O DFence – Cercas Virtuais Dinâmicas é um projeto multidisciplinar de I&D que procura desenvolver uma nova abordagem ao controlo, monitorização e gestão de animais em pastoreio livre. O conceito assenta na criação de limites virtuais ajustáveis, eliminando ou reduzindo a necessidade de barreiras físicas e permitindo que a gestão do espaço seja alterada de forma rápida, remota e orientada por dados.
O sistema combina dispositivos inteligentes colocados nos animais, georreferenciação, comunicações IoT, recolha de dados ambientais, serviços cloud e modelos de inteligência artificial. Através desta infraestrutura, o DFence pretende acompanhar a localização, atividade e comportamento dos animais, avaliar o estado das áreas de pastoreio e gerar recomendações ou ações de gestão em função da evolução prevista do sistema solo-planta-animal.
Um dos principais fatores diferenciadores é o caráter dinâmico e autónomo das cercas. Em vez de depender apenas da definição manual de um limite virtual, o projeto investiga mecanismos de previsão, planeamento e otimização capazes de ajustar a utilização das pastagens com base em informação atual e futura sobre os animais, a vegetação, o solo e o ambiente.
O bem-estar animal é uma dimensão central do projeto. O DFence privilegia mecanismos de orientação baseados em estímulos sonoros e vibratórios, associados a estratégias de aprendizagem e personalização do estímulo, ao mesmo tempo que desenvolve indicadores para avaliar objetivamente o impacto da tecnologia em contexto real.
A validação será realizada através de testes progressivos, desde a integração laboratorial até aos ensaios em ambiente controlado e em áreas de pastoreio reais, envolvendo competências complementares de engenharia, inteligência artificial, ciências agrárias, comportamento animal e sustentabilidade.
- Cercas virtuais verdadeiramente dinâmicas Os limites de pastoreio deixam de ser apenas desenhados pelo utilizador e passam a poder ser ajustados em função de dados, previsões e objetivos de gestão. O DFence investiga a adaptação automática das cercas às condições dos animais, do solo, da vegetação e do ambiente.
- Guardian 2.0 e orientação não intrusiva O projeto evolui o conceito Guardian para uma nova geração de dispositivo inteligente com georreferenciação, sensorização, conectividade de longo alcance e mecanismos de orientação baseados maioritariamente em estímulos sonoros e vibratórios.
- Integração animal-território A plataforma não analisa apenas onde está o animal. Cruza localização, atividade e comportamento com dados de solo, clima, vegetação, imagens de satélite e outras fontes de observação do território.
- IA para prever, planear e otimizar Modelos de visão por computador, previsão temporal, planeamento e otimização permitem antecipar estados futuros e transformar dados em decisões operacionais para a gestão das áreas de pastoreio.
- Apoio à decisão explicável O Sistema Integrado de Apoio à Decisão será concebido para transformar modelos complexos em informação compreensível, recomendações e visualizações úteis para produtores e técnicos.
- Gestão multimodal e escalável Uma plataforma web e móvel permitirá acompanhar animais e áreas de pastoreio, configurar parâmetros, gerir limites, consultar mapas, receber alertas e analisar relatórios, com uma arquitetura preparada para diferentes dimensões de exploração.
- Validação agroambiental e de bem-estar O DFence integra métricas de bem-estar animal, saúde do solo, erosão, biodiversidade e impacto ambiental, social e económico, permitindo avaliar a solução para além do desempenho estritamente tecnológico.
- Consolidar o conhecimento técnico e científico sobre cercas virtuais, comunicações de longo alcance, georreferenciação, IA, serviços de ecossistemas, ética e proteção de dados.
- Desenvolver uma framework robusta de Cercas Virtuais Dinâmicas, integrando sensores IoT e algoritmos de análise de dados para melhorar a gestão das áreas de pastoreio.
- Desenvolver e testar dispositivos de monitorização e orientação animal privilegiando estímulos sonoros e vibratórios e mecanismos de adaptação ao comportamento individual.
