Il coleottero giapponese, Popillia japonicaè uno dei peggiori parassiti invasivi del Nord America. I costi per il controllo del parassita negli Stati Uniti superano $450 milioni all'anno. Il coleottero è stato individuato vicino a Milano nel 2014 e ora sta iniziando a diffondersi in Europa. Insieme ad altri 12 partner, l'Pessl Instruments ha aderito a un progetto IPM-Popillia per affrontare il problema e sviluppare una soluzione per questo problema urgente.

Obiettivi del progetto

• rendere il rilevamento, l'identificazione e il monitoraggio del nuovo parassita più veloce, più efficiente e meno impegnativo
• fornire una strategia di sorveglianza ottimale per le specie invasive e supportare i funzionari fitosanitari e i responsabili politici dell'UE nelle decisioni e nella gestione dei parassiti ad alta priorità
• sensibilizzare l'opinione pubblica sulle specie invasive e attivare il potenziale della Citizen science.

Descrizione del lavoro nel WP1

Il pacchetto di lavoro 1 è organizzato in cinque compiti e comprende tutte le attività dell'IPM-Popillia relative al rilevamento e all'identificazione del parassita, al monitoraggio, alla valutazione e alla modellizzazione delle vie di ingresso e di diffusione del parassita invasivo.

Compito 1.1: Strumenti innovativi per P. japonica rilevamento e monitoraggio

Il monitoraggio degli organismi regolamentati richiede tempo e manodopera. Di conseguenza, i servizi fitosanitari regionali devono limitare il numero di trappole incluse in un programma di monitoraggio in funzione della manodopera disponibile per la manutenzione delle trappole. Ciò va a discapito dell'area coperta e della densità della griglia di monitoraggio.

L'Pessl Instruments sviluppa uno strumento adatto per il monitoraggio fitosanitario di P. japonica nonché per osservare le dinamiche stagionali di popolazioni già insediate, basandosi su sistemi di trappole controllate a distanza.

Queste trappole includeranno dispositivi elettronici con obiettivi da 10 MP sulla parte superiore dell'alloggiamento e saranno autosufficienti grazie a batterie e pannelli solari. Il sistema di trappole sarà dotato di un'esca che attirerà le specie bersaglio all'interno del sistema di trappole. Dopo essere entrati nella trappola, gli insetti verranno fissati e fotografati. Le foto serviranno come base per lo sviluppo di uno strumento di rilevamento automatico specifico per le trappole. P. japonica.

I sistemi di apprendimento profondo che utilizzano reti neurali artificiali addestreranno il sistema a rilevare e separare gli insetti bersaglio da quelli non bersaglio. Saranno introdotte ulteriori fasi, ad esempio avvisi basati sui risultati positivi del rilevamento da parte del software. Inoltre, le trappole saranno dotate di sensori che raccolgono dati climatici, come la temperatura, l'umidità relativa o il vento, che saranno utilizzati per ottenere una visione più dettagliata del comportamento di volo degli insetti. P. japonica.

Gli altri partner del progetto installeranno i primi prototipi di trappole prodotti da Pessl nelle zone infestate alle Azzorre, in Italia e in Svizzera, per valutare l'innovativo strumento di monitoraggio in condizioni di campo. Oltre alla valutazione telecomandata, le catture di queste trappole saranno valutate manualmente da esperti. I risultati di queste attività di monitoraggio saranno confrontati con quelli del monitoraggio automatico e forniranno un feedback per ottimizzare il software di rilevamento.

Oltre ai dati sul campo, verranno utilizzati anche coleotteri giapponesi allevati in laboratorio e altre specie strettamente correlate (con un alto potenziale di risultati di rilevamento "falsi positivi"), nonché foto di questi insetti, per addestrare l'algoritmo di apprendimento profondo a identificare e separare i target dai non target.

Cosa è stato fatto finora?

• Esemplari e richiamo specifico di P. japonica sono stati consegnati al PESSL per familiarizzare con le specie di insetti, la forma, per identificare le specie.
• Discussione e lavoro sul prototipo di sistema di trappole per studi sul campo in Italia nel 2021
• I miglioramenti dell'unità di controllo (HW e FW per l'alimentazione) sono stati implementati e sono ora in fase di test (sensori allegati - temperatura, umidità relativa, pluviometro).
• L'adattamento del rilevatore generale di insetti che utilizza l'intelligenza artificiale (V7) è stato testato e sarà presto online.
• Ricerca bibliografica (in particolare sui sistemi di trappole manuali, sul comportamento dell'insetto)