走進(jìn)“ 黑科技”

刷臉支付、刷臉開門、刷臉解鎖手機(jī)……基于人工智能圖像識(shí)別技術(shù)的種種應(yīng)用在日常生活中屢見不鮮，但將這項(xiàng)人工智能技術(shù)用來識(shí)別“蟲臉”，恐怕就是很多人都想象不到的了。由中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所研發(fā)的“蟲臉識(shí)別”技術(shù)已在安徽、江西等6省市推廣應(yīng)用。

春天來到，農(nóng)戶的春耕又開始了。在農(nóng)業(yè)場(chǎng)景當(dāng)中，有些經(jīng)驗(yàn)不足的農(nóng)民可能會(huì)無法辨識(shí)或誤認(rèn)一些害蟲，導(dǎo)致不能及時(shí)對(duì)蟲情進(jìn)行防治，繼而擴(kuò)大害蟲造成的損失，還容易誘發(fā)農(nóng)殘問題與生態(tài)破壞問題。“蟲臉識(shí)別”技術(shù)目前可以精準(zhǔn)識(shí)別數(shù)十種常見害蟲，助力田間植物保護(hù)測(cè)報(bào)人員和種田農(nóng)戶判斷田間病蟲害發(fā)生程度，為之后的精準(zhǔn)防治，精準(zhǔn)施藥以及快速上報(bào)提供決策和建議。

“蟲臉識(shí)別”它主要基于人工智能圖像識(shí)別和檢測(cè)技術(shù)，能夠讓機(jī)器自動(dòng)化識(shí)別當(dāng)前拍攝的照片之中害蟲的種類、數(shù)量。“蟲臉識(shí)別”設(shè)備，包含前端的攝像設(shè)備、移動(dòng)智能終端和算法服務(wù)器。

前端的拍攝設(shè)備，是科學(xué)家們自主研發(fā)的，類似于自拍桿。它的前端設(shè)有一個(gè)高清攝像頭，可以伸到作物根系、果樹樹梢等調(diào)查人員難以進(jìn)入、觀察的地方，使圖像采集工作更加便捷。

移動(dòng)智能終端，搭載著調(diào)查專用的APP。在前端進(jìn)行采集之后，這個(gè)APP能夠快速將選取的調(diào)查圖像上傳到后臺(tái)的算法服務(wù)器。在接收到這些圖片之后，算法服務(wù)器會(huì)基于人工智能技術(shù)對(duì)這些圖像中包含的信息進(jìn)行分析與綜合研判，隨后服務(wù)器會(huì)將識(shí)別結(jié)果數(shù)據(jù)返回給移動(dòng)終端，整個(gè)過程僅僅需要1秒鐘左右。

在操作“蟲臉識(shí)別”設(shè)備時(shí)，將前端拍攝設(shè)備伸入蟲害發(fā)生部位進(jìn)行拍攝并通過APP完成上傳，馬上就可以在終端上看到當(dāng)前的圖像中包含有哪些害蟲以及害蟲的數(shù)量，機(jī)器會(huì)根據(jù)多個(gè)采樣點(diǎn)的識(shí)別結(jié)果綜合評(píng)估出當(dāng)前田塊中可能的蟲害發(fā)生等級(jí)，輔助農(nóng)業(yè)植物保護(hù)專家完成快速田間調(diào)查，并且還會(huì)提供合適的防治建議。這些數(shù)據(jù)不僅提供移動(dòng)設(shè)備上的實(shí)時(shí)反饋，還會(huì)被存儲(chǔ)到云端的數(shù)據(jù)庫(kù)中，工作人員可以通過電腦客戶端進(jìn)行更加仔細(xì)的查閱，并可以對(duì)結(jié)果進(jìn)行編輯、備注及下載，從而完成整個(gè)測(cè)報(bào)工作。

除移動(dòng)端外，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所也與其他機(jī)構(gòu)合作研發(fā)多種測(cè)報(bào)裝置下的病蟲害識(shí)別技術(shù)，其中最具代表性的案例是田間固定式害蟲測(cè)報(bào)燈下多種類害蟲智能識(shí)別技術(shù)。固定式害蟲測(cè)報(bào)燈通過在田間安放光誘燈，用特定頻段光把目標(biāo)害蟲誘來后，自動(dòng)對(duì)捕獲到的害蟲進(jìn)行周期性拍照，并使用人工智能技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別，遠(yuǎn)程確認(rèn)害蟲的種類與數(shù)量。測(cè)報(bào)燈的重點(diǎn)害蟲識(shí)別率能達(dá)到75%～80%，對(duì)于非常重要的害蟲預(yù)計(jì)可以達(dá)到90%。

人臉識(shí)別技術(shù)已經(jīng)被運(yùn)用到我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?，“蟲臉識(shí)別”和人臉識(shí)別都是基于機(jī)器視覺對(duì)于圖像包含物體的識(shí)別，但把識(shí)別對(duì)象從人臉換為“蟲子臉”可不是一般的難。

人臉有幾十個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，機(jī)器通過查找眼睛、鼻子、嘴等基本就可以知道一個(gè)人的長(zhǎng)相。但是“蟲子臉”不一樣，機(jī)器無法通過簡(jiǎn)單的人工設(shè)置的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)的識(shí)別。

在田間，我國(guó)主要經(jīng)濟(jì)作物上可能出現(xiàn)的害蟲種類可能達(dá)到幾百種；每種害蟲可能處于不同蟲齡以及發(fā)育階段，如幼蟲期和成蟲期，導(dǎo)致即使是同一種害蟲樣子也會(huì)大不相同。這就造成了田間的“蟲臉識(shí)別”需要識(shí)別多姿態(tài)、多種類、多形態(tài)的害蟲，這要比人臉識(shí)別困難得多。

目前，在中國(guó)科研人員的努力下，“蟲臉識(shí)別”技術(shù)的應(yīng)用不斷提升病蟲害測(cè)報(bào)的效率，也降低了成本?？蒲腥藛T表示將繼續(xù)對(duì)“蟲臉識(shí)別”技術(shù)進(jìn)行完善，希望進(jìn)一步提升可識(shí)別的病蟲害種類及準(zhǔn)確性。

未來，中國(guó)科研人員將向更長(zhǎng)期的自動(dòng)化病蟲害發(fā)生精準(zhǔn)預(yù)測(cè)這個(gè)方向努力?，F(xiàn)在還需要人工在田間采集數(shù)據(jù)的工作，未來將通過無人設(shè)備或者更加智能化的輔助設(shè)備來完成。屆時(shí)再利用先進(jìn)的人工智能技術(shù)，逐步替代人工構(gòu)建、補(bǔ)充及維護(hù)預(yù)測(cè)模型的工作，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的快速迭代害蟲發(fā)生預(yù)測(cè)模型，幫助農(nóng)業(yè)專家們更快更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)病蟲害發(fā)生。