Gândacul japonez, Popillia japonica, este unul dintre cei mai periculoși dăunători invazivi din America de Nord. Costurile de combatere a acestui dăunător în SUA depășesc $450 milioane de euro pe an. Gândacul a fost detectat în apropiere de Milano în 2014 și acum începe să se răspândească în Europa. Împreună cu alți 12 parteneri, Pessl Instruments s-a alăturat unui proiect IPM-Popillia pentru a aborda problema și a dezvolta o soluție pentru această problemă urgentă.

Obiectivele proiectului

• pentru a face detectarea, identificarea și monitorizarea noului dăunător mai rapidă, mai eficientă și mai puțin intensivă din punct de vedere al forței de muncă
• să ofere o strategie optimă de supraveghere a speciilor invazive și să sprijine oficialii fitosanitari și factorii de decizie politică din UE în luarea de decizii și în gestionarea organismelor dăunătoare cu prioritate ridicată
• să sensibilizeze publicul cu privire la speciile invazive și să activeze potențialul științei cetățenești.

Descrierea activității în WP1

Pachetul de lucru 1 este organizat în cinci sarcini și include toate activitățile IPM-Popillia legate de detectarea și identificarea dăunătorilor, monitorizarea, precum și evaluarea și modelarea căilor de intrare și de răspândire a dăunătorilor invazivi.

Sarcina 1.1: Instrumente inovatoare pentru P. japonica detecție și monitorizare

Monitorizarea organismelor reglementate necesită mult timp și forță de muncă. În consecință, serviciile fitosanitare regionale trebuie să limiteze numărul de capcane incluse într-un program de monitorizare în funcție de forța de muncă disponibilă pentru întreținerea capcanelor. Acest lucru se face cu prețul zonei acoperite și al densității rețelei de monitorizare.

Pessl Instruments dezvoltă un instrument, care este potrivit pentru monitorizarea fitosanitară a P. japonica precum și pentru observarea dinamicii sezoniere a populațiilor deja stabilite, pe baza unor sisteme de capcane controlate de la distanță.

Aceste capcane vor include dispozitive electronice cu obiective de 10 MP în partea superioară a carcasei și vor fi autosuficiente prin intermediul bateriei și al panoului solar. Sistemul de capcane va fi echipat cu o momeală, care va atrage speciile țintă care intră în sistemul de capcane. După ce vor intra în capcană, insectele vor fi fixate și fotografiate. Fotografiile vor servi drept bază pentru dezvoltarea unui instrument de detecție automată specific pentru P. japonica.

Sistemele de învățare profundă care utilizează rețele neuronale artificiale vor antrena sistemul pentru a detecta și separa insectele vizate de cele care nu sunt vizate. Vor fi introduse etape ulterioare, de exemplu, alerte bazate pe rezultatele pozitive ale detecției de către software. În plus, capcanele sunt echipate cu senzori care colectează date climatice, cum ar fi temperatura, umiditatea relativă sau vântul, care vor fi utilizate pentru a obține o perspectivă mai detaliată asupra comportamentului de zbor al P. japonica.

Ceilalți parteneri ai proiectului vor instala primele prototipuri de capcane produse de Pessl în zonele infestate din Azore, Italia și Elveția, pentru a evalua instrumentul inovator de monitorizare în condiții de teren. Pe lângă evaluarea controlată de la distanță, capturile acestor capcane vor fi, de asemenea, evaluate manual de către experți. Rezultatele acestor eforturi de monitorizare vor fi comparate cu rezultatele monitorizării automate și vor oferi feedback pentru optimizarea software-ului de detectare.

În plus față de datele de teren, vor fi utilizate și gândaci japonezi crescuți în laborator și alte specii înrudite (cu un potențial ridicat de rezultate de detectare "fals pozitive"), precum și fotografii ale acestor insecte, pentru a antrena algoritmul de învățare profundă în vederea identificării și separării țintelor de cele care nu sunt ținta.

Ce s-a făcut până acum?

• Specimene și momeală specifică de P. japonica au fost livrate la PESSL pentru a se familiariza cu speciile de insecte, forma, pentru a identifica speciile.
• Discuții și lucrări privind prototipul sistemului de capcane pentru studii de teren în Italia în 2021
• Îmbunătățirile aduse unității de control (HW și FW pentru sursa de alimentare) au fost implementate și se află acum în faza de testare (senzori conectați - temperatură, umiditate relativă, pluviometru).
• Adaptarea detectorului general de insecte cu ajutorul AI (V7) este testată și va fi disponibilă online în curând.
• Cercetarea literaturii de specialitate (în special în ceea ce privește sistemele de capcane manuale, comportamentul insectelor)