【育在长大】“虫姿百态”研究团队：用人工智能守护作物

学生记者 赵均溢

柑橘作为湖北第一大水果，面积和产量均居全省首位。夏天瓜果丰收季，也是实蝇类昆虫活跃的季节，其严重危害柑橘类、柚类等经济作物的品质安全。其中，橘小实蝇危害范围广，寄主范围包括柑橘、桃、梨等，包括46个科的250多种作物果实。一旦被实蝇寄生，将造成减产甚至绝收。

计算机科学学院“虫姿百态”研究团队针对这一难题，开发出了智慧农业类产品《实蝇科昆虫行为实时分析系统——农作物害虫智慧防治预警助手》。“用人工智能技术解决作物保护难题。”这是“虫姿百态”研究团队与农学院昆虫生态行为学专家桂连友教授一起找到的跨学科科研灵感。

他们融合人工智能和植物保护学相关知识，提出一种智慧农业解决方案，通过人工智能技术追踪昆虫纤细肢体、定位其动作发生域、挖掘昆虫细微行为特征，构建鲁棒性昆虫梳理行为识别模型，识别实蝇科昆虫梳理行为。

计科学院詹炜教授领导的“虫姿百态”研究团队共有在读硕士研究生15人、本科生5人。2018级软件工程大数据专业本科生孙泳是其中一员，负责设计昆虫单体行为分析设备的硬件，昆虫群体数量统计分析设备的软硬件。其中涉及的图像识别处理和硬件设计知识是孙泳的短板，因此，补足理论知识和动手实验几乎占据了孙泳所有课余时间。教室、实验室、寝室，是他大学生活里的“三点一线”。每年暑假他都没有回家，几乎天天泡在实验室里潜心钻研。和孙泳一样，团队其他成员都奋斗在试验田和实验室，东校区四教508灯光常常亮到深夜。

瞄准产教融合，发展学科交叉，树立成果导向，坚持团队作战，追求卓越育人，是“虫姿百态”团队的座右铭。每当项目遇到困难，大家总是会相互鼓励，一起闯关。“要对自己做的东西有信心，不要怕困难，我们一起克难攻坚！”在导师的指导带领下、成员间的互帮互助下，团队成员的专业知识和技能突飞猛进。

三年间，团队成员先后赴云南、重庆、海南、广西实地调研，从人和大型哺乳动物的行为识别方法中得到启发，最终设计出用于昆虫类生物动作行为的识别算法，并成功实现柑橘大实蝇、桔小实蝇、泽兰实蝇和瓜实蝇四种典型实蝇科昆虫梳理行为的AI自动识别与分析。项目获2021年第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛创意组国家级铜奖、2021年湖北省第十三届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛二等奖，相关研究成果被《Insects》和《Ecological Informatics》等期刊发表，并获批教育部科技发展中心项目支持。

团队成员还将学科融合的思想和方法论用于无人机对地观测小目标识别、无人机视角的轮船吃水线识别、储粮害虫轨迹跟踪识别、动物科学中的猪肉纹理识别等跨学科科研应用中，取得软件著作权10项，相关技术申请国家发明专利16项（其中7项已授权），正在投稿高水平论文6篇，团队各类学科竞赛获奖20人次。团队成员孙晨帆、孟加拉国留学生Rana分别考入中国地质大学（武汉）、中国科学院大学攻读博士学位，孙泳被推免为本校研究生，继续致力于该项目的研究。

（编辑 李胜杰）