Робота-пса научили бороться с огненными муравьями

Группа специалистов разного профиля из Китая и Бразилии объединили усилия, чтобы науськать четвероногого робота, известного благодаря форм-фактору как робопёс, на муравьёв-вредителей. При помощи искусственного интеллекта учёные разработали новый способ поиска их гнёзд. Исследование опубликовали в журнале Pest Management Science («Наука борьбы с вредителями»).


В научной статье пояснили, как робот «КиберДог», интегрированный с моделью ИИ, может автоматизировать распознавание муравьёв вида Solenopsis invicta. Этот завозной (инвазивный) вид насекомых признали вредными организмами глобального масштаба. Они известны как красный огненный муравей или муравей огненный импортный красный, для краткости — RIFA, от англоязычного Red imported fire ant.



Проведённые полевые испытания показали, что роботизированная система может значительно превзойти борющихся с паразитами людей. «КиберДог» выявил в три раза больше гнёзд RIFA, чем специально обученные люди, то есть отличился большей точностью.

Бразильский учёный Эдуардо Фокс объяснил, что гнёзда огненных муравьёв неподготовленному массовому персоналу трудно идентифицировать с уверенностью в полевых условиях. К тому же поиск на больших просторах может занять много времени и выматывать под палящим солнцем. Робот же способен автоматически находить гнёзда в разное время суток, независимо от температур.

Красные огненные муравьи — один из самых разрушительных вредителей в мире. Случайно завезённые из Южной Америки в Соединённые Штаты в 1930-х, они с тех пор распространились повсюду, включая Китай, Японию и Европу, нанося значительный ущерб окружающей среде и экономике.

Фокс объяснил, что RIFA быстро размножаются на занятых территориях, вытесняя местную фауну и флору, в том числе уязвимые виды. Особенно страдают мелкие позвоночные, в том числе птицы и рептилии. Кроме того, RIFA сопутствуют сельскохозяйственным вредителям, таким как мучнистые червецы (войлочники), и могут усугубить состояние некоторых растений, занося на них дополнительные патогены. Традиционные подходы к борьбе с популяциями RIFA включают использование пестицидов, однако этот вредно для экологии.

Осознавая актуальность проблемы, учёные использовали робота CyberDog от компании Xiaomi, усилив его возможности моделью машинного обучения, натасканной на более чем 1100 изображениях гнёзд RIFA. Такой подход позволил с точностью более 90% обнаруживать места обитания зловредных насекомых.

«КиберДога» запрограммировали надавливать на гнездо передней лапой. Когда насыпь огненных муравьёв потревожена, рабочие особи выбегают из трещин и отверстий, готовые отражать агрессию. Такая разведка боем позволяет избежать ошибок, чтобы не тратить заряд батареи на заброшенные муравьиные кучи гнёзд и не губить прочую живность.

Соавтор исследования из КНР Хуалонг Цю рассказал, что группу китайских студентов обучили на карантинных инспекторов и дали задания искать гнёзда огненных муравьёв в открытом поле. Затем робопса с ИИ отправили на то же самое поле, чтобы сравнить результаты студентов и «КиберДога».

Несмотря на многообещающие результаты, исследователи признали ряд проблем, которые возникают при попытке сделать технологию серийной. Основное ограничение — продолжительность работы батареи. У конкретного использованного робота её хватает примерно на полчаса. Кроме того, наиболее манёвренные и эффективные модели роботов-собак весьма недёшевы, пояснил соавтор исследования Чжэн Янь.

Так или иначе, но начало «восстанию» роботов против зловредных муравьёв положено. И в такой стремительно развивающейся стране, как Китай, где RIFA также объявлены опасными вредителями, шансы на развитие и распространение метода довольно высоки.