程醉
在茂密的辣椒地里,一只甲蟲伸了伸懶腰,從睡夢中醒了過來。
活動了一番筋骨,它瞧見了辣椒剛剛結出的嫩果,頓時覺得腹中饑餓。早餐的時間到了。
就在它準備大快朵頤的時候,正在幫家長干農活的同學發(fā)現(xiàn)了它。
“螢火蟲,螢火蟲,這有一只螢火蟲?!蓖瑢W興奮地喊了起來。隨后,他便一把抓住了這只小蟲子??蓻]想到,剛剛抓到手中,他就感到一陣火燎般的刺痛。
“這不是螢火蟲!”家長忙提醒。
仔細觀察后,同學才發(fā)現(xiàn),這只甲蟲的頭部帶紅色,兩個角質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、蕪菁科的條蕪菁。它們以各種植物的葉片、花瓣和果實為食,是名副其實的害蟲。
剛才讓這位同學吃到苦頭的是條蕪菁的秘密防身武器——斑蝥素。這是一種刺激性化學物質。人的皮膚一旦接觸到斑蝥素,不但會疼痛難忍,隨后還會出現(xiàn)大量的水泡。這是條蕪菁天賦的自我保護措施,對敵害和人類危害很大。
那么,熟悉農事的同學為什么會把條蕪菁錯認為是螢火蟲呢?
原來,條蕪菁和螢火蟲不但外形長得像,就連顏色、大小都相差不大,再加上這兩種昆蟲都很小,體長不過1~20毫米,如果不仔細辨認就很容易混淆。
那么,有沒有能夠幫助我們辨識害蟲的高科技手段呢?
答案當然是肯定的。那就是由中國科學院合肥智能機械研究所研制的、已經在我國許多省市大力推廣應用且效果顯著的“蟲臉識別”技術。
蟲臉何在
“蟲臉識別”技術有點兒類似于我們熟悉的人臉識別技術,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)氐臏貪穸鹊刃畔?,綜合評估出它對于農作物可能的危害程度。它的整個工作過程大致也是由拍攝、上傳、分析,以及反饋等環(huán)節(jié)來構成。
不過,昆蟲們的臉在哪里,或者說哪里是它們的臉呢?
人的臉上長著眼睛、鼻子、嘴巴等器官,自然是一目了然,但昆蟲不同,比如有一種鳳蝶的屁股上也長有眼睛,而蟋蟀的耳朵長在腿上。另外,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,我國科學家又是如何讓計算機識別昆蟲們的臉呢?
其實,答案也很簡單,那就是給昆蟲們來一些全身特寫照片,還必須是多角度的特寫,因為自然界里有一些昆蟲長相非常相似。
我們看一個實例,著名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,也就是在體形上略有差異了。即便是經驗豐富的園林工作人員,有時候也難免將它們認錯。同時,因為對于它們倆的防治,使用藥物、劑量、時間等方面也略有不同,所以“蟲臉識別”技術需要給它們來幾張不同角度的特寫,以便人工智能在后期分析時能夠及時準確地做出判斷。
不斷完善
那么,使用“蟲臉識別”技術會不會出錯呢?
當然會。因為誰都無法保證自己的技術、軟件、設備永遠不會出現(xiàn)一點錯誤,就連發(fā)射火箭、衛(wèi)星也都有過“馬失前蹄”的時候嘛。
實事求是地說,“蟲臉識別”技術出現(xiàn)錯判主要原因是照片受到逆光、陰影、分辨度等影響而導致的不清晰。另外,有些害蟲體形實在太小,比如說森林害蟲紅脂大小蠹(dù)的成蟲只有幾毫米長,普通的手機、相機難以將它們拍攝清楚。
此外,數(shù)據(jù)庫里暫時還沒有的害蟲,我們的“蟲臉識別”技術自然也就認不出來了。
2023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“蟲臉識別”技術也未能判斷出它們是否屬于害蟲,后來,在生物學家的幫助下,海關人員才最終認定這些螞蟻是“大頭收獲蟻”。
大頭收獲蟻屬昆蟲綱、膜翅目、蟻科下收獲蟻屬的一種昆蟲。它們雖然本身對農作物沒有什么危害,但會為了收獲柑橘、菠蘿等植物上害蟲分泌的蜜液而對它們進行保護。大頭收獲蟻被很多人作為“異寵”來飼養(yǎng),并不了解它屬于間接性害蟲,因此一旦擴散到我國野外,后果不堪設想。
由于目前我國野外并沒有大頭收獲蟻這種外來的害蟲,所以“蟲臉識別”的數(shù)據(jù)庫里沒有它們的資料。不過,隨著數(shù)據(jù)庫的不斷完善,全世界絕大部分害蟲都將被“記錄在案”。
助農幫手
水稻是我國主要的糧食作物之一,在全國各地都有大面積種植。稻螟蟲是危害水稻的常見害蟲之一,它們的幼蟲在稻莖、葉鞘內取食,俗稱鉆心蟲。每年冬季,稻螟蟲的幼蟲在收割后的稻樁中越冬,因此每年冬天到水稻田里實地抽查,是農技人員對來年稻螟蟲危害預估的主要方法之一。
使用“蟲臉識別”技術,不但極大減輕了農技人員的工作量,同時為具體判斷潛伏在稻樁里的害蟲究竟是哪種螟(二化螟、三化螟、臺灣稻螟,以及夜蛾科的大螟)提供更為及時和準確的數(shù)據(jù)。有了先進的技術支持,農技人員對接下來的稻螟蟲防治工作就更加得心應手。
瓢蟲是我們熟悉的一種昆蟲,它們顏色艷麗,常有黃、黑、紅色的斑點裝飾。其實,我們所說的瓢蟲是昆蟲綱、鞘翅目、瓢蟲科有圓形突起甲蟲的通稱,其中七星瓢蟲喜吃蚜蟲,是大名鼎鼎的益蟲。
但是,你可能不知道,十星瓢蟲、茄二十八星瓢蟲和馬鈴薯瓢蟲等都是吃農作物葉子的害蟲。與七星瓢蟲同為益蟲的則是六條瓢蟲、龜紋瓢蟲和異色瓢蟲等。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。
利用“蟲臉識別”技術,你可以拿出手機給它拍攝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立即就會將信息通過手機反饋給你。
目前,“蟲臉識別”技術已經在安徽、江西等省市開始了推廣應用??萍迹诓恢挥X間改變著我們的工作和生活,在各個領域成為我們的好幫手。