程醉
在長勢喜人的辣椒地里,一只蕪菁伸了伸懶腰,從睡夢中醒來。這是一只成蟲,它以各種植物的葉片、花瓣和果實為食,是名副其實的害蟲。仔細觀察就會發(fā)現(xiàn),它的頭部為紅色,兩個角質(zhì)前翅上各有一條黃白相間的條紋。原來,這家伙是節(jié)肢動物門、鞘翅目、蕪菁科的豆蕪菁。
就在這只豆蕪菁活動完筋骨,準備對著辣椒剛剛結(jié)出的嫩果大快朵頤時,正在幫家長干農(nóng)活的孩子發(fā)現(xiàn)了它?!拔灮鹣x,螢火蟲,這里有一只螢火蟲!”他興奮地喊了起來,一把抓住了這只小蟲子。沒想到的是,抓到蟲子的那只手立刻就感覺到一陣火燎般的刺痛。原來,豆蕪菁能分泌一種叫“斑蝥素”的刺激性化學物質(zhì)。人一旦接觸到斑蝥素,不但會感覺疼痛難忍,皮膚上還會出現(xiàn)大量水泡。
熟悉農(nóng)事的孩子為什么會把豆蕪菁錯認為螢火蟲呢?這是因為豆蕪菁和螢火蟲長得很像,不僅顏色、大小相差不大,而且個頭兒都很小,體長不過1~20毫米,如果不仔細辨認,很容易混淆。
那么,有沒有能夠幫助我們準確辨識害蟲的高科技手段呢?答案是肯定的。那就是由中國科學院合肥智能機械研究所研制的、已經(jīng)在我國數(shù)省推廣應用的“蟲臉識別”技術(shù)。
“蟲臉識別”技術(shù)類似我們常用的人臉識別技術(shù),就是利用人工智能來辨識圖片中昆蟲的種類、數(shù)量,再配合當?shù)氐臏貪穸鹊拳h(huán)境要素信息,綜合評估出這種害蟲對于農(nóng)作物可能造成的危害程度。其整個工作流程也是由拍攝、上傳、分析以及反饋等步驟構(gòu)成。
不過,昆蟲們的“臉”在哪里?或者說哪些部位稱得上是它們的“臉”呢?
人的臉上有眼睛、鼻子、嘴巴等五官,自然一目了然。昆蟲則不同,蟋蟀的耳朵長在腿上,有一種鳳蝶的屁股上也長有眼睛;并且,所有的昆蟲都沒有鼻子,只能依靠觸角來分辨氣味。坦率地說,昆蟲們想要“刷臉支付”,其實還是一件挺麻煩的事情。
那么,我國的科學家又是如何讓計算機能夠識別昆蟲們的“臉”呢?
答案其實也很簡單,那就是給昆蟲們拍一些全身特寫,還必須是多角度的特寫。這是因為在自然界里,有些昆蟲的長相非常相似。比如,園林害蟲—美國白蛾的成蟲和柳毒蛾的成蟲就非常相似。兩者除了觸角和腿上的環(huán)斑不同之外,只是在體形上略有差異,即便是經(jīng)驗豐富的園林工人,有時候也難免認錯。防治這兩種害蟲時,在使用的藥物種類、劑量、時間等方面略有不同,所以,利用“蟲臉識別”技術(shù)辨別這兩種害蟲時,必須給它們拍幾張不同角度的特寫,以便人工智能軟件在后期分析時能夠及時、準確地做出判斷。
那么,“蟲臉識別”技術(shù)會不會出錯呢?
當然會。因為誰都無法保證自己的技術(shù)、軟件、設備永遠不會出錯,就連發(fā)射火箭、衛(wèi)星也有那么幾次“馬失前蹄”的時候。實事求是地說,“蟲臉識別”技術(shù)出現(xiàn)錯判,主要是由于拍攝的照片受到逆光、陰影、分辨率等影響而導致局部細節(jié)不夠清晰。同時,有些害蟲的體形實在太小,比如,森林害蟲—紅脂大小蠹的成蟲只有幾毫米長,普通的手機、照相機難以將它們拍攝清楚。此外,對于數(shù)據(jù)庫里暫時未被收錄的害蟲,“蟲臉識別”技術(shù)自然也就認不出來。
今年3月,我國海關在例行檢查時發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個底部墊有濕潤棉花的塑料管,里面各有一只個頭兒挺大的螞蟻。利用現(xiàn)有的“蟲臉識別”技術(shù)無法判斷它們是否屬于害蟲。后來,在生物學家的幫助下,才最終認定它們是“大頭收獲蟻”。
大頭收獲蟻是昆蟲綱、膜翅目、蟻科、切葉蟻亞科、收獲蟻屬的一種昆蟲。雖然它們本身對農(nóng)作物沒什么危害,卻會為了獲得危害柑橘、菠蘿等植物的害蟲分泌的蜜液而對這些害蟲進行保護。大頭收獲蟻如今被很多人當作“異寵”來飼養(yǎng),卻不知它們屬于間接性害蟲。一旦擴散到野外,后果不堪設想。
由于我國野外并沒有大頭收獲蟻這種外來的害蟲,所以在目前的“蟲臉識別”數(shù)據(jù)庫里也沒有它們的資料;不過,隨著數(shù)據(jù)庫的不斷完善,在不久的將來,全世界絕大部分害蟲都會被“記錄在案”。
水稻是我國主要的糧食作物之一,在全國很多地區(qū)都被大面積種植。危害水稻的最常見害蟲是昆蟲綱、鱗翅目、螟蛾科、蛀禾螟屬的稻螟蟲,它們的幼蟲會在稻莖、葉鞘內(nèi)取食,俗稱鉆心蟲。每年冬季,稻螟蟲的幼蟲躲在收割后的稻樁中越冬,因此,每年冬天,農(nóng)技人員都會到水稻田里實地抽查,以預估來年稻螟蟲的危害程度。
這項工作既辛苦,又存在對害蟲危害程度預估不準的情況。使用“蟲臉識別”技術(shù)之后,不但大大減輕了農(nóng)技人員的工作量,而且在具體判斷這些潛伏在稻樁里的害蟲究竟是螟蛾科的二化螟、三化螟、臺灣稻螟,還是夜蛾科的大螟,提供了更為及時和準確的信息。對于接下來的稻螟蟲防治工作,農(nóng)技人員更加得心應手。
瓢蟲是我們熟悉的一種昆蟲,它們顏色艷麗,身上常帶有黃、黑、紅等顏色的斑紋。其實,我們所說的瓢蟲是昆蟲綱、鞘翅目、瓢甲科有圓形突起的甲蟲的通稱。其中,七星瓢蟲喜吃蚜蟲,是大名鼎鼎的益蟲;十星瓢蟲、茄二十八星瓢蟲、馬鈴薯瓢蟲等是吃農(nóng)作物葉子的害蟲。雖然通過它們體表的星斑似乎很容易加以分辨,但屬于益蟲的瓢蟲還有六條瓢蟲、龜紋瓢蟲、異色瓢蟲等。若非專業(yè)人士,在野外僅憑肉眼要分辨一只瓢蟲是敵是友,確實不太容易。有了“蟲臉識別”技術(shù),人們便可以輕松識別它們。只要拿出手機給它們拍上幾張不同角度的特寫照片,然后通過相關APP將照片上傳,待人工智能辨識之后,就會立即將信息通過手機反饋給用戶。
目前,“蟲臉識別”技術(shù)已經(jīng)在安徽、江西等省市得到推廣應用??萍颊诓恢挥X間改變著我們的工作和生活。
【責任編輯】趙 菲