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害虫,来刷个脸吧

2023-11-15程醉

青少年科技博览(中学版) 2023年8期
关键词:芜菁螟虫特写

程醉

在茂密的辣椒地里,一只甲虫伸了伸懒腰,从睡梦中醒了过来。

活动了一番筋骨,它瞧见了辣椒刚刚结出的嫩果,顿时觉得腹中饥饿。早餐的时间到了。

就在它准备大快朵颐的时候,正在帮家长干农活的同学发现了它。

“萤火虫,萤火虫,这有一只萤火虫。”同学兴奋地喊了起来。随后,他便一把抓住了这只小虫子。可没想到,刚刚抓到手中,他就感到一阵火燎般的刺痛。

“这不是萤火虫!”家长忙提醒。

仔细观察后,同学才发现,这只甲虫的头部带红色,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、芜菁科的条芜菁。它们以各种植物的叶片、花瓣和果实为食,是名副其实的害虫。

刚才让这位同学吃到苦头的是条芜菁的秘密防身武器——斑蝥素。这是一种刺激性化学物质。人的皮肤一旦接触到斑蝥素,不但会疼痛难忍,随后还会出现大量的水泡。这是条芜菁天赋的自我保护措施,对敌害和人类危害很大。

那么,熟悉农事的同学为什么会把条芜菁错认为是萤火虫呢?

原来,条芜菁和萤火虫不但外形长得像,就连颜色、大小都相差不大,再加上这两种昆虫都很小,体长不过1~20毫米,如果不仔细辨认就很容易混淆。

那么,有没有能够帮助我们辨识害虫的高科技手段呢?

答案当然是肯定的。那就是由中国科学院合肥智能机械研究所研制的、已经在我国许多省市大力推广应用且效果显著的“虫脸识别”技术。

虫脸何在

“虫脸识别”技术有点儿类似于我们熟悉的人脸识别技术,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。它的整个工作过程大致也是由拍摄、上传、分析,以及反馈等环节来构成。

不过,昆虫们的脸在哪里,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,自然是一目了然,但昆虫不同,比如有一种凤蝶的屁股上也长有眼睛,而蟋蟀的耳朵长在腿上。另外,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“刷脸支付”其实还是一件挺麻烦的事情。

那么,我国科学家又是如何让计算机识别昆虫们的脸呢?

其实,答案也很简单,那就是给昆虫们来一些全身特写照片,还必须是多角度的特写,因为自然界里有一些昆虫长相非常相似。

我们看一个实例,著名园林害虫美国白蛾的成虫和柳毒蛾的成虫就非常相似,两者除了触角和腿上的环斑不同之外,也就是在体形上略有差异了。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。同时,因为对于它们俩的防治,使用药物、剂量、时间等方面也略有不同,所以“虫脸识别”技术需要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

那么,使用“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、设备永远不会出现一点错误,就连发射火箭、卫星也都有过“马失前蹄”的时候嘛。

实事求是地说,“虫脸识别”技术出现错判主要原因是照片受到逆光、阴影、分辨度等影响而导致的不清晰。另外,有些害虫体形实在太小,比如说森林害虫红脂大小蠹(dù)的成虫只有几毫米长,普通的手机、相机难以将它们拍摄清楚。

此外,数据库里暂时还没有的害虫,我们的“虫脸识别”技术自然也就认不出来了。

2023年3月,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,里面各有一只个头儿挺大的蚂蚁。利用“虫脸识别”技术也未能判断出它们是否属于害虫,后来,在生物学家的帮助下,海关人员才最终认定这些蚂蚁是“大头收获蚁”。

大头收获蚁属昆虫纲、膜翅目、蚁科下收获蚁属的一种昆虫。它们虽然本身对农作物没有什么危害,但会为了收获柑橘、菠萝等植物上害虫分泌的蜜液而对它们进行保护。大头收获蚁被很多人作为“异宠”来饲养,并不了解它属于间接性害虫,因此一旦扩散到我国野外,后果不堪设想。

由于目前我国野外并没有大头收获蚁这种外来的害虫,所以“虫脸识别”的数据库里没有它们的资料。不过,随着数据库的不断完善,全世界绝大部分害虫都将被“记录在案”。

助农帮手

水稻是我国主要的粮食作物之一,在全国各地都有大面积种植。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,是农技人员对来年稻螟虫危害预估的主要方法之一。

使用“虫脸识别”技术,不但极大减轻了农技人员的工作量,同时为具体判断潜伏在稻桩里的害虫究竟是哪种螟(二化螟、三化螟、台湾稻螟,以及夜蛾科的大螟)提供更为及时和准确的数据。有了先进的技术支持,农技人员对接下来的稻螟虫防治工作就更加得心应手。

瓢虫是我们熟悉的一种昆虫,它们颜色艳丽,常有黄、黑、红色的斑点装饰。其实,我们所说的瓢虫是昆虫纲、鞘翅目、瓢虫科有圆形突起甲虫的通称,其中七星瓢虫喜吃蚜虫,是大名鼎鼎的益虫。

但是,你可能不知道,十星瓢虫、茄二十八星瓢虫和马铃薯瓢虫等都是吃农作物叶子的害虫。与七星瓢虫同为益虫的则是六条瓢虫、龟纹瓢虫和异色瓢蟲等。若非专业人士,在野外仅凭肉眼要分辨一只瓢虫是敌是友,确实不太容易。

利用“虫脸识别”技术,你可以拿出手机给它拍摄几张不同角度的特写照片,然后通过相关APP将照片上传,待人工智能辨识之后立即就会将信息通过手机反馈给你。

目前,“虫脸识别”技术已经在安徽、江西等省市开始了推广应用。科技,正在不知不觉间改变着我们的工作和生活,在各个领域成为我们的好帮手。

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