कृषि
एशियाई ‘हत्यारा’ हॉर्नेट्स से शहद की मधुमक्खियों की रक्षा एआई की सहायता से
हॉर्नेट आक्रमण
“हत्यारा” हॉर्नेट्स, जिन्हें एशियाई हॉर्नेट्स, पीले पैर वाले हॉर्नेट्स, एशियाई शिकारियों भँवरे, या उनके वैज्ञानिक नाम Vespa Velutina के नाम से भी जाना जाता है, एक आक्रमणकारी प्रजाति हैं जो शहद की मधुमक्खियों पर शिकार करती हैं।
इसके विस्तार को रोकना अब तक एक संघर्ष रहा है और अधिकांशतः हार का परिणाम रहा है, क्योंकि यह प्रजाति पूर्वी एशिया, यूरोप और हाल ही में उत्तरी अमेरिका में भी फैल रही है।
अब तक, उनके प्रसार को सीमित करने के प्रयास स्वयंसेवकों, मधुमक्खीपालकों और पर्यावरण एजेंसियों द्वारा मैन्युअल पहचान पर निर्भर रहे हैं। हालांकि, यह अप्रभावी साबित हुआ है, कई झूठी चेतावनियों और बहुत सारे हॉर्नेट घोंसले अनदेखे रह गए हैं। प्रत्येक अनदेखा घोंसला हर साल नई रानियों को फैलाता है, जिससे इस आक्रमणकारी प्रजाति की वृद्धि घातीय रूप से बढ़ रही है।
सौभाग्य से, एआई पर आधारित एक नई विधि मदद कर सकती है, जो उन्नत मशीन लर्निंग का एक आश्चर्यजनक नया अनुप्रयोग प्रदान करती है।
मधुमक्खियों का महत्व
हनीबीज़ को मानव ने सहस्राब्दियों से शहद और मोम तथा रॉयल जेली जैसे मूल्यवान उत्पादों के उत्पादन के लिए पालतू बनाया है।
वे पारिस्थितिकी तंत्र का एक महत्वपूर्ण हिस्सा भी हैं, जो जंगली फूलों और महत्वपूर्ण कृषि फसलों दोनों के परागण में योगदान देती हैं। इसमें अधिकांश फल के पेड़, नट के पेड़, साथ ही चॉकलेट, अंगूर, टमाटर, स्ट्रॉबेरी, रास्पबेरी, अगावे आदि जैसे उच्च मूल्य वाली फसलें शामिल हैं।
कुल मिलाकर, अनुमान है कि मधुमक्खियां केवल संयुक्त राज्य में ही नि:शुल्क $15 बिलियन मूल्य की परागण सेवाएं प्रदान करती हैं, और वैश्विक स्तर पर इससे भी अधिक।
पिछले दशकों में मधुमक्खी जनसंख्या भारी दबाव में रही है, कीटनाशकों, परजीवियों और रोगजनकों, मूल फूलों और घास के मैदानों के गायब होने, आक्रमणकारी पौधों और जलवायु परिवर्तन के कारण जनसंख्या घट रही है।
हॉर्नेट आक्रमण
एक महत्वपूर्ण खतरा एशियाई हॉर्नेट्स हैं, जो नए पर्यावरण में उन्हें मिलने पर मधुमक्खियों पर ध्यान केंद्रित करती हैं।
मूल रूप से दक्षिण-पूर्व एशिया से, एशियाई हॉर्नेट उत्तरी अमेरिका, यूरोप और पूर्वी एशिया की मूल मधुमक्खी जनसंख्या का एक शक्तिशाली शिकारी है। दक्षिण-पूर्व एशिया की मूल प्रजातियों के विपरीत, इन क्षेत्रों की मधुमक्खियां एशियाई हॉर्नेट्स के शिकार से बचने में संघर्ष करती हैं।
यूरोप में इसका पहला प्रकट होना 2004 में फ्रांस में हुआ, इसके बाद 2010 में स्पेन, 2012 में इटली और 2014 में जर्मनी में फैल गया। उत्तरी अमेरिका में पहली बार 2019 में कनाडा और यूएसए में पता चला।
