“虫口夺粮”预警战:大模型PK专家团,谁更牛

微雨农技术 2024-08-16 10:22:33

眼下正是秋收季节,也是田间害虫发生高峰期。如何及时掌握田间虫害发生情况,将虫害影响降到最低,过去靠人工田间调查和经验积累,现在靠智能技术工具和模型算法。新技术时代“人机大战”谁更厉害?近日,一场农业植保领域的虫情测报灯智能识别对抗赛在中原农谷上演。中国植物植保学会组织多位病虫害测报领域专家,通过现场人工分类鉴定与自动识别系统计数结果对比,现场验证智能虫情测报灯的自动识别准确率。这对近两年大模型在农业领域的应用精准度也是一种考验。

现场较量:害虫自动识别准确率超过90%,专家组点赞

8月10日上午,中国植物保护学会组织病虫害测报领域专家组走进位于河南新乡中原农谷的两块科研农田:中国农业科学院灌溉研究所新乡试验基地(地点:新乡市新乡县七里营镇高标准农田示范区监测站点)和获嘉县水稻试验基地(地点:新乡市获嘉县冯庄村监测点)。两个监测点均安装了由河南云飞科技发展有限公司研发的智能识别虫情测报灯。

当天的任务,是通过收集两台智能识别虫情测报灯夜间采集的全部昆虫样本,由专家组对诱捕到的所有昆虫进行人工分类、统计,再与虫情测报系统平台通过AI自动识别统计结果相比对。数据处理遵循《农作物病虫害监测设备技术参数与性能要求》(NY/T 4182-2022),分别计算两个监测点两种虫情测报灯对诱捕昆虫的识别准确率,科学评价智能虫情测报灯自动识别准确性。

一个是科研院所、高等院校、技术推广等单位专业从事病虫害测报领域的权威专家团队。一个是智能化设备及其背后的人工智能图像识别大模型。谁更胜一筹,现场比对结果更有说服力。

当天上午9:00,记者跟随专家组来到中国农业科学院灌溉研究所新乡试验基地,位于新乡市新乡县七里营镇高标准农田示范区监测站点。在专家组的现场监督下,工作人员将智能虫情测报灯于前一天夜间采集的所有害虫样本全部取出。另一监测点同样如此。取样结束后,六位昆虫分类专家和科研人员将其带回实验室,并分摊在查虫板上,随后将人工分类鉴定计数填入记录表中。

新乡县七里营镇高标准农田示范区监测站点位于中国农业科学院灌溉研究所新乡试验基地

现场取样

人工分类鉴定全部结束后,现场打开线上智能虫情识别系统,调取AI自动识别统计出的昆虫种类及其数量,同样填入记录表中。最后将自动识别结果与人工鉴定数据进行对比。据记者从专家组了解,现场计算虫情测报灯图片采集率和图片识别计数准确率的依据,是中华人民共和国农业农村部发布的行业标准《农作物病虫害监测设备技术参数与性能要求》(NY/T4182-2022)。自动识别结果与田间人工分类鉴定结果吻合率越高,表明自动识别越准确。

来自两个监测点的虫样

现场分类

经过计算,专家组现场通报,当日两处监测点智能虫情测报灯对农田主要害虫的识别准确率分别为89.81%(获嘉县冯庄村)、95.40%(新乡县七里营镇),平均识别准确率为92.61%。

专家查看现场分类结果

专家组根据人工分类结果与虫情测报灯识别数据现场比对

此数据获专家组现场点赞。据介绍,虫情测报灯是测报领域自建国以来最基础的一种工具,对虫害预报发挥了很大作用。近年来,随着智能化水平的提升,一类主要害虫识别准确率逐年提高,大部分虫情测报灯的智能识别准确率位于百分之七八十之间,当天测试数据位居全国前列,属于第一梯队。

专家组指出,智能测报灯在精准监测农田主要害虫类型方面展现出巨大潜力,希望未来能在设备的稳定性、模型预测的准确性以及长期运行的可靠性上继续取得突破,为农业生产的智能化、高效化贡献更大力量。

关键力量:从人工分类到智能识别,大模型起了关键作用

记者在现场了解,与专家组现场较量的高科技是一个名为云小智的虫体识别模型,诞生于2019年,是河南云飞科技发展有限公司携手中国科学院联合打造的“云上大脑”,专门服务植保测报。

“模型基于海量虫情数据,它的构建基于卷积神经网络,算法来自中科院博士团队,可对灯下害虫自动识别、分类、计数、统计。”河南云飞科技发展有限公司研发总监卢春光告诉记者,终端在现场做采集,算法在云端做实时分析,最终将数据落到云端数据库。

专家组正对智能虫情测报系统的发展和未来进行分析研讨

很多人或许认为,作为古老的第一产业,农业距离AI这种数字技术极为遥远。但事实上,这种距离正在大大缩短。AI的三要素是算法、算力和数据,其中数据扮演着燃料和土壤的角色,而对于古老的农业来说,AI破局的首要关口,也正是数据关,数据就是生产力。

在上万年的农业生产史中,“虫口夺粮”是一个贯穿始终的主题,但这一工作的最基本要素——虫情监测,是最初依靠务农者的经验,而后是依靠专业技术、设备和人员完成的。正是有了后者,农业数据积累才有了指数级增加的利器。

AI识别技术,特别是深度学习算法的应用,使得计算机视觉在图像识别领域取得了突破性进展。在虫情监测中,AI能够通过海量害虫图像的学习,自动识别并分类各种害虫种类,甚至能够识别出害虫的不同生长阶段和危害程度。这种高效、准确的识别能力,极大地提高了虫情监测的效率和准确性。

未来展望:智能虫情测报系统为农业现代化注入强劲动力

公开数据显示,我国严重危害农作物的病虫害种类有100多种,每年因病虫害导致粮食损失可达1400万吨。精准预报是科学有效防控病虫危害,实现“虫口夺粮”,保障粮食安全的关键举措。

我国幅员辽阔,地形多样,能够匹配各种植地区的应用大模型会越来越多。随着AI技术的不断成熟和普及,智能虫情测报系统将在农业生产中发挥越来越重要的作用。

有专家指出,未来,该系统有望与无人机、智能农机等先进装备深度融合,构建更加完善的智慧农业生态系统,推动农业向更加高效、绿色、可持续的方向发展。同时,随着全球气候变化和农业生态环境的不断变化,智能虫情测报系统也将面临更多挑战和机遇,需要不断创新和完善,以更好地适应农业发展的新需求。

山东农业科学院戈峰研究员说,AI识别技术的革新正引领着虫情监测领域的深刻变革,智能虫情测报系统的广泛应用,不仅为农田健康提供了有力保障,也为农业现代化注入了强劲动力。

“近年来新技术发展为农业数字化、智能化带来更多改变,未来也有更多可能性。云飞科技将拥抱更多新技术,为农业智能化、数字化发展贡献云飞力量。”卢春光说。

来源:大河报•豫视频 记者:邓飞

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