“蟲臉識別”：害蟲，來刷個臉！

程醉

在長勢喜人的辣椒地里，一只蕪菁伸了伸懶腰，從睡夢中醒來。這是一只成蟲，它以各種植物的葉片、花瓣和果實為食，是名副其實的害蟲。仔細觀察就會發現，它的頭部為紅色，兩個角質前翅上各有一條黃白相間的條紋。原來，這家伙是節肢動物門、鞘翅目、蕪菁科的豆蕪菁。

就在這只豆蕪菁活動完筋骨，準備對著辣椒剛剛結出的嫩果大快朵頤時，正在幫家長干農活的孩子發現了它。“螢火蟲，螢火蟲，這里有一只螢火蟲！”他興奮地喊了起來，一把抓住了這只小蟲子。沒想到的是，抓到蟲子的那只手立刻就感覺到一陣火燎般的刺痛。原來，豆蕪菁能分泌一種叫“斑蝥素”的刺激性化學物質。人一旦接觸到斑蝥素，不但會感覺疼痛難忍，皮膚上還會出現大量水泡。

熟悉農事的孩子為什么會把豆蕪菁錯認為螢火蟲呢？這是因為豆蕪菁和螢火蟲長得很像，不僅顏色、大小相差不大，而且個頭兒都很小，體長不過1～20毫米，如果不仔細辨認，很容易混淆。

那么，有沒有能夠幫助我們準確辨識害蟲的高科技手段呢？答案是肯定的。那就是由中國科學院合肥智能機械研究所研制的、已經在我國數省推廣應用的“蟲臉識別”技術。

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、數量，再配合當地的溫濕度等環境要素信息，綜合評估出這種害蟲對于農作物可能造成的危害程度。其整個工作流程也是由拍攝、上傳、分析以及反饋等步驟構成。

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；并且，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？

答案其實也很簡單，那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。兩者除了觸角和腿上的環斑不同之外，只是在體形上略有差異，即便是經驗豐富的園林工人，有時候也難免認錯。防治這兩種害蟲時，在使用的藥物種類、劑量、時間等方面略有不同，所以，利用“蟲臉識別”技術辨別這兩種害蟲時，必須給它們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

那么，“蟲臉識別”技術會不會出錯呢？

當然會。因為誰都無法保證自己的技術、軟件、設備永遠不會出錯，就連發射火箭、衛星也有那么幾次“馬失前蹄”的時候。實事求是地說，“蟲臉識別”技術出現錯判，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，對于數據庫里暫時未被收錄的害蟲，“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現了數百個底部墊有濕潤棉花的塑料管，里面各有一只個頭兒挺大的螞蟻。利用現有的“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，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”數據庫里也沒有它們的資料；不過，隨著數據庫的不斷完善，在不久的將來，全世界絕大部分害蟲都會被“記錄在案”。

助農幫手

水稻是我國主要的糧食作物之一，在全國很多地區都被大面積種植。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、葉鞘內取食，俗稱鉆心蟲。每年冬季，稻螟蟲的幼蟲躲在收割后的稻樁中越冬，因此，每年冬天，農技人員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，又存在對害蟲危害程度預估不準的情況。使用“蟲臉識別”技術之后，不但大大減輕了農技人員的工作量，而且在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，提供了更為及時和準確的信息。對于接下來的稻螟蟲防治工作，農技人員更加得心應手。

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；十星瓢蟲、茄二十八星瓢蟲、馬鈴薯瓢蟲等是吃農作物葉子的害蟲。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。有了“蟲臉識別”技術，人們便可以輕松識別它們。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APP將照片上傳，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”技術已經在安徽、江西等省市得到推廣應用。科技正在不知不覺間改變著我們的工作和生活。

【責任編輯】趙 菲