حضور پهپادها با هوش مصنوعی در کشاورزی

چگونه پهپادها و هوش مصنوعی می توانند به کشاورزان در مبارزه با حمله حشرات بدبو کمک کنند، برنامه های بسیاری برای آینده وجود دارد.

حشرات بدبو که برای اکثر افراد بوسیله بوی بد و نامطبوعی که پس از له شدن بدون تشریفات منتشر می کنند قابل تشخیص است، در واقع این حشرات یکی از مهم ترین آفات کشاورزی هستند که کشاورزان را - در سرتاسر آمریکای شمالی و اروپای جنوبی - عذاب می دهد.

بر اساس گزارش ها گونه مهاجم و مزاحم، که ممکن است در دهه 1990 از آسیا به ایالات متحده از طریق کانتینرهای حمل و نقل سفر کرده باشد، تنها در سال 2019 به محصولات کشاورزی به ارزش 500 میلیون یورو خسارت وارد کرده است.

تمام این تخریب‌ها، مراقبت صحیح از این حشرات را در اولویت اصلی قرار می‌دهد، با این حال روش‌های معاصر برای انجام این کار همچنان نسبتاً بی‌اثر در مقیاس‌های بزرگ هستند، اکنون محققان بر این باورند که ترکیبی از پهپادهای مجهز به دوربین و مدل‌های جدید هوش مصنوعی در نهایت می‌تواند راه بهتری برای مقابله با کشاورزان فراهم کند.

گروهی از محققان ایتالیایی که در مجله Pest Management Science می نویسند، اخیرا یافته های یک مطالعه را منتشر کردند که در آن از یک پهپاد تجاری خارج از قفسه برای جمع آوری تصاویر با کیفیت بالا از حشرات بدبو که در - یک - باغ گلابی لانه کرده بودند استفاده کردند.

محققان یک پروتکل پرواز خودکار ایجاد کردند که به آنها اجازه می‌دهد پهپاد را کنترل کنند و با استفاده از یک برنامه تلفن همراه آن را روی محصولات آلوده نگه دارند.

سپس این پهپاد توانست صدها تصویر با کیفیت بالا بگیرد که برای آموزش یک الگوریتم هوش مصنوعی که می‌تواند با موفقیت باگ‌های (حشرات) بدبو را شناسایی کند، استفاده کرد، آن مدل تا حدی به لطف کیفیت تصاویر گرفته شده توسط پهپاد، 97 درصد مواقع حشرات بدبو را به دقت شناسایی می کرد.

دانیل جیانتی محقق دانشگاه پارما و یکی از نویسندگان مقاله در بیانیه ای گفت: به طور کلی این سیستم نظارتی جدید پتانسیل یکپارچه سازی پهپاد و هوش مصنوعی را برای شناسایی و تعیین کمیت حضور حشرات با اندازه و شکل H.halys نشان داد.

قبل از آزمایش هواپیمای بدون سرنشین، مشاهده و نظارت حشرات بدبو معمولاً شامل استفاده از تله‌های فرمونی برای فریب دادن حشرات برای شمارش دستی بود.

محققان می نویسند که این رویکرد از نظر اثربخشی محدود است، به خصوص زمانی که سعی می کنیم تعداد حشرات بدبو را در مناطق وسیع و پراکنده محصول اندازه گیری کنیم، جیانتی گفت که این روش‌های سنتی‌تر نظارت نیز به دلیل هزینه‌های اقتصادی مرتبط با استخدام کارگران برای انجام آن نظارت محدود هستند.

برای مطالعه خود، محققان یک پهپاد DJI Matrice 300 را با یک دوربین HD تجهیز کردند و آن را به انجام 16 ماموریت پروازی مختلف بر فراز باغ میوه واداشتند، اما به محض اینکه پهپاد روی باغ گلابی شروع به پرواز کرد، اتفاق جالبی افتاد... حشرات به جای پراکندگی یا سقوط از محصولات کشاورزی مانند زمانی که ناظران انسانی نزدیک می شوند، در عوض یخ (سر جای خود بی حرکت می مانند) زدند.

حدود 85 درصد از حشرات اندازه‌گیری شده، این رفتار یخ زدگی را هنگامی که پهپاد در ارتفاع‌های 4 و 8 متری بالای آن‌ها معلق بود، نشان دادند و اثر انجماد غیرمعمول به این معنی بود که پهپاد زمان زیادی برای گرفتن عکسی با کیفیت به شکل های مختلف در قاب داشت.

از آنجا محققان از این تصاویر برای آموزش یک مدل هوش مصنوعی استفاده کردند که قادر به تشخیص حشرات بدبو باشد، اگرچه این پهپاد در مجموع 2459 تصویر ثبت کرد، اما تنها 402 مورد از آن‌ها در واقع دارای حشرات بدبو بودند، محققان به صورت دستی این اشکالات را برای کمک به آموزش مدل هوش مصنوعی با ترسیم حشرات با یک مستطیل برچسب گذاری کردند.

محققان می گویند که پس از آموزش صحیح روی این تصاویر، هوش مصنوعی در تشخیص مواردی از حشرات بدبو در تصاویر دیگر مهارت بالایی خواهد داشت.

در حالی که محققان تمرکز خود را به حشرات بدبو محدود کردند، آنها می گویند که از همان اصول اساسی می توان برای نظارت بر انواع آفات استفاده کرد، محققان باید تصاویر جدید مبتنی بر هواپیماهای بدون سرنشین خود را بگیرند و سپس آنها را به هوش مصنوعی سفارشی خود وارد کنند.

لارا مایسترلو، استاد دانشگاه مودنا و یکی از نویسندگان مقاله در بیانیه ای گفت: این تجربه واقعاً دلگرم کننده است. ما این نتایج را هیجان‌انگیز می‌دانیم، مخصوصاً به این دلیل که کاربردهای آینده آنها بسیار زیاد است.

مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است... سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد، ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.