Японский жук, Popillia japonicaявляется одним из самых страшных инвазивных вредителей Северной Америки. Затраты на борьбу с этим вредителем в США превышают $450 миллионов в год. Жук был обнаружен вблизи Милана в 2014 году и сейчас начинает распространяться в Европе. Вместе с 12 другими партнерами компания Pessl Instruments присоединилась к проекту IPM-Popillia для решения проблемы и разработки решения этой насущной задачи.

Цели проекта

• сделать обнаружение, идентификацию и мониторинг нового вредителя более быстрыми, эффективными и менее трудоемкими
• обеспечить оптимальную стратегию надзора за инвазивными видами и поддержать должностных лиц ЕС, ответственных за здоровье растений, и политиков в принятии решений по приоритетным вредным организмам и управлению ими
• повысить осведомленность общественности об инвазивных видах и активизировать потенциал Citizen science

Описание работы в рамках WP1

Рабочий пакет 1 состоит из пяти задач и включает все мероприятия IPM-Popillia, связанные с обнаружением и идентификацией вредителя, мониторингом, оценкой и моделированием путей проникновения и распространения инвазивного вредителя.

Задача 1.1: Инновационные инструменты для P. japonica обнаружение и мониторинг

Мониторинг регулируемых организмов занимает много времени и требует больших трудозатрат. Как следствие, региональные службы здоровья растений должны ограничивать количество ловушек, включенных в программу мониторинга, с учетом наличия рабочей силы для обслуживания ловушек. Это происходит за счет покрываемой площади и плотности сетки мониторинга.

Pessl Instruments разрабатывает инструмент, который подходит для целей фитосанитарного мониторинга P. japonica а также для наблюдения за сезонной динамикой уже сформировавшихся популяций на основе дистанционно управляемых систем ловушек.

Эти ловушки будут включать электронные устройства с объективами 10 МП на верхней части корпуса и будут самодостаточными благодаря батарее и солнечной панели. Система ловушек будет оснащена приманкой, привлекающей целевые виды, попадающие в систему ловушек. После попадания в ловушку насекомые будут фиксироваться и фотографироваться. Полученные фотографии послужат основой для разработки автоматического средства обнаружения специально для P. japonica.

Системы глубокого обучения с использованием искусственных нейронных сетей обучат систему обнаруживать и отделять целевых насекомых от нецелевых. Будут введены дальнейшие шаги, например, оповещения на основе положительных результатов обнаружения программным обеспечением. Кроме того, ловушки будут оснащены датчиками, собирающими климатические данные, такие как температура, относительная влажность или ветер, которые будут использоваться для получения более детального представления о полетном поведении насекомых. P. japonica.

Другие партнеры проекта установят первые прототипы ловушек, произведенных компанией Pessl, в зонах заражения на Азорских островах, в Италии и Швейцарии, чтобы оценить инновационный инструмент мониторинга в полевых условиях. Помимо оценки с помощью дистанционного управления, уловы этих ловушек будут также оцениваться экспертами вручную. Результаты этого мониторинга будут сравниваться с результатами автоматизированного мониторинга и обеспечат обратную связь для оптимизации программного обеспечения для обнаружения.

В дополнение к полевым данным для обучения алгоритма глубокого обучения идентификации и отделению целей от нецелей будут использоваться лабораторные японские жуки и другие близкородственные виды (с высоким потенциалом "ложноположительных" результатов обнаружения), а также фотографии этих насекомых.

Что было сделано на сегодняшний день?

• Образцы и специфическая приманка P. japonica были доставлены в ПЕССЛ для ознакомления с видами насекомых, формой, для идентификации вида.
• Обсуждение и работа над прототипом системы ловушек для полевых исследований в Италии в 2021 году
• Усовершенствования блока управления (HW и FW для источника питания) были реализованы и сейчас находятся на стадии тестирования (подключены датчики - температура, относительная влажность, датчик дождя).
• Адаптация общего детектора насекомых с использованием искусственного интеллекта (V7) протестирована и скоро появится в сети
• Изучение литературы (в частности, по системам ручных ловушек, поведению насекомых)