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佛山科学技术学院大三学生李子洋,带队采集上百G数据为村民搭建AI模型

一键识别草莓病虫害 准确率达90%

来源:南方都市报     2024年05月28日        版次:GA11    作者:陈斌颖

  李子洋同团队成员一起与果农交流病虫害问题。

  佛山科学技术学院团队自主研发的草莓病虫害识别装置。 受访者供图

  李子洋。 南都记者 陈斌颖 摄

  炽热夏日,广东省河源市龙川县赤光镇大洋村里,葡萄藤蔓缠绕,果实累枝。这里的村民们正以一种新潮的方式守护这片希望之地——他们手执智能手机,穿梭在藤蔓间,捕捉葡萄生长的每个瞬间,每一次快门声轻响,都是一份珍贵记录的诞生,随后,这些影像将汇入智能化的病虫害识别系统之中。

  这套系统的背后,是19岁的大三学生李子洋及其团队的智慧结晶。作为佛山科学技术学院“莓丽乡村”团队的领头人,李子洋利用数学与大数据的力量,将城市科技的触角延伸至广袤田野。在系统的精准辅助下,农民能够及时识别并应对草莓与葡萄的33种常见病虫害,准确率高达90%,从而实现更科学高效的农作物管理。这一创举,不仅减轻了农民的劳动强度,更提高了农产品的质量与安全,为乡村的绿色发展注入了科技活力。

  萌芽:用科技赋能农业

  采集120G数据 搭建草莓病虫害识别系统

  李子洋,19岁的他是一个在城市长大的地道“00后”。在十几年的人生经历中,李子洋都是在“钢铁丛林中度过”,对农村生活所知甚少。直到一次偶然的机会,李子洋参加了全国大学生“三下乡”活动,在劳动中理解了农民种植的艰辛与困难。

  “我和农民大哥顶着大太阳在田垄上一呆就是大半天,弯着腰,弓着身,一株株地检查农作物的生长情况。”李子洋回忆起第一次“三下乡”的经历依然感慨良多,“我们没几天身体就腰酸背痛了,可这样的工作对农民大哥来说,却是日常。”

  为何检查农作物生长情况如此重要?农民大哥告诉李子洋,农作物在生长过程中,常常会受到各种病虫害的侵袭。这些病虫害不仅会导致农作物生长缓慢、产量下降,还可能使农作物受到污染,甚至导致整片农田的毁灭。

  面对传统粗放的病虫害管理方式,李子洋萌生了用科技赋能农业的想法,想起与师兄参与过的一个项目——草莓病虫害自动识别,目前它已有初步成果,虽然还未能应用到实际生产中,但具备开发拓展的潜力。

  李子洋将想法与指导老师分享后,获得老师的大力支持,随后又召集来一群伙伴,开启了研发攻坚之旅。李子洋介绍,草莓病虫害识别系统原理就是人工智能的图像识别技术。

  第一步,也是最重要的一步,就是收集大量的草莓生长情况图片,通过足够多的样本,去降低系统模型识别的误差。

  接下来的几个月时间,李子洋带领团队到实地采集到120G的草莓病虫害数据,处理后训练相应的人工智能模型,最终搭建出一个准确率达90.6%的草莓病虫害识别系统。

  应用:指导农民“对症下药”

  拍图上传 系统便会生成识别结果和处理建议

  没过多长时间,该系统就得到了一个应用的机会。随着全国大学生暑期“三下乡”活动陆续开展,佛山科学技术学院广东青年大学生“百千万工程”突击队“莓丽乡村”实践团,前往广东省河源市龙川县赤光镇大洋村开展社会实践活动。

  资料显示,截至2020年,大洋村有685户4067人,是革命老区村,近年来积极对接广东省扶贫农业龙头企业——龙川绿油农业发展有限公司,发展文旅生态产业,草莓、葡萄等农作物是该村吸引游客的重要一环。在李子洋团队的努力下,这套系统不仅被成功应用到了大洋村的实际生产中,还赢得了当地村民的信赖与好评。

  龙川绿油农业发展有限公司相关负责人告诉李子洋,目前当地识别葡萄坏果仅凭肉眼观测,且缺乏对于病虫害从预防、识别到治理的全过程管理,希望实践团也能为葡萄搭建一个识别系统。

  一回生,二回熟。实践团运用此前积累的经验,实地拍摄与网络收集到12000余张葡萄叶片图片,涵盖各种病虫害类型,进一步使用专业软件对图片中展现病虫害的区域进行精确标记,以此创建数据集供模型训练使用。通过持续的优化和参数调整过程,模型在识别病虫害方面的精确度得以逐步提升。

  李子洋表示,为方便使用,实践团还将该系统部署到网页与小程序上。农民只需拿出手机拍摄一张图片上传,系统便会通过图像分析和检测叶片上可能存在的病虫害迹象,生成直观的识别结果和处理建议,指导农民“对症下药”,避免了资源的浪费和农药的过度使用。

  “如今,该系统可识别草莓、葡萄两种农作物共33种病虫害,识别准确率约90%。”李子洋及实践团成员希望通过科技的手段,帮助农民提高葡萄园管理的效率和精确度,减少因病虫害造成的经济损失,增加产量提高收益。

  成长:助人亦助己

  将继续深耕农业科技 不断优化升级系统

  乡村发展需要青年人才,青年人才的成果也会得到社会的认可。资料显示,该实践团是广东青年大学生“百千万工程”突击队优秀示范项目以及2023年广东大中专学生暑期“三下乡”省级重点团队。学生们的努力与成果,指导老师姜春涛一直看在眼里、放在心上,在他看来,学生了解到课本知识与社会实践的巨大差距,除了需要灵活变通,还需要一颗坚持的心。“要耐得住寂寞,也要学会变通,做学问如此,做事亦如此,学生们的这段经历将是其人生的一个宝贵财富。”

  另一位指导老师史铮认为,近年来学校通过广东青年大学生“百千万工程”突击队校地对接平台,积极调动学生的主观能动性,培养创新思维。在“三下乡”等实际活动中,学生们获得的成长显而易见,组织、协调、沟通、实践等能力都得到长足进步。

  实践团成员江燕萍就是其中一员,百千万工程实践活动为她打开一个新的世界。无论是撰写数万字的项目申报书,还是说服农民试用识别系统,江燕萍现在都无所畏惧。未来,李子洋和他的团队将继续深耕农业科技,不断优化升级系统,为更多农民带去知识与技术支持。

  李子洋与“莓丽乡村”团队的实践,是科技助力乡村振兴的生动注脚,也是青年学子将所学回馈社会的典范。他们的行动不仅受到了社会各界的认可,更激励着更多青年才俊投身于乡村发展的广阔天地。在这条道路上,他们既是助人者,也是自我成长的见证者,用青春才华照亮了乡村振兴的希望之路。

  采写:南都记者 陈斌颖

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