Evaluation of the nutritional status of corn by vegetation indices via aerial images / Avaliação do estado nutricional do milho por índices de vegetação de imagens aéreas

ABSTRACT: The objective of this study is to determine the vegetation indices (IV) as a means of identifying the nutritional status of corn, with respect to the soil nitrogen and potassium, using the aerial images received through an RGB camera loaded on an unmanned aerial vehicle. The images were obtained for an experiment of the nitrogen levels (0, 60, 120 and 180 kg ha-1) and potassium levels (0, 50, 100 and 150 kg ha-1), in the random block design, with a factorial scheme of 4 x 4, having three repetitions. Ten leaves were plucked per plot during the flowering phase to assess the total N (NF) and K+ leaf contents. The Pearson's correlation analysis, as well as the analyses of variance and regression between the IV and the concentrations of N and K2O. NF, K+ and the grain yield, responded only to the soil N levels. A significant correlation was observed for the indices of Red Index, Normalized Difference Index and Visible Atmospherically Resistant Index with the NF, which endorses them as favorable in identifying the nutritional standing of corn, with respect to the N level. Not even a single one of the indices evaluated could detect the nutritional ranking of corn in the context of the potassium level.

RESUMO: O estudo teve como objetivo avaliar índices de vegetação (IV) para detecção do status nutricional do milho com relação ao nitrogênio e potássio por meio de imagens aéreas obtidas por câmera RGB embarcada em veículo aéreo não tripulado. As imagens foram adquiridas em ensaio de níveis de nitrogênio (0, 60, 120 e 180 kg ha-1) e potássio (0, 50, 100 e 150 kg ha-1), em blocos ao acaso, fatorial 4 x 4, com três repetições. Coletaram-se dez folhas por parcela na fase de florescimento para avaliação do teor foliar de N total (NF) e K+. Efetuou-se análise de correlação de Pearson, análise de variância e de regressão entre os IV e os níveis de N e de K2O. NF, K+ e a produtividade de grãos responderam apenas aos níveis de N no solo. Houve correlação significativa para os índices Excess Red Index, Normalized Difference Index e Visible Atmospherically Resistant Index com o NF, que os credencia como promissores na detecção do status nutricional do milho em relação ao N. Nenhum dos índices avaliados foi capaz de detectar o status nutricional do milho com relação ao potássio.

Image processing to identify damage to soybean seeds / Processamento de imagens para identificação de danos causados em sementes de soja

ABSTRACT: In Brazil and worldwide, commercialization of soybeans is of great importance to the economy, making their quality considered. The presence of damaged soybean seeds decreases the added value of the product. Businesses need fast and effective techniques to maintain the quality. The present research aimed to identify, through image processing, damage caused to soybean seeds, namely the presence of greenish seeds and wrinkled seeds due to variations of humidity and temperature, where it was possible to identify greenish and wrinkled soybean seeds from images. Results obtained for greenish seeds indicated that the red color scale is the most suitable for selection due to its more significant variation compared to the other color scales. For the separation of wrinkled seeds, it can be stated that it is possible to find a selection parameter with 74.3% accuracy in removing seeds with medium to high degrees of wrinkle damage.

RESUMO: No Brasil e no mundo, a comercialização da soja é de grande importância para a economia, sendo considerada sua qualidade. A presença de sementes danificadas de soja diminui o valor agregado do produto. As empresas precisam de técnicas rápidas e eficazes para manter a qualidade. O presente trabalho visa identificar, através do processamento de imagens, danos causados em sementes de soja, sendo eles: a presença de sementes esverdeadas e sementes enrugadas devido às variações de umidade e temperatura. Os resultados obtidos para sementes esverdeadas indicaram que a escala de cor vermelha é a mais adequada para seleção devido a sua variação mais significativa em relação às demais escalas de cores. Para a separação de sementes enrugadas, pode-se afirmar que é possível encontrar um parâmetro de seleção com 74,3% de acerto na remoção de sementes com médio a alto grau de danos por enrugamento.

