给昆虫们“刷个脸”
2023-12-14程醉
程醉
迷离难分
在茂密的辣椒地里,一只芫菁伸了伸懒腰,从睡梦中醒了过来。这是一只芫菁的成虫,它以各种植物的叶片、花瓣为食,是名副其实的害虫。如果你仔细观察,会发现它的头部带红色,两个角质前翅上各有一条黄白相间的条纹。原来,这家伙是节肢动物门、鞘翅目、芫菁科中的白条芫菁。
要是你觉得好玩,一把抓住這只小虫子,会马上感觉到一阵火燎般的刺痛。原来,白条芫菁能分泌一种叫作“斑蝥素”的刺激性化学物质。人的皮肤一旦接触到“斑蝥素”,不但会疼痛难忍,还会出现水疱。这是白条芫菁的一种自我保护机制,但对人类的危害可大了。
可在平日里,不少人会把白条芫菁错认为萤火虫。原来,白条芫菁和萤火虫不但外形长得像,就连颜色也相差不大。再加上这两种昆虫都很小,体长不过一二十毫米,如果不仔细辨认很容易混淆。
那么,有没有一种科技手段,帮助我们来辨识它们呢?答案是肯定的。那就是由我国科研机构研制的、已在一些地区应用的“虫脸识别”技术。
虫脸何在
“虫脸识别”技术,有一些类似于我们常用的人脸识别技术。就是利用人工智能来辨识图片中昆虫的种类、数量,再配合当地的温度、湿度等信息,综合评估出它对于农作物可能的危害程度。它的整个操作过程,大致也是由拍摄、上传、分析以及反馈等环节构成。
不过,昆虫的脸在哪里,或者说哪里是它们的脸呢?
人的脸上长着眼睛、鼻子、嘴巴等器官,一目了然。但昆虫不同,有一种凤蝶的屁股上也长有眼睛,而蟋蟀的耳朵则长在腿上。而且所有的昆虫都没有鼻子,只能依靠触角来分辨气味。坦率地说,昆虫们想要“刷脸”,还真是一件挺麻烦的事情。
可是,我国的研究人员又是如何通过人工智能来识别昆虫们的脸呢?
其实,答案也很简单。那就是给昆虫们来一些全身特写,还必须是多角度的特写。在自然界,有一些昆虫长相非常相似,比如园林大害虫美国白蛾的成虫,就和柳毒蛾的成虫非常相似。两者除了触角和腿上的环斑不同外,也就是在体型上略有差异了。即便是经验丰富的园林工作人员,有时候也难免将它们认错。对于它俩的防治,工作人员在使用药物、剂量和时间等方面也略有不同,所以在使用“虫脸识别”技术进行辨别时,必须给它们来几张不同角度的特写,以便人工智能在后期分析时能够及时、准确地做出判断。
不断完善
“虫脸识别”技术会不会出错呢?
当然会。因为谁都无法保证自己的技术、软件、设备等永远不会出现一点错误,就连火箭发射也有那么几次“马失前蹄”的时候。但实事求是地说,“虫脸识别”技术出现错判,主要还是拍摄的照片受到逆光、阴影、分辨率等影响而导致的。此外,有些害虫体型实在太小,比如说森林害虫红脂大小蠹的成虫只有几毫米长,普通的手机、相机等难以将它们拍摄清楚。
还有,对于数据库里暂时还没有的昆虫,我们的“虫脸识别”技术自然也认不出来。不久前,我国海关在例行检查时发现了数百个底部垫有湿润棉花的塑料管,里面各有一只个头挺大的蚂蚁。但是,利用我们的“虫脸识别”技术,却无法判断它们是否属于害虫。后来在生物学家的帮助下,才最终认定它们名叫“大头收获蚁”。
大头收获蚁为昆虫纲、膜翅目、蚁科、切叶蚁亚科、收获蚁属的一种昆虫。它们本身对农作物没有什么危害,却会为了吸取柑橘、菠萝等植物上害虫分泌的蜜液而对害虫进行保护。大头收获蚁被一些人当作“异宠”来饲养,但其属于间接性害虫,一旦扩散到我国后果不堪设想。
目前,我国野外地区未发现大头收获蚁这种外来的害虫,在我们的“虫脸识别”数据库里也就没有它们的资料。不过,随着数据库的不断完善,将来全世界绝大部分害虫会被“记录在案”。
助农帮手
水稻是我国主要的粮食作物之一,在一些地方有着大面积种植。而昆虫纲、鳞翅目、螟蛾科、蛀禾螟属的稻螟虫,是危害水稻的常见害虫之一,它们的幼虫在稻茎、叶鞘内取食,俗称钻心虫。每年冬季,稻螟虫的幼虫会在收割后的稻桩中越冬,因此每年冬天到水稻田里实地抽查,是农技人员预估来年稻螟虫危害的主要方法之一。
使用“虫脸识别”技术之后,不但极大减轻了农技人员的工作量,还在具体判断这些潜伏在稻桩里的害虫,究竟是螟蛾科的二化螟、三化螟、台湾稻螟还是夜蛾科的大螟时,提供了更为及时和准确的数据。接下来的稻螟虫防治工作,农技人员便得心应手了。
瓢虫是我们熟悉的一种昆虫,它的颜色很艳丽,常有黄、黑、红色的斑纹。其实,我们所说的瓢虫大致是昆虫纲、鞘翅目、瓢虫科,有圆形突起的甲虫的通称。其中七星瓢虫喜吃蚜虫,是大名鼎鼎的益虫。此外,属于益虫的瓢虫还有六条瓢虫、龟纹瓢虫、异色瓢虫等。
然而,十星瓢虫、茄二十八星瓢虫、马铃薯瓢虫等,却是吃农作物叶子的害虫。若非专业人士,在野外仅凭肉眼分辨一只瓢虫“是敌是友”,确实不太容易。
不妨利用“虫脸识别”技术——拿出手机给它拍摄几张不同角度的特写照片,再通过相关APP上传,人工智能辨识之后立即就会将信息反馈给你。
目前,“虫脸识别”技术已经在我国一些省市推广应用。科技,正在不知不觉改变着我们的工作和生活。