto Clima e Sociedade (iCS) em parceria com o Google. O valor total de investimentos é de R$ 18 milhões.

Coordenador do projeto, o doutor em Automação de Sistemas e professor do Ifam Diego Sales explicou, em entrevista a A CRÍTICA, os diferenciais da proposta em relação a outros sistemas de monitoramento já existentes. 

Pesquisador Diego Sales (camisa azul claro) e alguns dos integrantes do projetos: José Pinheiro de Queiroz Neto (de jaleco); Ivan Saraiva (camisa azul escuro), Deydila Michele Bonfim dos Santos (terno azul) e Mônica Alves de Vasconcelos (camisa rosa).

 Como nasceu o projeto para utilizar IA na prevenção e combate a queimadas?

O projeto teve origem em uma situação do nosso estado, principalmente com a fumaça de incêndios florestais que chegou a Manaus. Isso prejudicou a cidade e fechou as portas do Ifam. Aquilo me fez questionar o que poderia ser feito para evitar que ocorresse novamente. Pesquisei a respeito das tecnologias utilizadas para identificação de focos de incêndio e como operam, conversei com pessoas do Censipam [Centro Gestor e Operacional do Sistema de Proteção da Amazônia] para saber como atuavam. Naquele momento, pessoas que trabalhavam com o Painel do Fogo me mostraram como era utilizado, e vi que era algo reativo, ou seja, acontece o fogo, eles identificam onde ocorre e estruturam as operações para ir até lá. Isso me mostrou que a tecnologia poderia ser mais do que só reativa. Vi uma possibilidade de desenvolver um projeto que utilize a inteligência artificial para fazer a previsão proativa, ou seja, criar modelos matemáticos que consigam prever de sete a 14 dias antes a condição e apresentar relatórios de áreas de risco. Assim surgiu o IA FogoBio, o uso da inteligência artificial para entendermos os focos de incêndio e compreendermos o impacto no solo e no bioma da nossa Amazônia. O Censipam tem algo em torno de 20 anos de dados extraídos de todos os processos que eles fazem, de como fazem para mitigar esses focos de incêndio, e a IA pode ser utilizada a partir desses dados, nesses processos.

O projeto agora recebeu um apoio expressivo de financiamento do Google em parceria com o Instituto Clima e Sociedade (iCS). De que maneira o recurso vai ajudar o projeto a sair do papel?

Foram 385 propostas apresentadas para esse financiamento e 20 classificadas. Esse grupo passou por uma mentoria de cerca de um mês a respeito de como é o desenvolvimento de projetos, como apresentar, como fazer toda a operação, para depois apresentar um vídeo a respeito do projeto. Em relação aos recursos, o primeiro passo é estruturarmos o local, um servidor do Ifam que possa fornecer a tecnologia para a IA, para treinar modelos matemáticos. Além disso, outros equipamentos de alta tecnologia para que a gente possa trabalhar em conjunto com pesquisadores que vão ser de diversas áreas: da parte dos biomas, da inteligência artificial; e os dois vão interagir para que a gente possa traduzir todo o conhecimento a respeito do clima e da parte do fogo, para que a IA consiga falar a mesma língua e ela seja treinada para ser um suporte para esse processo.

Já temos programas de monitoramento em tempo real, como o Deter, do governo federal, além de outros projetos independentes. O que diferencia, de fato, a iniciativa de vocês e como fazer com que também se converta em ação do poder público contra as queimadas?

Trabalhamos com a base de dados e especialistas, e são eles que vão nos orientar após análise de casos passados. Ou seja, vão nos dizer como aconteceu, quanto tempo levou e quais foram os sinais antes do fogo. Os dados vão ser cruzados com informações meteorológicas, do solo, do bioma, para que a gente possa fazer inferências e compreender o cenário completo. A gente objetiva a acurácia de 90% e uma previsibilidade de sete dias, considerando uma série de variantes. Por exemplo, temos dados de satélites e de georreferenciamento de posse do Censipam que nos ajudam a mapear potenciais locais de risco na Amazônia Legal. Ou seja, vamos estar trabalhando em uma região extremamente extensa, fazendo apontamentos, sinalizações a respeito de áreas onde podem ocorrer os incêndios para que fiquem sob alerta.

O projeto nasce e se desenvolve no Ifam, uma instituição de ensino. Como os alunos devem participar do projeto?

Do total de 17 pessoas no projeto, há cinco alunas e um aluno.  O que é interessante do projeto é que ele tem uma parte de inclusão social. Dentro do edital do iCS, havia uma previsão de haver 50% de mulheres e 30% de pessoas pretas e perdas. Foi um desafio conseguir mapear essas pessoas, mas deu certo. Temos uma pessoa PcD e três pessoas pretas. Outro ponto importante, em relação à participação social, é que a gente vai a campo com o projeto. Quando a IA disser que há uma grande tendência de incêndio, e de fato ocorrer, a gente vai a campo para tirar fotos, registrar, verificar o resultado apresentado pela IA. A gente vai fazer um treinamento também das pessoas que estão na ponta, aquelas nos lugares mais vulneráveis, para conhecerem o sistema. Elas vão poder receber mensagens de alerta, por exemplo, caso estejam próximas a áreas de risco.