Producción de leche real vs la calculada a partir de la ENL estimada por el algoritmo de análisis de imágenes red-green-blue de gramíneas / Produção real de leite vs produção de leite calculada a partir da energía líquida de lactação estimada pelo algoritmo para análise de imagens vermelho-verde-azul de gramíneas

ABSTRACT: Knowledge about the net lactation energy (NLE) contained in the dry matter of grasses is necessary to make decisions about forage and the balance of diets for grazing cattle. Its determination is made in laboratories using wet or dry chemistry methods, which are costly, delayed, and sometimes present sampling- or process-related reliability problems. An algorithm, which analyzes the red-green-blue (RGB) images of grasses taken by drone, has been developed as a technological alternative. This has allowed us estimating the NLE level, reducing costs, and changing the sampling system and analysis method. The objective of the present study was to compare the milk production, which was calculated from the NLE and estimated using the algorithm for analysis of RGB images of grasses (included in the TaurusWebs® software), vs the actual milk production. The study was conducted in 15 dairy farms belonging to the dairy control system of the Colácteos dairy cooperative, which are located in the upper tropical region (Department of Nariño, Colombia). The prairies evaluated were composed of mixtures of Kikuyo (Pennisetum clandestinum), Raigrás (Lolium spp), and False Poa (Holcus lanatus). The result was analyzed using a linear regression model (R²=0.86; R=0.93). In the Student´s t-test, the actual and estimated milk production averages were equal (P>0.05). In conclusion, the NLE calculated using the algorithm satisfactorily explains the study livestock production, and the information generated by the algorithm can be used to calculate the NLE of grasses.

RESUMO: O conhecimento sobre a energia líquida de lactação (NLE) contida na matéria seca das gramíneas é necessário para a tomada de decisões sobre forragem e o equilíbrio das dietas para pastagem. Sua determinação é feita em laboratórios usando métodos de química úmida ou seca, que são dispendiosos, atrasados e às vezes apresentam problemas de confiabilidade relacionados a amostras ou processos. Um algoritmo, que avalia as imagens vermelho-verde-azul (RGB) de gramíneas tiradas por drone, foi desenvolvido como uma alternativa tecnológica. Isso nos permitiu estimar o nível de NLE, reduzir custos e alterar o sistema de amostragem e o método de análise. O objetivo do presente estudo foi comparar a produção de leite, calculada a partir do NLE e estimada usando o algoritmo para análise de imagens RGB de gramíneas (incluídas no software TaurusWebs®) versus a produção real de leite. O estudo foi realizado em 15 fazendas leiteiras pertencentes ao sistema de controle de laticínios da cooperativa de laticínios Colácteos, localizada na região tropical superior (Departamento de Nariño, Colômbia). As pradarias avaliadas foram compostas por misturas de Kikuyo (Pennisetum clandestinum), Raigrás (Lolium spp) e False Poa (Holcus lanatus). O resultado foi analisado usando um modelo de regressão linear (R² = 0,86; R = 0,93). No teste t de Student, as médias reais e estimadas de produção de leite foram iguais (P> 0,05). Em conclusão, o NLE calculado usando o algoritmo explica satisfatoriamente a produção animal estudada, e as informações geradas pelo algoritmo podem ser usadas para calcular o NLE das gramíneas.

Current progress of photoplethysmography and SPO 2 for health monitoring

A photoplethysmograph (PPG) is a simple medical device for monitoring blood fl ow and transportation of substances in the blood. It consists of a light source and a photodetector for measuring transmitted and refl ected light signals. Clinically, PPGs are used to monitor the pulse rate, oxygen saturation, blood pressure, and blood vessel stiff ness. Wearable unobtrusive PPG monitors are commercially available. Here, we review the principle issues and clinical applications of PPG for monitoring oxygen saturation.

Desenvolvimento de método colorimétrico para determinação de sulfato de neomicina empregando os conceitos de qualidade por design analítico (AQbD) / Development of a colorimetric method for determination of neomycin sulphate using the concepts of quality by analytical design (AQbD)

