Ciência Cidadã e aprendizado de máquina tornam-se uma esperança para a conservação de florestas tropicais

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A conservação das florestas tropicais é uma necessidade urgente e um desafio global. No Brasil, onde a Amazônia enfrenta constantes ameaças de desmatamento, uma nova abordagem que combina a ciência cidadã com técnicas de aprendizado de máquina promete trazer avanços na luta pela preservação ambiental. Esse é o foco do artigo ForestEyes: Citizen Scientists and Machine Learning-Assisting Rainforest Conservation (ForestEyes: Ciência Cidadã e Aprendizado de Máquina Auxiliando na Conservação da Floresta Tropical, em tradução livre), de autoria dos professores Álvaro L. Fazenda e Fabio Augusto Faria, do Instituto de Ciência e Tecnologia da Universidade Federal de São Paulo (ICT/Unifesp) - Campus São José dos Campos, publicado na revista Communications of the ACM.

O projeto ForestEyes foi criado em abril de 2019, fruto de uma tese de doutorado em Ciência da Computação no ICT/Unifesp, com o objetivo de integrar a ciência cidadã com aprendizado de máquina para monitorar a floresta amazônica. A ciência cidadã aproveita o esforço coletivo de voluntários(as) que não são especialistas para realizar tarefas como coleta, análise e classificação de dados. No contexto do ForestEyes, esses(as) voluntários(as) ajudam a classificar segmentos de imagens de satélite em duas categorias: áreas de floresta e áreas desmatadas. Essas contribuições manuais são, então, utilizadas para treinar algoritmos de inteligência artificial, que, por sua vez, podem identificar automaticamente novas áreas de desmatamento.

"Este estudo é o resultado do fruto do nosso trabalho de 7 anos, demonstrando que a colaboração entre a ciência cidadã e a tecnologia de ponta pode gerar resultados relevantes e confiáveis na identificação do desmatamento", destaca o professor Fabio Augusto Faria, que explica que, desde seu lançamento, o ForestEyes contou com a participação de centenas de voluntários(as) ao redor do mundo, que realizaram mais de 88 mil classificações em 5.500 segmentos de imagens durante oito campanhas.

“Essas campanhas cobriram áreas nos estados de Rondônia e Mato Grosso, incluindo unidades de conservação e territórios indígenas. As técnicas de aprendizado de máquina, alimentadas pelas contribuições dos(as) voluntários(as), alcançaram uma eficácia de 91,5% na detecção de desmatamento, comparadas com dados oficiais do Prodes (Projeto de Monitoramento do Desmatamento na Amazônia Legal) e a verdade terrestre”, detalha Faria.

Os autores ressaltam que os(as) voluntários(as) conseguiram classificar segmentos de imagens da floresta amazônica com alta confiabilidade, mesmo em tarefas desafiadoras caracterizadas por padrões difusos ou ruidosos. Isso demonstra o potencial da ciência cidadã em contribuir efetivamente para a conservação ambiental, ao mesmo tempo em que sensibiliza a sociedade para a gravidade do desmatamento.

A relevância da ciência cidadã

A ciência cidadã tem se mostrado uma ferramenta poderosa em diversas áreas de pesquisa, especialmente naquelas que demandam a análise de grandes volumes de dados. No caso do ForestEyes, ela permitiu a obtenção rápida e econômica de informações valiosas que, além de avançarem na pesquisa científica, também engajam o público na solução de problemas complexos. Para os(as) voluntários(as), participar de um projeto de relevância científica e social oferece reconhecimento e a satisfação de contribuir para um bem maior.

O artigo também aborda os desafios enfrentados no desenvolvimento do projeto, incluindo a necessidade de criar um sistema computacional inovador que combinasse ciência cidadã e inteligência artificial de maneira efetiva. Além disso, destaca a importância de recursos computacionais de alto desempenho, fornecidos pelo Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC/MCTI, Brasil), e o apoio financeiro de várias instituições, como o CNPq, Capes e a Fapesp (processo 23/00782-0).

Os resultados positivos do ForestEyes abrem caminho para a implementação de sistemas semelhantes em outras regiões tropicais, dentro e fora do país, potencialmente gerando alertas para autoridades competentes e fornecendo dados suplementares para programas oficiais de monitoramento.

Publicação do estudo comprova importância do tema e caminhos futuros

A publicação do artigo na revista Communications of the ACM destaca a relevância científica e a inovação do trabalho realizado pelos professores Álvaro L. Fazenda e Fabio Augusto Faria, além de diversos(as) alunos(as) e professores(as) colaboradores(as) da Unifesp e outras instituições. Muito além de oferecer uma nova abordagem para o monitoramento do desmatamento, esta pesquisa exemplifica o poder transformador da colaboração entre ciência cidadã e tecnologia de ponta na preservação ambiental.

Em um momento em que a Amazônia enfrenta pressões crescentes, iniciativas como o ForestEyes são fundamentais para proteger esse ecossistema, mostrando o potencial da união entre cientistas, voluntários(as) e tecnologia no intuito de fazer a diferença na luta contra o desmatamento.