Como o sistema poderá ser utilizado efetivamente para que o poder público consiga combater esses incêndios? Afinal, eles até têm informações sobre onde ocorrem, o problema muitas vezes está nas operações ineficientes.

A gente compreende que eles já possuem tecnologias, isso é fato. Hoje o que eu penso é que o sistema, quando a gente já conseguir identificar e mapear e ter uma predição através do modelo, desses indícios, cruzando esses dados, a gente possa ir para um outro patamar que é de inteligência. O que seria inteligência? É o patamar de dizer o que eu preciso fazer, que logística e qual o custo que eu vou precisar ter [em um] sentido governamental para atuar em determinada área. Isso aí ainda é uma incógnita. Eles fazem de alguma forma porque já conhecem, mas um sistema que consiga trazer para a gente que eu preciso de “x” pessoas, ou que eu preciso atuar levando determinados equipamentos, pode diminuir os custos de logística, pode fazer com que a tecnologia avance em conjunto com outros órgãos governamentais. A gente não está inventando algo, a gente está aprimorando um processo que já existe.

O senhor fala do uso de IA em favor do meio ambiente, mas essa própria tecnologia já provoca novos debates sobre seus potenciais impactos, especialmente com o consumo excessivo de energia e água. Há uma reflexão sobre reduzir o impacto do próprio projeto?

Essa é uma boa pergunta, porque uma das coisas que a gente se preocupa na pesquisa é em ter altíssima capacidade de processamento. Ou seja, a gente precisa de alto consumo e, consequentemente, data centers que precisam de consumo de água para resfriamento.

O Polo de Inovação, prédio que vai rodar o projeto, já tem um sistema de painel fotovoltaico que está até com uma boa sobra de geração de energia elétrica. O nosso sistema da IA, então, vai poder ser energizado em grande parte com energia solar, que é renovável.

O primeiro passo é a gente buscar definir uma metodologia e definir um modelo matemático que soluciona [o problema]. Dois, a gente conseguir aprimorar o algoritmo, fazer a mesma coisa gastando menos. Três, a gente pode utilizar outra tecnologia que tem menor custo energético e computacional, e aí a gente conseguir aprimorar. Então, é como se fosse um processo de lapidar um diamante, sabe? Primeiro eu preciso entender o que eu estou fazendo, na sequência eu modelo e vou refinando. O maior desafio que a gente tem da IA é isso. É primeiramente usar os nossos recursos renováveis e depois aprimorar dentro de um processo de pesquisa para propor algoritmos mais eficazes.

Estamos falando de uma pesquisa feita no Amazonas com impactos positivos para a região. Ao mesmo tempo, com financiamento externo. Como é fazer pesquisa na Amazônia e quais os desafios para obter recursos?

O primeiro desafio que a gente tem é que tem que começar. Ou seja, a gente precisa primeiramente ter um capital humano. É pensar o que é necessário, que habilidades e competências seriam necessárias para que a gente conseguisse sair de um pequeno laboratório para desenvolver projetos mais desafiadores e que sejam com recursos de pesquisa maiores. A gente precisa formar essas capacidades de competência para desenvolvimento de projetos e participação nesses editais.

Se aproximar também da problemática é um outro passo muito importante. Ou seja, a academia ficar mais próxima da comunidade, da sociedade, e podermos, em uma segunda situação, captar esses recursos. É preciso também buscar entender quais as fontes e os recursos possíveis. Por exemplo, uma das dificuldades que a gente tem é assim: eu tenho bastante conhecimento, a gente tem conhecimento numa tecnologia, como o drone, mas, para eu comprar um drone custa cem mil dólares, para fazer o que é necessário, porque ele precisa ter uma câmera multiespectral. Eu vou fazer uma análise, vamos supor, numa agência de fomento do Amazonas, o recurso é de R$ 50 mil, R$ 60 mil. Então, assim, a capacidade de chegarmos a resolver problemas mais avançados com altíssima tecnologia, exige que a gente proponha novos editais com a capacidade de fornecer recursos para essas tecnologias.

O Amazonas tem a Zona Franca de Manaus e o seu bem-sucedido polo de informática, e a Lei de Informática, que prevê investimentos diretos das empresas em pesquisa e inovação na região. Que futuro você enxerga para o estado em meio a essa nova revolução tecnológica com a IA?

Esses recursos que você citou possuem fundos de investimentos, de aplicações que, na maioria das vezes, são para atender às necessidades da própria indústria, quando nós podemos observar a necessidade de fundos que solucionem problemas da nossa sociedade amazônica. Hoje temos centros de pesquisa, institutos de tecnologia que têm conhecimentos aplicados às necessidades da indústria. Temos programas, treinamentos e capacitações a respeito da indústria 4.0 e vejo que será natural a gente olhar para isso e investir também na educação dos alunos para que se transformem em futuros líderes de startups de sucesso.

Enquanto pesquisador que desenvolve projetos na Lei de Informática, fico feliz quando essas empresas podem aportar recursos no poder público, que é simplesmente só 0,4%, mas o retorno é imenso. Formamos alunos, temos nossos laboratórios. É preciso ampliar esses investimentos até para que a gente possa caminhar com o avanço da tecnologia. Hoje se fala em indústria 4.0, mas logo será a 6.0 ou mais. Vamos estar ensinando aos nossos alunos sobre qual delas? Precisamos acompanhar essas mudanças.

Fonte: A Crítica