Дослідники з кампусу Вельса Університету прикладних наук Верхньої Австрії працюють над «цифровим носом» для лісового господарства, щоб ідентифікувати стресові та хворі дерева на ранній стадії.
Джерело: Regina Nowak/FH Верхня Австрія
Дерева реагують на стрес, викидаючи леткі органічні сполуки, відомі як ЛОС (леткі органічні сполуки). Жуки-короїди також спілкуються за допомогою летючих речовин, так званих феромонів. Навчені собаки відчувають їх запах і таким чином вказують на зараження ялин короїдом. Це дуже виснажливо для тварин, вони швидко втомлюються. «Ось звідки виникла наша ідея: ми розробляємо цифровий ніс, тобто штучний інтелект (ШІ), який може розпізнавати дерева та винюхувати хімічні речовини стресу та феромони», — пояснює Клаудія Пробст. Професор FH та керівник курсу сільськогосподарської технології та управління в кампусі Вельса FH Верхньої Австрії є фахівцем з фітомедицини. В першу чергу йдеться про хвороби рослин. Разом із комп’ютерником Георгом Романом Шнайдером, який викладає на курсі, було запущено проект «DigiWald». Експерт з лісового господарства та два хіміки з біотехнології та екологічної технології доповнюють команду Університету прикладних наук.
Вже існує штучний інтелект, який може розпізнавати різні види дерев за допомогою обробки зображень. Однак новим є поєднання цього з нюховим розпізнаванням. Мета – якомога раніше виявити хвороби дерев у лісі. Команда FH виконує новаторську роботу з фундаментальними дослідженнями. Підкріплюється це дотаціями з лісового фонду. Термін – три роки.
Читайте також:
Періодичні пожежі приносять користь деяким лісам, – науковці
Лісові пожежі пошкоджують озоновий шар – вчені
Українські вчені спостерігатимуть за риссю в режимі онлайн
Стресовими моментами для дерев можуть бути, наприклад, посуха, сильна спека, ураження грибками, олені, що їдять, або занадто багато запасів. «Але для початку ми розберемося з проблемою жуків-короїдів на ялинах», — каже Пробст. Для цього вивчається поведінка жуків-короїдів. Їхні феромони, як і речовини-повідомники дерев, хімічно та біологічно аналізуються та науково обробляються. Потім зібрані дані будуть використані для розробки нейронної мережі (алгоритмів, заснованих на тому, як працює людський мозок) і штучного інтелекту. Дослідницька група завжди координуватиме свою роботу з фахівцями лісового господарства в практично-орієнтованій манері. Федеральні ліси, районна влада Гмунден та природоохоронні організації готові допомогти як партнери по співпраці.
Розвиток технологічної сторони опікується Шнайдером. «Ми вивчаємо, які доступні датчики для газоподібних речовин можна використовувати для виявлення цих тонких змін у повітрі», — каже Шнайдер. Технологічна лабораторія створена в Інституті стійкої робототехніки на кампусі Вельса. Тут тренуватимуть як комп’ютерний штучний інтелект, так і цифровий ніс. Зрештою, система повинна мати можливість, наприклад, розпізнавати дерево як ялину, ідентифікувати отвір у ньому як вхід для жука-короїда та сприймати феромони – все це вказує на те, що ця ялина була активно заражена короїдами. Маючи цю інформацію, лісникам було б легше видалити заражене дерево на ранніх стадіях, щоб захистити решту лісу.
До того часу на команду чекає велика дослідницька робота. В експериментах, наприклад, важливо з’ясувати, чи достатньо тримати в руках вимірювальний прилад, щоб штучний інтелект міг виявити феромони, чи має сенс літати на дроні над верхівками дерев, щоб отримати релевантні дані вимірювання. «У наступні три роки ми отримаємо важливу інформацію. Однак для того, щоб використовувати цифровий ніс на практиці, знадобиться ще три-п’ять років», – переконаний Пробст.
Все про агробізнес в соцмережах Facebook та Telegram