ИИ и роботы помогают бороться с красными пожарными муравьями в Китае: новая эффективная система обнаружения гнезд.

Изначально происходящий из Латинской Америки, пожарный муравей красного цвета быстро распространился по провинциям Китая в 2004 году. К 2021 году это южноамериканское насекомое распространилось как минимум в 435 округах в 12 провинциях, что вдвое превышает предыдущее число округов, засвидетельствованное данной вредной пестицидами в 2016 году.

Поскольку большая часть континентальной территории Китая представляет собой подходящую среду для пожарного муравья красного цвета, а изменение климата позволяет им двигаться на север, Министерство сельского хозяйства Китая приняло меры, такие как использование пестицидов и обнаружение гнезд для уничтожения данной угрозы. Открытие гнезд, то есть муравейников, - важная стратегия борьбы. Помимо их агрессивности и прожорливости, красные пожарные муравьи известны своим быстрым размножением: их колонии могут увеличиваться с нескольких десятков особей до тысяч за несколько недель.

Традиционные методы обнаружения Solenopsis invicta являются сложными в выполнении и не могут быть применимы в масштабе, например, для проверки полей, на которых китайские фермеры страдают от укусов пламенных пожарных муравьев. В ответ на это китайские исследователи объединили свои усилия и разработали инновационную систему наблюдения, которая использует искусственный интеллект (ИИ) и роботизированных собак для автоматизации обнаружения и геолокации опасных муравьиных гнезд, тем самым улучшая стратегии мониторинга и контроля.

Разработанная система наблюдения, которая интегрирует роботизированную платформу CyberDog с моделью ИИ YOLOX, продемонстрировала точность обнаружения гнезд более 90%. Модель YOLOX была обучена с использованием набора данных, включающего 1118 изображений, и достигла окончательной точности 0,95 при времени обработки 20,16 миллисекунд на изображение, что подтверждает возможность работы в режиме реального времени.

Практические испытания показали, что система CyberDog обнаружила в три раза больше гнезд, чем обученные люди-инспекторы, при этом уровень пропуска и ложных срабатываний был значительно ниже.

Результаты работы подчеркивают потенциал роботизированных систем, основанных на искусственном интеллекте, в содействии борьбе с вредителями. Система CyberDog/YOLOX не только сравнялась с людьми-инспекторами по скорости, но и превзошла их по точности и эффективности. Полученные результаты имеют важное значение, поскольку они уделяют внимание возможности использования технологий в борьбе с биологическими вторжениями и предлагают более эффективное, экологически чистое и масштабируемое решение для обнаружения муравьиных гнезд. Успешная реализация этой системы может стать отправной точкой для более широкого применения в экологическом мониторинге и борьбе с вредителями, что в конечном итоге будет способствовать сохранению биоразнообразия и экономической стабильности.

Источник: www.researchgate.net. Авторы: Синь Су, Гуйцзе Ши, Цзямей Чжун, Чжэн Янь. Фото принадлежит группе указанных авторов.