Японський жук, Попілля японськеє одним з найнебезпечніших інвазивних шкідників Північної Америки. Витрати на боротьбу зі шкідником у США перевищують $450 мільйонів доларів на рік. Жук був виявлений поблизу Мілану в 2014 році і зараз починає поширюватися в Європі. Разом з 12 іншими партнерами Pessl Instruments долучилася до проекту IPM-Popillia, щоб вирішити цю проблему та розробити рішення для цієї нагальної проблеми.

Цілі проекту

• зробити виявлення, ідентифікацію та моніторинг нового шкідника швидшим, ефективнішим та менш трудомістким
• забезпечити оптимальну стратегію нагляду за інвазійними видами та підтримати посадовців і політиків ЄС у сфері охорони здоров'я рослин у прийнятті рішень щодо високопріоритетних шкідливих організмів та боротьби з ними
• підвищити обізнаність громадськості щодо інвазійних видів та активізувати потенціал Громадянської науки

Опис роботи у WP1

Робочий пакет 1 складається з п'яти завдань і включає всі види діяльності ІПМ-Попілля, пов'язані з виявленням та ідентифікацією шкідливих організмів, моніторингом, оцінкою та моделюванням шляхів проникнення та розповсюдження інвазійних шкідливих організмів.

Завдання 1.1: Інноваційні інструменти для P. japonica виявлення та моніторинг

Моніторинг регульованих організмів займає багато часу та є трудомістким. Як наслідок, регіональні служби здоров'я рослин повинні обмежувати кількість пасток, включених до програми моніторингу, з огляду на кількість робочої сили, доступної для обслуговування пасток. Це відбувається за рахунок площі, що охоплюється, і щільності сітки моніторингу.

Pessl Instruments розробляє інструмент, який підходить для цілей фітосанітарного моніторингу P. japonica а також для спостереження за сезонною динамікою вже сформованих популяцій на основі дистанційно керованих систем пасток.

Ці пастки включатимуть електронні пристрої з 10-мегапіксельними об'єктивами на верхній частині корпусу і будуть автономними завдяки акумулятору та сонячній батареї. Система пасток буде оснащена приманкою, яка приваблюватиме цільові види, що потрапляють у систему пасток. Після потрапляння в пастку комахи фіксуватимуться та фотографуватимуться. Фотографії слугуватимуть основою для розробки інструменту автоматичного виявлення, спеціально призначеного для P. japonica.

Системи глибокого навчання з використанням штучних нейронних мереж навчать систему виявляти та відокремлювати цільових комах від нецільових. Надалі будуть впроваджені подальші кроки, наприклад, оповіщення, засновані на позитивних результатах виявлення програмним забезпеченням. Крім того, пастки оснащені датчиками, що збирають кліматичні дані, такі як температура, відносна вологість або вітер, які будуть використані для отримання більш детального уявлення про поведінку польоту P. japonica.

Інші партнери проекту встановлять перші прототипи пасток виробництва Pessl в заражених зонах на Азорських островах, в Італії та Швейцарії, щоб оцінити інноваційний інструмент моніторингу в польових умовах. На додаток до дистанційної оцінки, улов цих пасток буде також оцінюватися вручну експертами. Результати цього моніторингу будуть порівнюватися з результатами автоматизованого моніторингу та надаватимуть зворотній зв'язок для оптимізації програмного забезпечення для виявлення.

Окрім польових даних, для навчання алгоритму глибокого навчання будуть використані також лабораторно вирощені японські жуки та інші близькоспоріднені види (з високим потенціалом "хибнопозитивних" результатів виявлення), а також фотографії цих комах, щоб ідентифікувати та відокремлювати цілі від нецілей.

Що було зроблено до цього часу?

• Зразки та специфічні принади P. japonica були доставлені до PESSL для ознайомлення з видом комах, формою, для визначення виду.
• Обговорення та робота над прототипом системи пасток для польових досліджень в Італії у 2021 році
• Впроваджено вдосконалення блоку управління (HW та FW для електроживлення), який зараз знаходиться на стадії тестування (підключені датчики - температура, відносна вологість, дощомір).
• Адаптація загального детектора комах з використанням ШІ (V7) протестована і незабаром буде доступна онлайн
• Дослідження літератури (зокрема, про системи ручних пасток, поведінку комах)