- Implementar monitorização comportamental, fisiológica e ambiental, recolhendo dados relevantes para a gestão do pastoreio, saúde e bem-estar animal.
- Criar um Sistema Integrado de Apoio à Decisão, com modelos de inteligência artificial para previsão de padrões, análise de dados, visão por computador, planeamento e otimização.
- Desenvolver indicadores agroambientais e de bem-estar, incluindo métricas para solo, erosão, vegetação, sustentabilidade e impactos ambientais, sociais e económicos.
- Construir e integrar um protótipo funcional completo, articulando dispositivos, comunicações, backend, interfaces e inteligência artificial.
- Validar a solução em ambiente controlado e real, em pelo menos três áreas de pastoreio-piloto.
- Promover a transferência científica e tecnológica, através de workshops, conferências, publicações, divulgação de resultados e exploração comercial.
A1
Gestão do Projeto
- T1.1 Gestão técnica e financeira do projeto
A2
Revisão de Literatura e Estudos Preliminares
- T2.1 Estudo aprofundado sobre Cercas Virtuais
- T2.2 Estudo aprofundado sobre infraestruturas de comunicação de longo alcance
- T2.3 Estudo aprofundado sobre infraestruturas de georreferenciação de precisão
- T2.4 Levantamento e monitorização do estado da arte em Inteligência Artificial aplicada à sustentabilidade e preservação de ecossistemas
- T2.5 Estudo aprofundado sobre serviços de ecossistemas
- T2.6 Análise de questões éticas, sociais e proteção de dados
- T2.7 Análise global de requisitos técnicos e funcionais do sistema
A3
Desenvolvimento da Infraestrutura de Cercas Virtuais Dinâmicas
- T3.1 Especificação da infraestrutura de Cercas Virtuais Dinâmicas
- T3.2 Desenvolvimento do hardware dos dispositivos
- T3.3 Desenvolvimento do sistema de aquisição de dados
- T3.4 Desenvolvimento da infraestrutura de comunicação
- T3.5 Desenvolvimento de serviços de gestão e configuração
- T3.6 Desenvolvimento dos serviços de armazenamento e alocação de dados
- T3.7 Desenvolvimento das interfaces de visualização/interação
- T3.8 Testes funcionais da infraestrutura
A4
Desenvolvimento do Sistema Integrado de Apoio à Decisão
- T4.1 Especificação dos Sistemas Integrados de Apoio à Decisão
- T4.2 Ingestão, processamento e integração de dados
- T4.3 Desenvolvimento de modelos de visão por computador
- T4.4 Desenvolvimento de modelos de previsão
- T4.5 Planeamento, simulação e otimização
- T4.6 Implementação de uma camada de explicabilidade
- T4.7 Testes funcionais dos Sistemas Integrados de Apoio à Decisão
A5
Desenvolvimento e Integração de Variáveis para Otimização Agroambiental do Pastoreio e Pastagens
- T5.1 Especificação de práticas sustentáveis de gestão e técnicas de conservação do património natural
- T5.2 Especificação dos métodos de avaliação do bem-estar animal
- T5.3 Definição, avaliação e cartografia de locais de pastoreio
- T5.4 Desenvolvimento de indicadores e métricas de apoio ao planeamento e design de cercas virtuais otimizadas
- T5.5 Desenvolvimento de indicadores e métricas para monitorização remota da saúde dos solos e controlo da erosão
- T5.6 Desenvolvimento de indicadores e métricas de avaliação de impactos ambientais, sociais e económicos
- T5.7 Testes e avaliação das Cercas Virtuais Dinâmicas garantindo os indicadores e métricas desenvolvidos
A6
Desenvolvimento do Protótipo de Cercas Virtuais Dinâmicas
- T6.1 Especificação final do protótipo
- T6.2 Conceção e desenvolvimento do protótipo
- T6.3 Desenvolvimento da infraestrutura de interface
- T6.4 Integração final do sistema
- T6.5 Testes funcionais do protótipo
A7
