Predição de compatibilidade entre cultivares em processos de enxertia : um estudo comparativo de técnicas baseadas em sistemas de recomendação

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SILVA, Thiago Batista Rodrigues
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
dARK ID: ark:/64986/001300000g4s7
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/47653
Resumo: A viticultura é a ciência que estuda o cultivo da uva para produção de sucos, vinhos e outros derivados. Tanto os produtos quanto a cadeia produtiva possuem elevada importância soci- oeconômica e cultural em grande parte do mundo. Recentemente, técnicas de enxertia vêm sendo aplicadas para aumentar a produtividade e a qualidade no setor, no entanto, o processo para encontrar cultivares de porta-enxerto que sejam compatíveis com enxertos de videiras é essencialmente experimental, lento e custoso. Embora a utilização de aprendizagem de má- quina no Agronegócio não seja novidade, a literatura carece de trabalhos que demonstrem a aplicabilidade dessa técnica para apoiar especificamente processos de enxertia. Este trabalho, por meio de uma perspectiva de Sistema de Recomendação, oferece uma comparação entre abordagens de predição e de classificação para o problema da seleção de cultivares de enxerto e porta-enxerto. Além disso, também avalia os desempenhos de algoritmos baseados em fil- tragem colaborativa com os de algoritmos baseados em métodos de Kernel, para as tarefas de predição de ratings e de classificação de interações. Ao todo, 17 modelos baseados em algoritmos de filtragem colaborativa e métodos de kernel foram avaliados em um conjunto de dados de 251 interações rotuladas, atingindo o valor máximo de 96% para a métrica f1-score. Os resultados indicaram uma vantagem significativa para a abordagem de classificação, espe- cialmente para os modelos baseados em kernel, bem como a viabilidade de uma ferramenta de apoio à decisão para orientar as escolhas de especialistas das melhores cultivares para enxertia.
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Recentemente, técnicas de enxertia vêm sendo aplicadas para aumentar a produtividade e a qualidade no setor, no entanto, o processo para encontrar cultivares de porta-enxerto que sejam compatíveis com enxertos de videiras é essencialmente experimental, lento e custoso. Embora a utilização de aprendizagem de má- quina no Agronegócio não seja novidade, a literatura carece de trabalhos que demonstrem a aplicabilidade dessa técnica para apoiar especificamente processos de enxertia. Este trabalho, por meio de uma perspectiva de Sistema de Recomendação, oferece uma comparação entre abordagens de predição e de classificação para o problema da seleção de cultivares de enxerto e porta-enxerto. Além disso, também avalia os desempenhos de algoritmos baseados em fil- tragem colaborativa com os de algoritmos baseados em métodos de Kernel, para as tarefas de predição de ratings e de classificação de interações. Ao todo, 17 modelos baseados em algoritmos de filtragem colaborativa e métodos de kernel foram avaliados em um conjunto de dados de 251 interações rotuladas, atingindo o valor máximo de 96% para a métrica f1-score. Os resultados indicaram uma vantagem significativa para a abordagem de classificação, espe- cialmente para os modelos baseados em kernel, bem como a viabilidade de uma ferramenta de apoio à decisão para orientar as escolhas de especialistas das melhores cultivares para enxertia.Viticulture is the science that studies the cultivation of grapes for the production of juices, wines and other derivatives. Both the products and the production chain have high socioeco- nomic and cultural importance in much of the world. Recently, grafting techniques have been applied to increase productivity and quality in the sector, however, the process to find rootstock cultivars that are compatible with vine grafts is essentially experimental, slow and expensive. Although the use of machine learning in Agribusiness is not new, the literature lacks works that demonstrate the applicability of this technique to specifically support grafting processes. This work, through a Recommendation System perspective, offers a comparison between pre- diction and classification approaches to the problem of scion and rootstock cultivar selection. Furthermore, it also evaluates the performance of algorithms based on collaborative filtering with those of algorithms based on Kernel methods, for rating prediction and interaction clas- sification tasks. In all, 17 models based on collaborative filtering and kernel methods were evaluated on a dataset of 251 labeled interactions, reaching a maximum value of 96% for the f1-score metric. The results indicated a significant advantage for the classification approach, especially for kernel-based models, as well as the feasibility of a decision support tool to guide specialist choices of the best cultivars for grafting.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Ciencia da ComputacaoUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessInteligência computacionalAprendizagem de máquinaPredição de compatibilidade entre cultivares em processos de enxertia : um estudo comparativo de técnicas baseadas em sistemas de recomendaçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPECC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/47653/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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