22/08/2024
Door Ad Spijkers
Een multidisciplinair onderzoeksteam in China en Brazilië heeft technologie gebruikt om een nieuwe manier te creëren om nesten van rode vuurmieren te vinden.
Voor ongetraind personeel zijn vuurmierennesten in het veld moeilijk te identificeren. Het doorzoeken van grote gebieden kan tijdrovend en vermoeiend zijn, zeker onder een hete zon. Een robot zou automatisch de nesten kunnen vinden zonder dat er speciaal getrainde personen nodig zijn. Ook kan een robot op verschillende tijdstippen van de dag werken, ongeacht de temperatuuromstandigheden.
De studie benadrukt hoe een robothond, geïntegreerd met een AI-model, de identificatie en bestrijding van de rode vuurmier (Solenopsis invicta), een wereldwijd destructieve plaag, kan automatiseren. Veldtesten laten zien dat het robotsysteem menselijke inspecteurs aanzienlijk kan overtreffen en drie keer meer nesten met grotere precisie kan identificeren. Aan de studie werd deelgenomen door wetenschappers van de State University of Goiás in Brazilië en de Guangdong Academy of Forestry in China.
Invasieve soort
De rode vuurmier vormt een van de meest destructieve plagen ter wereld. De soort werd in de jaren dertig per ongeluk in de Verenigde Staten geïntroduceerd. De mieren hebben zich sindsdien als invasief organisme verspreid over talloze gebieden, waaronder China, Japan en Europa, wat leidde tot uitgebreide schade aan het milieu en economische verliezen.
De rode vuurmier verspreidt zich snel in gevestigde gebieden. Hij verdringt de lokale fauna en flora door gevoelige soorten te verdringen en uit te roeien. Kleine gewervelde dieren, zoals vogels en reptielen, zijn kwetsbaar. Bovendien wordt de rode vuurmier geassocieerd met belangrijke landbouwplagen zoals wolluis en kan het sommige planten beschadigen, waardoor ze worden blootgesteld aan ziekteverwekkers.
Conventionele benaderingen voor het bestrijden van populaties werken pesticiden, met het risico dat lokale ecosystemen worden geschaad. Om effectieve en gerichte bestrijdingsstrategieën te implementeren die de schade aan inheemse soorten minimaliseren, is uitgebreide bewaking van populaties essentieel.
Robothond trainen
Het team gebruikte de CyberDog-robot van Xiaomi en integreerde deze met een machine learning-model. Dat was getraind op een uitgebreide dataset van meer dan 1.100 afbeeldingen van nesten van de rode vuurmier. Deze aanpak resulteerde in een nestdetectieprecisie van meer dan 90%.
De onderzoekers voerden veldtesten uit om de effectiviteit van het systeem te meten. De CyberDog was geprogrammeerd om met zijn voorpoot op het nest te drukken. Wanneer een nestheuvel wordt verstoord, rennen de werksters uit scheuren en openingen en vertonen ze agressief gedrag. Dit is volgens de onderzoekers essentieel voor het diagnosticeren van actieve heuvels uit verlaten nesten en om valse positieven te voorkomen met heuvels die worden bewoond door andere soorten.
Vooruitzichten
Ondanks de veelbelovende resultaten onderkennen de onderzoekers verschillende uitdagingen bij het opschalen van de technologie. De belangrijkste beperking bij het opschalen van het gebruik van robots is hun batterijautonomie. De batterij gaat die ongeveer dertig minuten mee. Ook de hoge kosten van het verkrijgen van wendbaardere en efficiëntere modellen werken nog in het nadeel van de bestrijdingsmethode. Het robotsysteem is nog steeds duurder om te gebruiken dan de traditionele aanpak. De onderzoekers verwachten dat ze de productiekosten met de tijd kunnen optimaliseren.
De bevindingen van de studie kunnen een aanzienlijke impact hebben op het beleid aangaande ongediertebestrijding en op het publieke bewustzijn. Robothonden zijn niet alleen veelzijdige machines voor het navigeren in stedelijke omgevingen, ze trekken ook veel aandacht van het publiek. De rode vuurmieren vormen een ernstige bedreiging in China, maar de meeste mensen zijn zich nog steeds niet bewust van de gevaren van de invasieve soort in openbare ruimtes. Daarom is het waarschijnlijk dat waarnemingen van robots die vuurmierennesten opsporen, het publiek zullen boeien en het bewustzijn over de aanwezigheid van rode vuurmieren zullen vergroten.
De wetenschappelijke publicatie vindt u hier.
Foto: Dr Hualong Qiu, Guangdong Academy of Forestry