Фермерство с ИИ: оптимизация опыления для лучшего производства продуктов питания

Исследование, опубликованное в International Journal of Computer Vision, включало запись опылителей, таких как медоносные пчелы, парящие мухи, мотыльки, бабочки и осы, для создания базы данных из более чем 2000 следов насекомых на коммерческой клубничной ферме в Виктории.

Затем записи были проанализированы с помощью компьютерного зрения и искусственного интеллекта для отслеживания индивидуальных перемещений отдельных насекомых, их подсчета и отслеживания их посещения цветов, что позволило фермерам и исследователям понять вклад различных видов в опыление.

Monash Uiversity говорит, что для оптимального опыления требуется правильное количество посещений цветов опылителями, а слишком мало или слишком много посещений или посещений неэффективными насекомыми-опылителями может снизить качество пищи, производимой цветущим растением, что в конечном итоге повлияет на урожай.

Соавтор исследования, директор лаборатории NativeBee+Tech Facility Доцент Алан Доринс факультета информационных технологий, сказал, что традиционные методы мониторинга насекомых на фермах отнимают много времени, трудоемки и могут давать неточные или ненадежные данные.

«Система мониторинга, разработанная в рамках этого исследования, может генерировать данные об уровнях опыления сельскохозяйственных культур в тот же день и предоставлять фермерам данные, необходимые им для принятия решений», — сказал доцент Дорин.

«Знание степени опыления культуры позволяет производителям изменять расположение и количество ульев, чтобы повысить уровень опыления.

«Фермеры также могут открывать или закрывать боковые стенки теплицы, чтобы поощрять или препятствовать посещению насекомых с определенных направлений. Они могут решить добавить цветы, чтобы побудить насекомых исследовать участки посевов, которые не были должным образом опылены.

«Эти простые вмешательства могут обеспечить более высокий уровень успешного опыления и более высокий урожай плодов товарного качества. Мы считаем, что эта система послужит эталоном для будущих исследований в области точного опыления».

Университет Монаша отмечает, что для системы мониторинга исследователи разработали специальное программное обеспечение для анализа огромного объема данных и надежного отслеживания отдельных насекомых, пролетающих сквозь сложную листву.

исследования ведущий исследователь д-р Малика Ратнаяке сказал, что ключевой задачей во время исследования было определить движение отдельных насекомых на видео, чтобы один и тот же путь насекомых не учитывался случайно несколько раз.

«Усовершенствованное программное обеспечение, разработанное для системы, сочетает в себе возможности обнаружения объектов на основе ИИ с отдельными алгоритмами обнаружения переднего плана для определения точного положения насекомых и цветов, которые они посещают, в записанных видео», — сказал доктор Ратнаяке.

«Программное обеспечение также включает в себя функции, повышающие эффективность обработки данных и экономящие ресурсы компьютера.

«Мы решили оставить это программное обеспечение с открытым исходным кодом, чтобы оно было доступно для всех, кто хочет создавать аналогичные системы мониторинга или другие приложения для оптимизации и анализа различных точек данных, снятых с помощью видео».

Заглядывая в будущее, исследователи говорят, что используют систему мониторинга для изучения долгосрочных последствий и результатов методов точного опыления, а также того, как они изменяют качество производства продуктов питания и урожайность в течение нескольких циклов урожая.

«Опираясь на это исследование, исследователи будут сотрудничать и работать с Австралийской ассоциацией производителей голубики, ягодным подразделением Costa Group, CSIRO, Университетом Западного Сиднея и Университетом Новой Англии», — говорится в сообщении.

«Команда также изучает связи с европейскими насекомыми в сотрудничестве с Университетом Тренто, Италия, и Немецким центром комплексных исследований биоразнообразия (iDiv) Галле-Йена-Лейпциг, Германия».

Исследование было поддержано грантом Австралийского исследовательского совета (ARC) Discovery Projects, грантом Monash-Bosch AgTech Launchpad Primer Grant, AgriFutures и исследовательским центром ARC.

Чтобы узнать больше о центре NativeBee+Tech на факультете информационных технологий Университета Монаша, посетите: https://www.monash.edu/it/nativebee и посмотреть пример видео, отслеживающего путь разных насекомых на грядке с клубникой: https://www.youtube.com/watch?v=OyU7Yf6axco