“虫脸识别”技术：害虫%2C来刷个脸.pdf

在茂密的辣椒地里，一只芫菁伸了伸懒腰，从睡梦中醒来。这是一只芫菁的成虫，它以各种植物的叶片、花瓣和果实为食，是名副其实的害虫。仔细观察，你就会发现，它的头部带红色，两个角质前翅上各有一条黄白相间的条纹。原来，这家伙是节肢动物门鞘翅目芫菁科的豆芫菁。就在豆芫菁活动完筋骨，准备对辣椒刚刚结出的嫩果大快朵颐的时候，正在帮家长干农活儿的同学发现了它。“萤火虫，萤火虫，这儿有一只萤火虫！”同学兴奋地喊了起来。随后，他便一把抓住了这只小虫子。可没想到，刚刚抓到手中，他就感到一阵火燎般的刺痛。原来，豆芫菁能分泌一种叫斑蝥素的刺激性化学物质。人的皮肤一旦接触到斑蝥素，不但会疼痛难忍，还会出现大量的水泡。这是豆芫菁的一种自我保护措施，但对人类的危害可就大了。那么，这位同学为什么会把豆芫菁错认为萤火虫呢？原来，豆芫菁和萤火虫不但外形长得很像，就连颜色、大小都相差不多，如果不仔细辨认，很容易混淆。那么，有没有能够帮助我们辨识害虫的高科技手段呢？答案是肯定的。那就是由中科院合肥物质科学研究院智能机械研究所研制的、已在我国 6 个省市推广应用的“虫脸识别”技术。文/程醉 文/程醉“虫脸识别”设备新知新知宅急送宅急送新知新知宅急送宅急送4646“虫脸识别”技术有些类似我们常用的人脸识别技术，就是利用人工智能来辨识图片中昆虫的种类、数量，再配合当地的温度、湿度等信息，综合评估出其对农作物的危害程度。“虫脸识别”技术的整个工作过程大致也是由拍摄、上传、分析、反馈等环节构成。该技术由一根配有高清摄像头与传感器的“自拍杆”和搭载专用 App 的智能终端组成，可以伸到作物根系、果树树梢等调查人员难以观察的地方，使图像采集工作更加便捷。在田间完成图像采集后，通过专用 App 将图片上传至后端的算法服务器上。服务器会基于人工智能技术对这些图像中包含的信息进行分析与综合研判，并将识别结果返回至移动终端，整个过程仅需 1 秒钟左右。在移动终端上，用户可以实时查看当前的图像中是否有害虫以及害虫的数量，也可以根据多个采样点的识别结果综合评估出当前田块中的虫害发生等级，并提供合适的防治建议。不过，昆虫的脸在哪里，或者说哪里是昆虫的脸呢？人的脸上长着眼睛、鼻子、嘴巴等器官，一目了然。但昆虫则不同，有一种凤蝶的屁股上也长有眼睛，而蟋蟀的耳朵则长在腿上。并且，所有的昆虫都没有鼻子，只能依靠触角来分辨气味。坦率地说，昆虫想要“刷脸识别”还是一件挺麻烦的事情。那么，我国的科学家又是如何做到通过“刷脸”来识别昆虫的呢？其实，答案也很简单，那就是给昆虫来一些全身特写，还必须是多角度的特写。在自然界里，有一些昆虫长相非常相似。比如，园林大害虫美国白蛾的成虫和柳毒蛾的成虫就非常相似，两者除了触角和腿上的环斑不同，也就是在体形上略有差异了。即便是经验丰富的园林工作人员，有时候也难技术实现原理为害虫拍“写真”4747那么，“虫脸识别”技术会不会出错呢？当然会。因为谁都无法保证自己的技术、软件、设备永远不会出现一点儿错误，毕竟就连发射火箭、卫星也会有“马失前蹄”的时候。但实事求是地说，“虫脸识别”技术出现错判，主要还是由于拍摄的照片受到逆光、阴影、分辨率等影响而导致的不清晰。同时，有些害虫实在太小，比如说森林害虫红脂大小蠹的成虫只有几毫米长，普通的手机、相机难以将它们拍摄清楚也是一个原因。并且数据库里暂时还没有的害虫，“虫脸识别”技术自然也就认不出来了。2023 年 2 月，我国上海海关在例行检查时，发现了 318 个底部垫有湿润棉花的塑料管，里面各有一只个头儿挺大的蚂蚁。可是，利用我们的“虫脸识别”技术却无法判断出它们是否属于害虫。后来，在生物学家的帮助下，海关检查人员才最终知道它们名叫“大头收获蚁”。大头收获蚁本身虽然对农作物没有什么危害，但是会为了收获柑橘、菠萝等植物上害虫分泌的蜜液而对这些害虫进行保护。大头收获蚁被很多人作为“异宠”来饲养，但其属于间接性害虫，一旦扩散到我国野外，后果不堪设想。由于目前我国野外并没有大头收获蚁这种外来物种，所以在“虫脸识别”的数据库里也就没有它们的资料。不过，随着数据库的不断完善，将来，全世界绝大部分害虫都会被“记录在案”。免会将它们认错。同时，对于它们的防治，在使用药物、剂量、时间等方面也略有不同。所以，在使用“虫脸识别”技术辨别这两种害虫时，必须给它们多来几张不同角度的特写，以便人工智能在后期分析时能够准确地作出判断。挑战难度大海关关员对进口木片进行病虫害生物筛查技术员操作显微镜对病虫害进行研究新知新知宅急送宅急送新知新知宅急送宅急送4848水稻是我国主要的粮食作物之一，在全国各地都有大面积种植。而稻螟虫是危害水稻的常见害虫之一，它们的幼虫在稻茎、叶鞘内取食，俗称“水稻钻心虫”。每年冬季，稻螟虫的幼虫在收割后的稻桩中越冬。因此，每年冬天到水稻田里实地抽查，是农技人员对来年稻螟虫危害进行预估的主要方法之一。使用“虫脸识别”技术之后，不但极大地减轻了农技人员的工作量，同时也为具体判断这些“潜伏”在稻桩里的害虫提供了更为及时和准确的数据。瓢虫是我们熟悉的一种昆虫，它们颜色很艳丽，常有黄、黑、红色的斑纹。其中，七星瓢虫喜吃蚜虫，是大名鼎鼎的益虫。然而，十星瓢虫、茄二十八星瓢虫、马铃薯瓢虫等却是吃农作物叶子的害虫。虽然从它们体表的星斑似乎很容易分辨，但是属于益虫的瓢虫还有六条瓢虫、龟纹瓢虫、异色瓢虫等。若非专业人士，仅凭肉眼要分辨一只瓢虫是敌是友，确实不太容易。利用“虫脸识别”技术，人们便可以拿出手机给虫子拍摄几张不同角度的特写照片，然后通过专用 App 上传照片，待人工智能辨识之后,立即就会将反馈信息发送到人们的手机上。（责任编辑：陆艳）（责任编辑：陆艳）助农帮手目前，“虫脸识别”技术已经在安徽、江西等地开始了推广应用。依靠快速发展的人工智能技术，相信“虫脸识别”技术能够帮助农业专家更快、更准确地预测病虫害的发生。水稻钻心虫4949