Resultados finais PD&I Agro 4.0

A Bionexus figurou entre as top 5 vencedoras do edital de inovação Agro 4.0 promovido pela Finep no ciclo 2020/21. Na oportunidade, em parceria com a cooperativa agroindustrial Castrolanda e Pool Leite, a Universidade do Estado de Santa Catarina, o Laticínios Oliveira e a Globo Aves, a equipe de pesquisa e desenvolvimento trabalhou por mais de 24 meses, gerando inovações aplicadas nos segmentos lácteo e de ovos.

ESTABILIDADE DO LEITE

No setor lácteo, a startup desenvolveu um analisador eletrônico de estabilidade do leite baseado em sensores de espectroscopia eletroquímica, pH e temperatura. A solução a nível de protótipo, entregou resultados com 92% de assertividade (comparadas ao alizarol), considerando amostras as regiões sul, nos estados do PR e SC. Como benefícios, a tecnologia traz robustez, durabilidade, não requer o uso de reagentes e não perde a sensibilidade ao álcool quando comparada a volatilidade do alizarol na cadeia logística do leite.

Na imagem, um registro da apresentação dos resultados a equipe técnica da Castrolanda e Pool Leite, em outubro de 2023.  Mais de 50 propriedades da região de Castro/PR foram visitadas durante as atividades de campo pela equipe, incluindo coleta de amostras, testes de referência e aplicação da medição eletrônica da estabilidade. A seguir, um vídeo demonstrando o protótipo operando na prática, utilizando uma amostra de leite pasteurizado.

Como se pode observar no vídeo demonstrativo, em poucos segundos a tecnologia desenvolvida pelo time Bionexus efetua uma análise do leite, obtendo um espectro da amostra juntamente com o indicador de pH e temperatura. Na sequência um algoritmo desenvolvido com inteligência artificial classifica o grau de estabilidade, indicando de maneira direta e prática, se a amostra é estável ou não. Ao todo, a construção do modelo matemático contou com mais de 3000 mil amostras de leite de tanque, monitoradas ao longo de cerca de 12 meses.

CALIBRAÇÃO E MODELAGEM

Em parceria com o Laticínios Oliveira, a equipe de desenvolvimento atuou ao longo de pouco mais de 1 ano em coletas de amostras de produtores. Neste trabalho, análises de referências com diferentes concentrações de álcool, leitura de cálcio iônico, pH, temperatura e intervalo entre coleta e análise foram consideradas para compor uma base de dados que pudesse oferecer um conjunto de amostras capaz de treinar o algoritmo de inteligência artificial. E o resultado veio após um dedicado trabalho de modelagem computacional, envolvendo diferentes tipos de algoritmos, desde genéticos, redes neurais artificiais, boosted tree, regressão logística e muita estatística.

Nas fotos a seguir, parte do time Bionexus e Lat. Oliveira na reunião de apresentação dos resultados obtidos durante todo o ciclo de desenvolvimento entre jun/2022 e jun/2023. Na imagem da esquerda abaixo, registro do time nos trabalhos de aquisição de dados dos sensores eletrônicos.

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Com um equipamento compacto, no comprimento de um smartphone, conseguimos embarcar uma tecnologia que abre novas possibilidades no segmento produtivo, impulsionando transformação digital, agilidade, segurança e praticidade. É a identidade inovadora Bionexus mais uma vez impactando positivamente o segmento lácteo. Tecnologia 100% nacional, demonstrando o potencial em ciência aplicada na solução de problemas reais.

QUALIDADE DE OVOS

Concomitante as pesquisas em estabilidade do leite, a proposta de inovação ainda considerava a utilização de técnicas de espectroscopia na análise da qualidade de ovos. Nestes experimentos em parceria com o laboratórios, alimentos do Senai Chapecó e  Udesc/CEO, desenvolvemos uma tecnologia que detecta a presença de diferentes famílias de salmonela presentes na casca do ovo.

A imagem no gráfico ao lado ilustra as diferenças entre os espectros de impedância complexa para amostras contaminadas e não-contaminadas. Durante os experimentos, foi possível ter um nível de detecção de concentrações de salmonela que variavam a partir de 10³ UFC. Além disso, com a modelagem dos dados, foi possível determinar também variáveis de correlação com características de qualidade, tais como envelhecimento e unidade Haugh do ovo comercial.

Como se pode observar no gráfico acima, foi possível separar em diferentes regiões ovos contaminados de amostras não contaminadass com Salmonella virchow. Isto demonstra o potencial da técnica na identificação de presença de salmonela em ovos de forma rápida e com baixo custo, gerando resultados precisos em menos de 1 minuto.

SEXAGEM IN-OVO

O tema da sexagem surgiu após as primeiras avaliações de espectroscopia em ovos e contato com especialistas do segmento. Após obter os resultados do primeiros experimentos, a Bionexus inventou o primeiro analisador de sexagem em ovo por espectroscopia, desenvolvendo o sensor de acoplamento e a inteligência artificial para classificação da sexagem in-ovo, a partir de amostras de ovos após o 18° dia de incubação.

Com análise de mais de 1000 amostras, os resultados preliminares indicaram uma taxa superior a 70% de assertividade na classificação do sexo do embrião dentro do ovo. Além disso, a tecnologia detecta com 99,5% de confiabilidade, a posição da câmara de ar, além de identificar com 95% de precisão os ovos que contém embriões vivos em relação a mortos e inférteis.

CONSIDERAÇÕES

A Bionexus é uma startup que nasceu com DNA de inovação. Conforme pode-se observar neste artigo, os trabalhos de pesquisa, desenvolvimento e inovação resultaram em importantes impactos aos setores produtivos do segmento agro, além de impulsionar a geração de publicação de trabalhos científicos, entre trabalhos de conclusão de curso, dissertações e teses, incluindo artigos nacionais e internacionais.

Por fim, o resultado gerado com as inovações abrem o potencial para o lançamento de produtos que atendam as necessidades do setor agroindustrial, não somente contribuindo com praticidade, segurança e confiabilidade, mas também promovendo uma independência tecnológica, consideravelmente reduzindo custos e ampliando a assessibilidade da tecnologia desde o pequeno produtor até a grande agroindústria nacional.

Ao time Bionexus, o sentimento é de gratidão e de missão cumprida! Agradecemos a nossos apoiadores, amigos e parceiros. As entidades de fomento a inovação, Finep, a Udesc, ao Senai, as agroindústrias que trazem demandas e compartilham seus desafios do dia-a-dia e todos os amigos, parceiros, clientes e apoiadores deste projeto.

Este artigo ainda deve receber mais atualizações e uma galeria de fotos ao longo das próximas semanas. Fique de olho e acompanhe as novidades.

Seguimos juntos inovando e trazendo soluções que transformam a vida das pessoas!

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