संभव है कि मूल शहद की मधुमक्खियां एशियाई हॉर्नेट्स के अनुकूल हो सकें और उनसे बचना सीख सकें, लेकिन उन्हें ऐसा करने में समय लगेगा। इसलिए, आने वाले दशकों में उनकी जनसंख्या को सीमित करना मूल मधुमक्खी प्रजातियों के जीवित रहने में मदद के लिए बिल्कुल आवश्यक हो सकता है।
स्रोत: Unsplash द्वारा USGS
हॉर्नेट्स को दूर रखने के लिए एआई
एशियाई हॉर्नेट्स के प्रसार से बचने का मुख्य भाग यह है कि उनके आगमन को नई पारिस्थितिकी तंत्र में यथासंभव जल्दी पता लगाया जाए। यदि प्रारंभिक घोंसला या पहले दर्जन घोंसले अधिक रानियों को फैलने दें, तो उनकी संख्या बहुत तेज़ी से बढ़ती है, जिससे लागत और पर्यावरणीय क्षति घातीय रूप से बढ़ती है।
मैन्युअल पहचान बहुत अविश्वसनीय है। पहले स्वचालित पहचान प्रणालियों को आज़माया गया, लेकिन उनकी पहचान दर आमतौर पर ~74.5–83.3% के बीच थी, और कई झूठी सकारात्मक परिणाम थे।
एआई और मशीन विज़न में प्रगति का लाभ उठाते हुए, एक्सेटर विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने 99% से अधिक की पहचान दर हासिल की, जिसके परिणाम ने नेचर में प्रकाशित वैज्ञानिक पत्र “VespAI: a deep learning-based system for the detection of invasive hornets” में दिखाए।
VespAI हॉर्नेट डिटेक्टर
एआई हॉर्नेट डिटेक्टर का प्रोटोटाइप, जिसका नाम VespAI है, फ्रेंच तटों के निकट जर्सी द्वीप पर तैनात किया गया।
यह एक कैमरा, एक पावर स्रोत (बैटरी + 40W सोलर पैनल), और Raspberry Pi 4 हार्डवेयर जितनी न्यूनतम कंप्यूटिंग शामिल करता है।
स्रोत: Nature
प्रशिक्षण डेटा यूरोप के कई बिंदुओं से एकत्र किया गया और मैन्युअल रूप से एनोटेट किया गया ताकि एशियाई हॉर्नेट्स को सही ढंग से पहचाना जा सके।
स्रोत: Nature
यह प्रणाली एशियाई हॉर्नेट्स और मूल हॉर्नेट प्रजातियों के बीच अंतर कर सकती है। यह LRP (लेयर-वाइज़ रेलेवेंस प्रोपेगेशन) नामक एआई विधि का उपयोग करती है, जो एआई सिस्टम को प्रत्येक पिक्सेल के महत्व को सही ढंग से पहचानने में सक्षम बनाती है, जिससे एशियाई हॉर्नेट्स का सटीक पता लगाया जा सके।
उदाहरण के लिए, चौथे पेटी भाग पर नारंगी बैंड के साथ संरेखित पिक्सेल, और पंख के बाहरी किनारे के आसपास के पिक्सेल, महत्वपूर्ण डेटा बिंदुओं में से थे।
स्रोत: Nature
उपयोग किया गया मशीन विज़न सॉफ़्टवेयर YOLOv5 (You Only Look Once) था, जिसे Ultralytics द्वारा बनाया गया है, जो स्वचालित कार तकनीक के कोर में भी उपयोग होता है।
स्वचालित हॉर्नेट निराकरण की दिशा में
डिटेक्टर की गैर-घातक प्रकृति के कारण, एशियाई हॉर्नेट को उसके घोंसले तक वापस追踪 किया जा सकता है, और फिर घोंसले को नष्ट किया जा सकता है। यह अन्य प्रजातियों को नहीं मारता जैसा कि हॉर्नेट ट्रैप आमतौर पर करते हैं।
लक्ष्य को निरंतर मानव हस्तक्षेप के बिना पहचानकर, VespAI की एशियाई हॉर्नेट्स को जल्दी पहचानने की क्षमता मैन्युअल पहचान विधियों की तुलना में कई क्रमांक अधिक श्रेष्ठ है।
यह संभवतः इसे एकमात्र विश्वसनीय विकल्प बनाता है जो आक्रमण को पर्याप्त रूप से जल्दी पहचान कर पूरी तरह रोक सके।
