О чем жужжит вредитель и награда за «слуховой аппарат» для аграриев
Об этом рассказывает Робин Букер в статье на портале www.producer.com.
Для сбора данных о насекомых компания FarmSense создала датчик под названием FlightSensor, который помогает фермерам выявлять вредителей на своих полях в режиме реального времени, классифицируя насекомых по издаваемому ими звуку. Главный автор инновации Имонн Кио из FarmSense недавно получил награду IEEE Data Mining Award.
«Интеллектуальный анализ данных обычно проводится в таких областях, как неврология, астрономия или потребительские тенденции. Удивительно, что никто не применял его в энтомологии, пока мы не начали это делать в академическом плане около 10 лет назад. Выполнять расчеты поведения насекомых гораздо сложнее, чем анализировать существующие наборы данных, поэтому FarmSense приходилось создавать наборы данных о поведении насекомых», - рассказал Кио.
Вот как работает датчик FlightSensor. Когда жуки прибывают в ловушку, они пролетают сквозь световую завесу у входа. Насекомые каждого пола и вида вызывают определенные нарушения в световой завесе.
Датчик отслеживает движение крыльев насекомого с помощью лазера и массива фототранзисторов, а затем преобразует нарушение в звуковой файл, который затем обрабатывает FarmSense с помощью алгоритмов, способных идентифицировать жука, связанного со звуком.
«У нас есть что-то вроде микрофона, но на самом деле он записывает звуковые фрагменты с помощью света, а не сам звук. Мы называем это псевдоакустикой, - говорит Кио. - Звуки, издаваемые насекомыми в полете, значительно различаются у разных видов, но использовать микрофоны в полевых датчиках сложно из-за шума окружающей среды, в первую очередь ветра. Алгоритмы, основанные на машинном обучении, способны обнаруживать больше информации, чем просто скорость взмаха крыльев, чтобы помочь отличить конкретных насекомых. Информация передается в облако, где ее можно использовать для интеллектуального анализа данных. Последние несколько лет мы брали личинки насекомых, помещали их в клетку с нашим датчиком и давали им вылупиться. Мы наблюдали за ними от рождения до смерти 24 часа в сутки при разной температуре и освещении, атмосферном давлении, режимах кормления и так далее».
Он пояснил, что другие автоматические датчики насекомых в полевых условиях используют липкие ловушки и камеры, которые отправляют изображения несколько раз в день для подсчета.
Но эти системы не сообщают вам о появлении жука, а ловушки неэффективны, если они грязные или переполнены мертвыми жуками.
«Поэтому почти у всех конкурентов, в основном, есть липкая ловушка, и они ставят перед ней камеру. Как только делается фотографию, это изображение передается алгоритму или, на самом деле, во многих случаях, я думаю, отправляется человеку на Филиппинах или в Таиланде, который подсчитывает насекомых, и только затем информация попадает в вашу базу данных», - говорит Кио.
FlightSensor может определить вредных насекомых и точное время их появления. Пропускная способность, необходимая для отправки этой информации в облако, намного меньше по сравнению с отправкой видео или изображения.
FarmSense также разработала датчики, способные обнаруживать насекомых, которые не летают, а ходят. Например, датчик, который крепится к трубе из ПВХ над землей, для оценки количества муравьев, присутствующих на поле.
Мониторинг популяций муравьев может быть важен, когда речь идет о борьбе с азиатской цитрусовой псиллидой, создающей огромные проблемы для цитрусовых плантаций во Флориде.
Одним из способов борьбы является использование ос-паразитов.
«Надо знать, что аргентинские муравьи действуют как телохранители цитрусовых псиллид, потому что доят их для получения медвяной росы. Таким образом, осы-паразиты могут использоваться только в том случае, если популяция муравьев очень мала, - рассказал Кио. - Муравьи ходят по белой трубе из ПВХ, которую люди используют для орошения, почти как по автостраде… Мы установили некоторые пороговые значения для их поведения, чтобы инициировать вмешательство, направленное на контроль или уничтожение муравьев и поддержку ос-паразитоидов».
Компания FarmSense открыла финансирование серии A, чтобы коммерциализировать свои разработки в 2022 году и приступить к созданию новых полевых датчиков.
(Источник: www.producer.com. Автор: Робин Букер. Фото: University of California, Riverside).