A espécie de árvore mais solitária do mundo não pode se reproduzir sem um par. Então, a IA está procurando uma escondida nas florestas da África do Sul

A árvore mais solitária do mundo pode em breve encontrar um par, graças à inteligência artificial (IA).

Apenas um único espécime masculino da cícada de Wood (Encephalartos woodii) foi descoberto na natureza. Em 1895, o botânico John Medley Wood encontrou a planta solitária na região que hoje é a Reserva Florestal de Ngoye, em KwaZulu-Natal, África do Sul.

As cícadas, um tipo primitivo de planta com sementes, surgiram há cerca de 300 milhões de anos, antes dos dinossauros habitarem a Terra. Nas cícadas, as estruturas reprodutivas masculinas e femininas — chamadas de cones — são produzidas por plantas separadas.

No entanto, a E. woodii também se reproduz por meio de brotações, o que significa que a planta-mãe emite brotos que se transformam em outras plantas adultas. No século 20, botânicos removeram algumas das brotações e transplantaram alguns dos troncos originais do solitário espécime masculino 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 sexual é necessária para a viabilidade a longo prazo da espécie. Para ajudar as brotações masculinas a encontrar parceiras, os cientistas lançaram uma série de voos de drones sobre as florestas nativas remotas e inacessíveis das cícadas.

Os cientistas então usam algoritmos de IA para filtrar as imagens visuais coletadas pelo drone. “A abordagem do nosso projeto para o uso de IA foca na identificação visual das cícadas, que se assemelham a palmeiras quando vistas de cima”, disse Laura Cinti, cofundadora do C-LAB, um coletivo de arte e ciência, e pesquisadora na Universidade de Southampton, na Inglaterra. “Inicialmente, adotamos modelos de detecção que são rotineiramente usados na indústria de óleo de palma para contar palmeiras, mas para otimizar para nosso ponto de vista específico e a forma única das cícadas, treinamos nossos próprios algoritmos de reconhecimento de imagens”, disse Cinti ao Live Science.

Pesquisas realizadas em 2022 e 2024 capturaram milhares de imagens de 79 hectares (195 acres) dos 4.000 hectares (10.000 acres) da Floresta de Ngoye. As câmeras dos drones capturaram imagens em cinco comprimentos de onda na esperança de identificar a assinatura espectral única das cícadas, facilitando a distinção delas das árvores ao redor. “Analisamos características ecológicas para direcionar estrategicamente áreas onde as cícadas são mais propensas a ser encontradas, começando nas bordas da floresta — onde a E. woodii foi descoberta”, disse Cinti. Pesquisas anteriores conduzidas por outros cientistas não tiveram sucesso.

Os pesquisadores passaram milhares de imagens pelo YOLOv8, um modelo de visão computacional usado em tarefas de reconhecimento de imagens, disse Cinti. “Um sistema separado de IA generativa criou mapas sintéticos com cícadas em vários ambientes para melhorar a capacidade do modelo de reconhecer cícadas em contextos diversos”, ela observou. Eles treinaram o modelo usando uma variedade de fotografias de várias espécies de cícadas e as colocaram em copas digitalmente geradas para ensinar o programa como seu alvo pode parecer visto de cima.

O terreno montanhoso e a cobertura de nuvens tornaram a análise das imagens ainda mais complicada. A equipe planeja continuar refinando o modelo.

Candidatas promissoras podem então ser inspecionadas com passagens mais próximas do drone. “Podemos guiar alguns desses drones usando a perspectiva de primeira pessoa, o que nos permite fazer uma navegação fina e obter closes detalhados”, disse Cinti. “No entanto, como etapa final, a verificação em solo é sempre necessária para confirmar as descobertas.”

Se uma fêmea for localizada, ela provavelmente seria removida da natureza. Idealmente, ela produziria cones. “Em ambientes controlados, a polinização pode ser gerenciada de forma natural ou artificial. Uma vez produzidas as sementes, elas seriam cuidadosamente cultivadas para garantir um crescimento saudável”, disse ela. O objetivo final é produzir mudas férteis e saudáveis que possam então ser reintroduzidas em seu habitat nativo.

Fonte: Live Science