Para efetivamente tratar uma infecção, é necessário que o antibiótico possua atividade antimicrobiana adequada e seja capaz de inibir o crescimento do microrganismo patogênico. O doseamento microbiológico é uma metodologia indicada para a análise do antimicrobiano de forma simples, quando comparado com outras metodologias. A Food and Drug Administration (FDA) tem encorajado uma abordagem proativa para introduzir inovações e benefícios associados ao processo de produção farmacêutica. A Qualidade por Design Analítico (AQbD) ajuda no desenvolvimento de métodos analíticos robustos e de baixo custo, que são aplicáveis durante todo ciclo de vida do produto. Os métodos microbiológicos tradicionais, de forma geral, apresentam baixa reprodutibilidade e alta incerteza. Desta forma, justifica-se o desenvolvimento de métodos microbiológicos alternativos para a análise de antimicrobianos empregando-se os conceitos de Qualidade por Design Analítico, com a finalidade de melhorar a reprodutibilidade e reduzir a incerteza final. O objetivo deste trabalho foi aplicar o conceito de Qualidade por Design Analítico (AQbD) no desenvolvimento de método colorimétrico para análise de sulfato de neomicina. O sulfato de neomicina é um antimicrobiano aminoglicosídeo amplamente empregado no tratamento de infecções cutâneas ou mucosas, tais como queimaduras, úlceras, e dermatites infecciosas. Métodos cromatográficos como a cromatografia líquida de alta eficiência em fase reversa, de pareamento iônico ou cromatografia iônica com derivatização (pré ou pós-coluna) são utilizados para a análise de aminoglicosídeos, inclusive sulfato de neomicina. Contudo, de acordo com as farmacopeias, o método microbiológico é o método analítico de escolha para a análise de sulfato de neomicina e outros aminoglicosídeos. A análise colorimétrica é um método amplamente utilizado para a detecção e quantificação de diferentes substâncias, incluindo o crescimento microbiano em estudos de eficácia terapêutica. Neste trabalho, propomos o uso de resazurina como marcador colorimétrico. O indicador sofre uma reação de oxido-redução na qual altera a coloração em resposta à redução química resultante do crescimento celular. O uso de microplacas para a análise colorimétrica é uma alternativa ao método realizado em tubos de ensaio. Uma alternativa ao uso de espectrofotômetros para a análise colorimétrica é o uso de aparelhos smartphones, pois são equipados com CPUs rápidas, câmeras de alta resolução e sensores de imagem. O processamento da imagem captada pela câmera do dispositivo é utilizado como um analisador colorimétrico. Portanto, a aplicação dos conceitos de Qualidade por Design Analítico (AQbD) possibilitou o desenvolvimento racional de método microbiológico colorimétrico para análise de sulfato de neomicina

o effectively treat an infection, the antibiotic must have adequate antimicrobial activity and be capable of inhibiting the growth of the pathogenic microorganism. The microbiological assay is an indicated methodology for the analysis of the antimicrobial in a simple way, when compared with other methodologies. The Food and Drug Administration (FDA) has encouraged a proactive approach to introducing innovations and benefits associated with the pharmaceutical production process. Analytical Design Quality (AQbD) assists in the development of robust, low cost analytical methods that are applicable throughout the product life cycle. Traditional microbiological methods, in general, have low reproducibility and high uncertainty. Thus, it is justified the development of alternative microbiological methods for the analysis of antimicrobials using the concepts of Quality by Analytical Design, in order to improve reproducibility and reduce final uncertainty. The objective of this work was to apply the concept of Quality by Analytical Design (AQbD) in the development of a colorimetric method for the analysis of neomycin sulfate. Neomycin Sulfate is an aminoglycoside antimicrobial widely used in the treatment of cutaneous or mucosal infections, such as burns, ulcers, and infectious dermatitis. Chromatographic methods such as reverse phase high performance liquid chromatography, ion-pairing or ion chromatography with derivatization (pre or post-column) are used for the analysis of aminoglycosides, including neomycin sulfate. However, according to pharmacopoeias, the microbiological method is the analytical method of choice for the analysis of neomycin sulphate and other aminoglycosides. Colorimetric analysis is a widely used method for the detection and quantification of different substances, including microbial growth in studies of therapeutic efficacy. In this work, we propose the use of resazurin as a colorimetric marker. The indicator undergoes an oxidation-reduction reaction in which it alters the coloration in response to the chemical reduction resulting from cell growth. The use of microplates for colorimetric analysis is an alternative to the method carried out in test tubes. An alternative to the use of spectrophotometers for colorimetric analysis is the use of smartphones because they are equipped with fast CPUs, high resolution cameras and image sensors. The image processing captured by the device's camera is used as a colorimetric analyzer. Therefore, the application of the concepts of Quality by Analytical Design (AQbD) allowed the rational development of a microbiological colorimetric method for analysis of neomycin sulfate

Use of image analysis for monitoring the dilution of Physalis peruviana pulp

The aim of this work was to develop linear models using the image analysis coupled with density measurements to monitor the dilution of the Physalis juice in the concentrations ranging from 0 to 100% in mass of juice pulp. A sample corresponding to 20% in the mass of juice pulp was for validating purposes and a prediction of 19.9±0.3%. The models with three parameters showed the best predictions, providing this technique with a promising future for the monitoring the dilution of fruit juices.