Japonský brouk, Popillia japonica, je jedním z nejhorších invazních škůdců Severní Ameriky. Náklady na boj proti tomuto škůdci v USA přesahují $450 milionů ročně. V roce 2014 byl brouk zjištěn poblíž Milána a nyní se začíná šířit v Evropě. Společně s dalšími 12 partnery se společnost Pessl Instruments zapojila do projektu IPM-Popillia, jehož cílem je řešit tento problém a vyvinout řešení tohoto naléhavého problému.

Cíle projektu

• urychlit, zefektivnit a snížit pracnost detekce, identifikace a monitorování nových škůdců.
• zajistit optimální strategii dozoru nad invazními druhy a podpořit úředníky EU odpovědné za zdraví rostlin a tvůrce politik při rozhodování o vysoce prioritních škůdcích a jejich regulaci.
• zvýšit povědomí veřejnosti o invazních druzích a aktivovat potenciál občanské vědy.

Popis práce v rámci WP1

Pracovní balíček 1 je rozdělen do pěti úkolů a zahrnuje všechny činnosti IPM-Popillia související s detekcí a identifikací škůdce, monitorováním a hodnocením a modelováním cest vstupu a šíření invazního škůdce.

Úkol 1.1: Inovativní nástroje pro P. japonica detekce a monitorování

Monitorování regulovaných organismů je časově a pracovně náročné. V důsledku toho musí regionální rostlinolékařské služby omezit počet pastí zařazených do monitorovacího programu s ohledem na pracovní síly, které jsou k dispozici pro údržbu pastí. To je na úkor pokryté plochy a hustoty monitorovací sítě.

Pessl Instruments vyvíjí nástroj, který je vhodný pro účely rostlinolékařského monitorování. P. japonica a také pro pozorování sezónní dynamiky již usazených populací na základě dálkově řízených pastí.

Tyto pasti budou obsahovat elektronická zařízení s 10 MP objektivy na horní straně krytu a budou soběstačné díky baterii a solárnímu panelu. Systém pastí bude vybaven návnadou, která přiláká cílové druhy vstupující do systému pastí. Po vstupu do pasti se hmyz zafixuje a vyfotografuje. Fotografie budou sloužit jako základ pro vývoj automatického detekčního nástroje speciálně pro. P. japonica.

Systémy hlubokého učení využívající umělé neuronové sítě vycvičí systém k detekci a oddělení cílového hmyzu od necílového. Budou zavedeny další kroky, např. výstrahy na základě pozitivních výsledků detekce softwarem. Kromě toho budou pasti vybaveny senzory sbírajícími klimatické údaje, jako je teplota, relativní vlhkost nebo vítr, které budou využity k získání podrobnějšího přehledu o letovém chování hmyzu. P. japonica.

Ostatní partneři projektu nainstalují první prototypy pastí vyrobených společností Pessl v zamořených oblastech na Azorských ostrovech, v Itálii a ve Švýcarsku, aby vyhodnotili inovativní monitorovací nástroj v terénních podmínkách. Kromě dálkově řízeného hodnocení budou úlovky z těchto pastí vyhodnocovány odborníky také ručně. Výsledky tohoto monitorování budou porovnány s výsledky automatického monitorování a poskytnou zpětnou vazbu pro optimalizaci detekčního softwaru.

Kromě terénních dat budou k tréninku algoritmu hlubokého učení pro identifikaci a oddělení cílových a necílových druhů použity také laboratorně chovaní japonští brouci a další blízce příbuzné druhy (s vysokým potenciálem pro "falešně pozitivní" výsledky detekce), jakož i fotografie tohoto hmyzu.

Co se dosud podařilo?

• Vzorky a specifické lákadlo P. japonica byly dodány do PESSL, aby se seznámily s druhy hmyzu, tvarem, určením druhu.
• Diskuse a práce na prototypu systému pastí pro terénní studie v Itálii v roce 2021
• Vylepšení řídicí jednotky (HW a FW pro napájení) bylo implementováno a nyní je ve fázi testování (připojená čidla - teplota, relativní vlhkost, srážkoměr).
• Přizpůsobení obecného detektoru hmyzu pomocí umělé inteligence (V7) je testováno a brzy bude online.
• rešerše literatury (zejména o systémech ručních pastí, chování hmyzu)