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Tecnologia desenvolvida por pesquisadores da Universidade Purdue permite simular o crescimento de árvores e seus impactos ambientais, promovendo cidades mais verdes e sustentáveis
Imagine poder prever como uma árvore crescerá ao longo de décadas ou como sua sombra afetará uma rua ou praça. Essa possibilidade agora está ao alcance de planejadores urbanos, cientistas ambientais e até mesmo cidadãos comuns, graças a um algoritmo inovador desenvolvido na Universidade Purdue. O Tree-D Fusion, como foi batizado, utiliza inteligência artificial para criar modelos tridimensionais de árvores a partir de uma única imagem, abrindo caminho para um planejamento urbano mais eficiente e sustentável.
O algoritmo, descrito em detalhes durante a Conferência Europeia sobre Visão Computacional (ECCV) de 2024, é capaz de gerar simulações precisas de como as árvores se desenvolvem em diferentes ambientes. Seja em um terreno aberto ou próximo a edifícios, o Tree-D Fusion permite visualizar o crescimento das árvores e seus impactos no entorno. Com um banco de dados que já conta com mais de 600.000 modelos de árvores reais, a ferramenta oferece uma base robusta para estudos e planejamentos urbanos.
A criação desses modelos 3D foi possível graças ao uso de técnicas avançadas de visão computacional e modelos de difusão, que permitem reconstruir a estrutura das árvores com alto nível de detalhe. Embora os modelos gerados não sejam réplicas perfeitas das árvores reais, eles são altamente úteis para estimar, por exemplo, a quantidade de sombra que uma árvore projetará em uma área urbana ou como ela se comportará ao longo de 20 anos.
Um dos principais desafios enfrentados pela equipe foi a reconstrução tridimensional a partir de uma única imagem. Segundo Bedrich Benes, professor da Universidade Purdue e um dos líderes do projeto, a falta de dados detalhados dificultava a criação de modelos precisos. No entanto, o uso de inteligência artificial permitiu superar essa limitação, gerando aproximações realistas e funcionais.
O Tree-D Fusion não é apenas uma ferramenta para cientistas. Planejadores urbanos podem utilizá-lo para projetar cidades mais verdes, enquanto proprietários de imóveis podem visualizar como as árvores em seus terrenos se desenvolverão ao longo do tempo. Além disso, a plataforma tem potencial para ser expandida em escala global, permitindo o monitoramento e a gestão de florestas urbanas em todo o mundo.
A base de dados do algoritmo foi construída a partir de informações públicas de censos de árvores, combinadas com imagens do Google Street View e fotografias aéreas. Essa integração de dados permitiu a criação de uma ferramenta de monitoramento em larga escala, capaz de acompanhar a evolução das florestas urbanas em tempo real. Pesquisadores do MIT, por exemplo, já utilizaram os modelos 3D para traçar rotas de caminhada sombreadas em cidades selecionadas.
A importância das árvores para o ambiente urbano vai além da estética. Elas desempenham um papel fundamental no resfriamento das cidades, na melhoria da qualidade do ar e na captura de dióxido de carbono. Além disso, têm um impacto positivo na saúde física e mental da população. Com o Tree-D Fusion, é possível quantificar esses benefícios e planejar intervenções que maximizem os efeitos positivos das árvores nas áreas urbanas.
Apesar dos avanços, o desenvolvimento do algoritmo exigiu um esforço computacional significativo. Para processar todo o conjunto de dados, foram utilizados nove clusters de supercomputadores da Universidade Purdue, em um processo que levou quase seis meses. Mesmo com recursos avançados, o cálculo completo demandaria 23 anos se fosse realizado em uma única unidade de processamento gráfico (GPU).
O Tree-D Fusion representa um marco no campo da silvicultura digital e do planejamento urbano. Ao combinar tecnologia de ponta com dados ambientais, a ferramenta oferece uma nova perspectiva sobre como as cidades podem se tornar mais verdes, inteligentes e saudáveis. Com o avanço contínuo dessa tecnologia, o futuro das florestas urbanas parece mais promissor do que nunca.
