程醉

在茂盛的辣椒地里，一只芫菁伸了伸懶腰，從睡夢(mèng)中醒來(lái)。這是一只芫菁的成蟲(chóng)，它以各種植物的葉片、花瓣和果實(shí)為食，是名副其實(shí)的害蟲(chóng)。仔細(xì)觀(guān)察，你就會(huì)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(lái)，這家伙是節(jié)肢動(dòng)物門(mén)昆蟲(chóng)綱鞘翅目芫菁科的豆芫菁。

就在這只豆芫菁活動(dòng)完筋骨，對(duì)著辣椒剛剛結(jié)出的嫩果準(zhǔn)備大快朵頤時(shí)，正在幫家長(zhǎng)干農(nóng)活的同學(xué)發(fā)現(xiàn)了它。“螢火蟲(chóng)、螢火蟲(chóng)，這兒有一只螢火蟲(chóng)！”同學(xué)興奮地喊了起來(lái)，隨即一把抓住了這只小蟲(chóng)子?？蓻](méi)想到，剛剛把蟲(chóng)子抓到手中，他就感到一陣火燎般的刺痛從手心傳來(lái)。

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

那么，這位同學(xué)為什么會(huì)把豆芫菁錯(cuò)認(rèn)為螢火蟲(chóng)呢？原來(lái)，豆芫菁和螢火蟲(chóng)不但外形長(zhǎng)得很像，就連身體顏色、體型大小都相差不多，如果不仔細(xì)辨認(rèn)，很容易混淆。

那么，有沒(méi)有能夠幫助我們辨識(shí)害蟲(chóng)的高科技手段呢？答案是肯定的——中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所已經(jīng)開(kāi)發(fā)出“蟲(chóng)臉識(shí)別”技術(shù)啦。

[蟲(chóng)“臉”何在]

“蟲(chóng)臉識(shí)別”技術(shù)類(lèi)似我們常用的人臉識(shí)別技術(shù)，就是利用人工智能來(lái)辨識(shí)圖片中昆蟲(chóng)的種類(lèi)、數(shù)量，再配合當(dāng)?shù)氐臏囟取穸鹊拳h(huán)境要素信息，綜合評(píng)估出這種害蟲(chóng)對(duì)于農(nóng)作物可能造成的危害程度。整個(gè)工作流程由拍攝、上傳、分析以及反饋等步驟構(gòu)成。不過(guò)，昆蟲(chóng)們的“臉”在哪里？或者說(shuō)哪些部位稱(chēng)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(chóng)則不同：蟋蟀的耳朵長(zhǎng)在腿上；有一種鳳蝶的“屁股”上也長(zhǎng)有眼睛；所有的昆蟲(chóng)都沒(méi)有鼻子，只能依靠觸角來(lái)分辨氣味。坦率地說(shuō)，昆蟲(chóng)們想要“刷臉支付”，其實(shí)還是一件挺麻煩的事情。那么，我國(guó)的科學(xué)家又是如何讓計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別昆蟲(chóng)們的“臉”呢？

辦法其實(shí)也很簡(jiǎn)單，就是給昆蟲(chóng)們拍一些全身特寫(xiě)，還必須是多角度的特寫(xiě)。這是因?yàn)樵谧匀唤缋?，有些昆蟲(chóng)的長(zhǎng)相非常相似。比如，園林害蟲(chóng)——美國(guó)白蛾的成蟲(chóng)和柳毒蛾的成蟲(chóng)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(yàn)豐富的園林工人有時(shí)候也難免認(rèn)錯(cuò)。防治這兩種害蟲(chóng)，在使用的藥物種類(lèi)、劑量、時(shí)間等方面略有不同。所以，要利用“蟲(chóng)臉識(shí)別”技術(shù)辨別這兩種害蟲(chóng)，必須給它們多拍幾張不同角度的特寫(xiě)，以便人工智能軟件在后期分析時(shí)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地做出判斷。

[不斷完善識(shí)別技術(shù)]

“蟲(chóng)臉識(shí)別”技術(shù)會(huì)不會(huì)出錯(cuò)呢？

當(dāng)然會(huì)。實(shí)事求是地說(shuō)，“蟲(chóng)臉識(shí)別”技術(shù)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(dǎo)致局部細(xì)節(jié)不夠清晰。同時(shí)，有些害蟲(chóng)的體形實(shí)在太小，比如森林害蟲(chóng)紅脂大小蠹，它的成蟲(chóng)只有幾毫米長(zhǎng)，普通的手機(jī)、照相機(jī)難以將它們拍攝清楚。此外，對(duì)于尚未被數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的害蟲(chóng)，“蟲(chóng)臉識(shí)別”技術(shù)自然也就認(rèn)不出來(lái)。

今年3月，我國(guó)海關(guān)在例行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè)底部墊有濕潤(rùn)棉花的塑料管，里面各有一只個(gè)頭挺大的螞蟻，現(xiàn)有的“蟲(chóng)臉識(shí)別”技術(shù)無(wú)法判斷它們是否屬于害蟲(chóng)。后來(lái)，在生物學(xué)家的幫助下，才最終認(rèn)定它們是“大頭收獲蟻”。

大頭收獲蟻是昆蟲(chóng)綱膜翅目蟻科切葉蟻亞科收獲蟻屬的一種昆蟲(chóng)。雖然它們本身對(duì)農(nóng)作物沒(méi)什么危害，卻會(huì)為了獲得危害柑橘、菠蘿等植物的害蟲(chóng)所分泌的蜜液而對(duì)這些害蟲(chóng)進(jìn)行保護(hù)。大頭收獲蟻如今被很多人當(dāng)作“異寵”來(lái)飼養(yǎng)，卻不知它們屬于間接性害蟲(chóng)。一旦擴(kuò)散到野外，后果不堪設(shè)想。

由于我國(guó)野外并沒(méi)有大頭收獲蟻這種外來(lái)的害蟲(chóng)，所以在目前的“蟲(chóng)臉識(shí)別”數(shù)據(jù)庫(kù)里也就沒(méi)有它們的資料。不過(guò)，隨著數(shù)據(jù)庫(kù)的不斷完善，在不久的將來(lái)，全世界絕大部分害蟲(chóng)都會(huì)被“記錄在案”。

[成為助農(nóng)好幫手]

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

這項(xiàng)工作既辛苦，又存在對(duì)危害程度預(yù)估不準(zhǔn)的情況。而使用“蟲(chóng)臉識(shí)別”技術(shù)，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(chóng)究竟是螟蛾科的二化螟、三化螟、臺(tái)灣稻螟，還是夜蛾科的大螟，提供更為及時(shí)和準(zhǔn)確的信息，讓農(nóng)技人員對(duì)接下來(lái)的稻螟蟲(chóng)防治工作更加得心應(yīng)手。

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

目前，“蟲(chóng)臉識(shí)別”技術(shù)已經(jīng)在安徽、江西等部分地區(qū)得到推廣應(yīng)用?？萍颊诓恢挥X(jué)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(chóng)臉識(shí)別”技術(shù)能夠幫助農(nóng)業(yè)專(zhuān)家更快、更好地防治害蟲(chóng)。