入侵生物:用算法消滅入侵燈籠蠅
來源:環球科學
發布時間:2021-04-29
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入侵生物:用算法消滅入侵燈籠蠅


圖片來源:Pixabay
有一種體長3厘米、形似蛾子的飛虱叫做斑點燈籠蠅(spotted lanternfly),來自東南亞部分地區。自2014年首次在賓夕法尼亞州伯克斯縣(Berks County)發現它們以來,這種燈籠蠅給美國東海岸的木材、果樹和釀酒業造成了嚴重的破壞。更糟糕的是,它可能已經席卷賓夕法尼亞州下屬的26個縣及新澤西州、特拉華州、馬裏蘭州和弗吉尼亞州的部分地區。
這種入侵昆蟲號稱“植物殺手”,幾乎可以在任何表麵產卵,甚至包括車輛的外部。美國德雷塞爾大學化學和生物工程師莫林·當(Maureen Tang)說,這些卵塊“最令人擔憂的地方在於,它們可以搭便車傳播到很遠的地方”。莫林的最新研究是通過大眾提供的卵塊照片訓練出一套複雜的算法,對卵塊進行精準識別。
成年斑點燈籠蠅可以盡情享用70多種植物,隨後它們還會留下所謂的蜜汁糞便,吸引黃蜂和其他具有蟄咬行為的昆蟲,滋生黑色煙灰黴菌(sooty mold),這對植物而言都是致命的。成年斑點燈籠蠅一般扛不過寒冷的冬天,但是它們會產下30到50枚的卵,這些看似油灰的蟲卵會在春天孵化出新一代的燈籠蠅。


圖片來源:Pixabay
德雷塞爾大學機械工程師安東尼奧斯·孔特索斯(Antonioses Kontsos,該算法的創立者)說,經過全麵訓練、識別了數千張照片後,這套算法就能讓設備在掃描過程中實時檢測嚴重的病蟲害。莫林說,這套係統將首先應用在鐵路和船塢等高風險地區,這些地方的容器通常會放置很長一段時間,人們很難檢查它們下方的蟲卵,檢查的過程也很危險。而燈籠蠅最喜歡的臭椿樹(Ailanthus)就經常生長在鐵軌附近。
此前已經有使用配有攝像頭的無人機掃描害蟲的案例,這些無人機會飛過莊稼和樹林,檢查是否有重大蟲害。但莫林認為,他們團隊研發的是全新的離散(discrete)近攝蟲卵檢測係統。
賓夕法尼亞州立大學研究這類昆蟲的希瑟·利奇(Heather Leach,並未參與這項研究)說:“我們已經看到了許多關於斑點燈籠蠅的創新性研究,上述檢測係統也是一個很好的案例。”利奇說,任何能幫助發現並減少這種害蟲傳播的方法,特別是在它尚未出現的地區,都可以為人類控製蟲害提供更好的機會。


圖片來源:Pixabay
研究小組的目標是在害蟲已經出現前用算法掃描並定位蟲卵。德雷塞爾大學昆蟲學負責人卡倫·韋爾代拉梅(Karen Verderame)指出,與跳躍的若蟲或成群的成蟲相比,卵塊更容易控製。孔特索斯說,研究人員將首先使用一種便攜式掃描設備,在可見光、紅外線和紫外線下尋找卵塊,以鎖定最優先的位置。他期望能在“精準農業框架”(precision-agriculture framework)中使用這套設備——將設備安裝在無人機上高效地進行大麵積掃描。
撰文:克萊爾·瑪麗·波特(Claire Marie Porter)
翻譯:林清
引進來源:環球科學
本文來自:環球科學


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