Casos de Uso e Piloto
- T7.1 Especificação e preparação da avaliação final
- T7.2 Testes piloto em ambiente controlado
- T7.3 Testes do espaço utilizado pelos animais
- T7.4 Testes do protótipo completo em ambiente real
- T7.5 Análise de resultados e configuração final do sistema
A8
Disseminação e Comunicação
- T8.1 Divulgação tecnológica
- T8.2 Divulgação técnico-científica
- E1.1 Relatórios de progresso e documentação de resolução de problemas M6, M12, M18, M24, M30 e M36
- E2.1 Estudos preliminares do projeto M12
- E2.2 Análise de questões éticas, sociais e proteção de dados M9
- E2.3 Requisitos técnicos e funcionais do sistema M12
- E3.1 Especificação da Infraestrutura CV Dinâmicas M4
- E3.2 Versão funcional da Infraestrutura CV Dinâmicas M25
- E3.3 Serviços de gestão e configuração do sistema e serviços de armazenamento e alocação de dados (Backend) M21
- E3.4 Interfaces de visualização e interação com o utilizador (Frontend) M24
- E4.1 Especificação dos Sistemas Integrados de Apoio à Decisão M12
- E4.2 Sistemas Integrados de Apoio à Decisão M15 / M27
- E4.3 Interfaces de utilização dos Sistemas de Apoio à Decisão M20
- E4.4 Documentação técnica e manual de utilização dos Sistemas Integrados de Apoio à Decisão M27
- E5.1 Especificação das práticas sustentáveis de gestão e técnicas de conservação do património natural M18
- E5.2 Especificação de métodos de avaliação do bem-estar animal M18
- E5.3 Definição e avaliação dos locais de pastoreio M18
- E5.4 Indicadores e métricas para monitorização remota da saúde dos solos, controlo da erosão e avaliação de impactos ambientais, sociais e económicos M24
- E5.5 Indicadores e métricas que permitam caracterizar e avaliar o projeto M24
- E6.1 Especificação final do protótipo M18
- E6.2 Diagramas e descrições técnicas M18
- E6.3 Protótipo funcional M36
- E7.1 Especificação e preparação da avaliação final M27
- E7.2 Relatório de testes piloto em ambiente controlado M19
- E7.3 Relatório de testes do protótipo completo em ambiente real M28
- E7.4 Análise de resultados e configuração final do sistema M36
- E8.1 Primeira versão do website do projeto M18
- E8.2 Relatório intercalar de divulgação do projeto M24
- E8.3 Relatório final de divulgação do projeto M36
- E8.4 Versão final do website do projeto M36
- M1.1 Projeto concluído M36
- M2.1 Consolidação do conhecimento técnico-científico nas áreas do projeto M12
- M2.2 Finalização dos requisitos técnicos e funcionais do sistema M12
- M3.1 Conclusão da especificação da infraestrutura de Cercas Virtuais Dinâmicas M4
- M3.2 Conclusão do desenvolvimento da infraestrutura de Cercas Virtuais Dinâmicas M25
- M4.1 Conclusão da especificação dos Sistemas Integrados de Apoio à Decisão M12
- M4.2 Disponibilização da primeira batch de dados para utilização pelo consórcio M15
- M4.3 Primeira versão, sob a forma de protótipo, dos Sistemas Integrados de Apoio à Decisão M24
- M5.1 Conclusão da especificação das práticas sustentáveis de gestão e técnicas de conservação do património natural M18
- M5.2 Conclusão da especificação dos métodos de avaliação do bem-estar animal M18
- M5.3 Conclusão do conjunto de indicadores e métricas para caracterização e avaliação do projeto M24
- M6.1 Conclusão da especificação final do protótipo M18
- M6.2 Conclusão dos diagramas e descrições técnicas M18
- M6.3 Conclusão do protótipo funcional M36
- M7.1 Conclusão da especificação e preparação da avaliação final M27
- M7.2 Conclusão dos relatórios de testes M36
- M7.3 Conclusão da configuração final do sistema M36
- M8.1 Finalização das atividades de promoção e divulgação M36
