害蟲哪里跑？快來刷個臉

程醉

在茂盛的辣椒地里，一只芫菁伸了伸懶腰，從睡夢中醒來。這是一只芫菁的成蟲，它以各種植物的葉片、花瓣和果實為食，是名副其實的害蟲。仔細觀察，你就會發(fā)現(xiàn)，它的頭部帶紅色，兩只角質(zhì)前翅上各有一條黃白相間的條紋。原來，這家伙是節(jié)肢動物門昆蟲綱鞘翅目芫菁科的豆芫菁。

就在這只豆芫菁活動完筋骨，對著辣椒剛剛結(jié)出的嫩果準備大快朵頤時，正在幫家長干農(nóng)活的同學發(fā)現(xiàn)了它。“螢火蟲、螢火蟲，這兒有一只螢火蟲！”同學興奮地喊了起來，隨即一把抓住了這只小蟲子。可沒想到，剛剛把蟲子抓到手中，他就感到一陣火燎般的刺痛從手心傳來。

原來，豆芫菁能分泌一種叫斑蝥素的刺激性化學物質(zhì)。人的皮膚一旦接觸到斑蝥素，不但會疼痛難忍，還會出現(xiàn)大量的水泡。這是豆芫菁的一種自我保護措施，但對人類的危害可就大了。

那么，這位同學為什么會把豆芫菁錯認為螢火蟲呢？原來，豆芫菁和螢火蟲不但外形長得很像，就連身體顏色、體型大小都相差不多，如果不仔細辨認，很容易混淆。

那么，有沒有能夠幫助我們辨識害蟲的高科技手段呢？答案是肯定的——中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院智能機械研究所已經(jīng)開發(fā)出“蟲臉識別”技術啦。

[蟲“臉”何在]

“蟲臉識別”技術類似我們常用的人臉識別技術，就是利用人工智能來辨識圖片中昆蟲的種類、數(shù)量，再配合當?shù)氐臏囟?、濕度等環(huán)境要素信息，綜合評估出這種害蟲對于農(nóng)作物可能造成的危害程度。整個工作流程由拍攝、上傳、分析以及反饋等步驟構(gòu)成。不過，昆蟲們的“臉”在哪里？或者說哪些部位稱得上是它們的“臉”呢？

人的臉上有眼睛、鼻子、嘴巴等五官，自然一目了然。昆蟲則不同：蟋蟀的耳朵長在腿上；有一種鳳蝶的“屁股”上也長有眼睛；所有的昆蟲都沒有鼻子，只能依靠觸角來分辨氣味。坦率地說，昆蟲們想要“刷臉支付”，其實還是一件挺麻煩的事情。那么，我國的科學家又是如何讓計算機能夠識別昆蟲們的“臉”呢？

辦法其實也很簡單，就是給昆蟲們拍一些全身特寫，還必須是多角度的特寫。這是因為在自然界里，有些昆蟲的長相非常相似。比如，園林害蟲——美國白蛾的成蟲和柳毒蛾的成蟲就非常相似。兩者只是觸角和腿上的環(huán)斑不同，以及體形略有差異，因此即便是經(jīng)驗豐富的園林工人有時候也難免認錯。防治這兩種害蟲，在使用的藥物種類、劑量、時間等方面略有不同。所以，要利用“蟲臉識別”技術辨別這兩種害蟲，必須給它們多拍幾張不同角度的特寫，以便人工智能軟件在后期分析時能夠及時、準確地做出判斷。

[不斷完善識別技術]

“蟲臉識別”技術會不會出錯呢？

當然會。實事求是地說，“蟲臉識別”技術出現(xiàn)誤判，主要是由于拍攝的照片受到逆光、陰影、分辨率等影響而導致局部細節(jié)不夠清晰。同時，有些害蟲的體形實在太小，比如森林害蟲紅脂大小蠹，它的成蟲只有幾毫米長，普通的手機、照相機難以將它們拍攝清楚。此外，對于尚未被數(shù)據(jù)庫收錄的害蟲，“蟲臉識別”技術自然也就認不出來。

今年3月，我國海關在例行檢查時發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個底部墊有濕潤棉花的塑料管，里面各有一只個頭挺大的螞蟻，現(xiàn)有的“蟲臉識別”技術無法判斷它們是否屬于害蟲。后來，在生物學家的幫助下，才最終認定它們是“大頭收獲蟻”。

大頭收獲蟻是昆蟲綱膜翅目蟻科切葉蟻亞科收獲蟻屬的一種昆蟲。雖然它們本身對農(nóng)作物沒什么危害，卻會為了獲得危害柑橘、菠蘿等植物的害蟲所分泌的蜜液而對這些害蟲進行保護。大頭收獲蟻如今被很多人當作“異寵”來飼養(yǎng)，卻不知它們屬于間接性害蟲。一旦擴散到野外，后果不堪設想。

由于我國野外并沒有大頭收獲蟻這種外來的害蟲，所以在目前的“蟲臉識別”數(shù)據(jù)庫里也就沒有它們的資料。不過，隨著數(shù)據(jù)庫的不斷完善，在不久的將來，全世界絕大部分害蟲都會被“記錄在案”。

[成為助農(nóng)好幫手]

水稻是我國主要的糧食作物之一，在全國很多地區(qū)都被大面積種植。危害水稻的最常見害蟲是昆蟲綱鱗翅目螟蛾科蛀禾螟屬的稻螟蟲，它們的幼蟲會在稻莖、葉鞘內(nèi)取食，俗稱“鉆心蟲”。每年冬季，稻螟蟲的幼蟲就會躲在收割后的稻樁中越冬。為此，農(nóng)技人員每年冬天都會到水稻田里實地抽查，以預估來年稻螟蟲的危害程度。

這項工作既辛苦，又存在對危害程度預估不準的情況。而使用“蟲臉識別”技術，不僅能大大減少農(nóng)技人員的工作量，還能為具體判斷這些潛伏在稻樁里的害蟲究竟是螟蛾科的二化螟、三化螟、臺灣稻螟，還是夜蛾科的大螟，提供更為及時和準確的信息，讓農(nóng)技人員對接下來的稻螟蟲防治工作更加得心應手。

瓢蟲是我們熟悉的一種昆蟲，它們顏色艷麗，身上常帶有黃、黑、紅等顏色的斑紋。其實，我們所說的瓢蟲是昆蟲綱鞘翅目瓢甲科有圓形突起的甲蟲的通稱。其中，七星瓢蟲喜吃蚜蟲，是大名鼎鼎的益蟲，而十星瓢蟲、茄二十八星瓢蟲、馬鈴薯瓢蟲等，卻是吃農(nóng)作物葉子的害蟲。雖然通過它們體表的星斑似乎很容易加以分辨，但屬于益蟲的瓢蟲還有六條瓢蟲、龜紋瓢蟲、異色瓢蟲等，若非專業(yè)人士，在野外僅憑肉眼要分辨一只瓢蟲“是敵是友”，確實不太容易。而有了“蟲臉識別”技術，人們便可以輕松地識別它們。只要拿出手機給它們拍上幾張不同角度的特寫照片，然后通過相關應用程序?qū)⒄掌蟼?，待人工智能辨識之后，就會立即將信息通過手機反饋給用戶。

目前，“蟲臉識別”技術已經(jīng)在安徽、江西等部分地區(qū)得到推廣應用。科技正在不知不覺間改變著我們的工作和生活。依靠快速發(fā)展的人工智能，相信“蟲臉識別”技術能夠幫助農(nóng)業(yè)專家更快、更好地防治害蟲。