अंत में, ओपन-सोर्स सॉफ़्टवेयर और कम लागत वाले हार्डवेयर के उपयोग से इस प्रणाली का बड़े पैमाने पर तैनाती व्यावहारिक और मौजूदा हॉर्नेट निवारण रणनीतियों की तुलना में लागत-प्रभावी बनती है।
यह क्लाउड कंप्यूटिंग पर निर्भर नहीं करता और केवल वाई-फ़ाई कनेक्टिविटी का उपयोग करता है ताकि एशियाई हॉर्नेट का पता चलने पर अलर्ट भेजे जा सकें। केवल कीट के पता चलने पर एआई विश्लेषण को ट्रिगर करने से पावर खपत कम होती है।
एआई कृषि कंपनियां
इकोसिस्टम प्रबंधन और कृषि को अक्सर “असुरुचिपूर्ण” उद्योग माना जाता है, जैसा कि तकनीकी उद्योग और एआई से जुड़ी धारणाओं में देखा जाता है।
अब यह सच नहीं रहा, कई नवाचारी तकनीकें कृषि क्षेत्र में प्रवेश कर रही हैं, हालांकि अभी तक कोई भी सीधे एशियाई हॉर्नेट से निपट नहीं रही है।
1. Arugga
यह कंपनी, जिसने अब तक $5.8 मिलियन जुटाए हैं, एआई-संचालित रोबोट बनाती है जो कंप्यूटर विज़न का उपयोग करती हैं, जो NVIDIA Metropolis प्लेटफ़ॉर्म के माध्यम से विकसित किया गया है, ताकि परागण के लिए तैयार फूलों की पहचान कर उन्हें हवा के झटकों से ब्लास्ट करके प्रक्रिया शुरू कर सके।
जबकि बॉट्स का प्रदर्शन बंबलबीज़ के बराबर है और कुछ मामलों में 5% तक बेहतर है, यह डेटा एकत्र करने और विश्लेषण करने की क्षमता के साथ आता है।
Arugga के रोबोट ने गुणवत्ता से समझौता किए बिना 20% तक की उपज सुधार दिखाए हैं। उनका चलायमान ग्राउंड रोबोट, पॉली, स्ट्रॉबेरी, ब्लूबेरी, टमाटर और अन्य फसलों के साथ काम करता है।
हाल ही में, कंपनी ने फ़िनिश Agrifutura के 4.6 हेक्टेयर ग्रीनहाउस को दुनिया की पहली सुविधा में बदल दिया है जो पूरी तरह रोबोटिक परागण तकनीक का उपयोग करती है।
यह भी अपने रोबोट में कीट और रोग पहचान जोड़ने की योजना बना रही है, जो इसरायली स्टार्टअप ViewNetic के साथ सहयोग के माध्यम से है। भविष्य में, यह गैर-संपर्क छंटाई, उपज पूर्वानुमान, और पौधे को नीचे लाने जैसी सुविधाएँ भी जोड़ने का लक्ष्य रखती है।
2. Advanced.farm
मशीन विज़न में प्रगति को परागण के प्रश्न से आगे भी लागू किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, इसका उपयोग फलों की परिपक्वता को सही ढंग से पहचानने और फिर उन्हें तोड़ने में किया जा सकता है।
ये कार्य आमतौर पर बहुत श्रम-गहन होते हैं। इसके बजाय, Advanced.farm 6 रोबोटिक आर्म, मशीन विज़न, और एक सक्शन कप का उपयोग करके सेब को बिना मानव उपस्थिति के धीरे-धीरे तोड़ता है।
स्रोत: Advanced.farm
यह रात में भी काम कर सकता है, जिससे 24/7 फसल कटाई शेड्यूल संभव हो जाता है। Advanced.farm ने एक स्ट्रॉबेरी हार्वेस्टर भी डिजाइन किया है, जो मानव हार्वेस्टर से 5 गुना अधिक कुशल है।
इसलिए रात में काम करते समय थोड़ा डरावना दिख सकता है (नीचे देखें), लेकिन यह वास्तव में सुरक्षित और कुशल है।
