Дрони та ШІ можуть допомогти фермерам боротися з шкідниками на полях

Смердючі клопи, які розповсюджують неприємний запах при небезпеці, є одним з поширених видів шкідників сільського господарства, які мучать фермерів по всій Європі та Північній Америці. Надокучливий інвазивний вид лише в 2019 році завдав шкоди врожаю в Європі на колосальні 500 мільйонів євро.

Це робить знищення цих клопів одним з пріоритетних завдань. Однак наявні методи залишаються трудомісткими та відносно неефективними у великих масштабах. Тепер дослідники вважають, що поєднання оснащених камерами дронів і нових моделей ШІ нарешті може дати фермерам кращий спосіб давати відсіч.

Група італійських дослідників, які пишуть у журналі Pest Management Science, нещодавно оприлюднила результати дослідження, у якому вони використовували стандартний комерційний безпілотник, щоб зібрати високоякісні зображення смердючих клопів, що живуть у грушевому саду. Дослідники розробили «автоматизований протокол польоту», який дозволяє їм керувати дроном і наводити його над зараженими культурами за допомогою мобільного додатку. Тоді дрон зміг зробити сотні високоякісних зображень, які були використані для навчання алгоритму штучного інтелекту, який може успішно ідентифікувати смердючих жуків. Ця модель, зокрема завдяки якості зображень, зроблених дроном, точно ідентифікувала жуків у 97% випадків.

«Загалом ця нова система моніторингу продемонструвала потенціал інтеграції БПЛА та штучного інтелекту для виявлення та кількісної оцінки присутності комах-шкідників розміром і формою H. halys», — сказав у своїй заяві дослідник Пармського університету та співавтор статті Даніеле Джаннетті.

Дрон змусив жуків завмерти на місці

До експерименту з безпілотниками спостереження та нагляд за клопами зазвичай полягали у використанні феромонних пасток для заманювання комах для ручного підрахунку. Цей підхід, як пишуть дослідники, обмежений у своїй ефективності, особливо коли намагаються виміряти кількість клопів на великих, розкиданих посівних площах. Джаннетті сказав, що ці більш традиційні методи моніторингу також обмежені через економічні витрати, пов’язані з наймом працівників для виконання такого моніторингу.

Для свого дослідження науковці оснастили дрон DJI Matrice 300 HD-камерою та змусили його виконати 16 різних польотів над фруктовим садом. Але щойно дрон почав зависати над грушею, сталося щось цікаве. Замість того, щоб розлітатися або падати з посівів, як це відбувається, коли наближаються спостерігачі, жуки натомість застигли. Близько 85% виміряних жуків демонстрували таку поведінку замерзання, коли дрон завис над ними на висоті 4 і 8 метрів. Незвичайний ефект заморожування призвів до того, що дрон мав достатньо часу, щоб зробити високоякісне фото з жуком у кадрі.

Звідти дослідники використовували ці зображення, щоб навчити модель ШІ, здатну виявляти смердючих жуків. Хоча загалом дрон зробив 2459 зображень, лише на 402 з них були зображені потрібні клопи. Дослідники вручну позначили цих жуків, щоб допомогти навчити модель ШІ, окресливши комах прямокутником. Після належного навчання на зображеннях штучний інтелект був дуже вправним у виявленні смердючих жуків на інших зображеннях.

Хоча дослідники вузько обмежили свою увагу конкретними клопами, вони кажуть, що ті самі основні принципи можна використовувати для моніторингу різноманітних шкідників. Майбутнім дослідникам потрібно буде робити власні нові зображення, зроблені дронами, а потім вводити їх у модель ШІ.

Підпишись на нас в Google НОВИНИ, та отримуй більше свіжих новин!