Plant Doctor: ИИ-система для наблюдения за городскими деревьями без контакта с листьями
Городские деревья и растения не только украшают ландшафт, но и очищают воздух, снижают эффект городских тепловых островов, создают рекреационные зоны и повышают стоимость недвижимости. Однако они сталкиваются с множеством угроз: вредители, болезни, изменение климата. Традиционный мониторинг зелёных насаждений требует больших трудозатрат и экспертных знаний.
Совместная исследовательская группа под руководством профессора Умезу (Waseda University) и профессора Сиодзири (Ryukoku University) разработала инновационное ИИ-решение для мониторинга здоровья растений. Их работа опубликована в журнале Measurement.
Система «Plant Doctor» автоматически диагностирует здоровье городских деревьев по видеозаписям с обычных камер. «Мы хотели экстраполировать технологии машинного зрения, такие как сегментация, из медицинской области в другие сферы, например, здоровье растений», — поясняет первый автор Маркес.
Как работает система:
- Алгоритмы YOLOv8 и DeepSORT идентифицируют и отслеживают отдельные листья в видеопотоке, выбирая наилучшие кадры для анализа.
- Алгоритм DeepLabV3Plus выполняет детальную сегментацию изображения для точного количественного определения повреждений листа (пятна от бактерий, вредителей, грибков).
Ключевые преимущества:
- Масштабируемость и экономическая эффективность: система может обрабатывать видео с камер, установленных на дронах или городских служебных автомобилях (например, мусоровозах), превращая рутинные службы в источник данных.
- Неинвазивность: использование изображений вместо физических образцов минимизирует стресс для растений.
- Точность: валидация системы на видеозаписях растений в Токио показала высокую точность диагностики.
Система позволяет сочетать данные о здоровье растений с точной геолокацией, обеспечивая как микроанализ отдельных растений, так и макроанализ распространения болезней в городе. Технология также может быть адаптирована для сельского хозяйства, помогая фермерам следить за здоровьем культур.
«Мы предоставили экспертам-ботаникам инструмент для оценки здоровья растений в одном решении, без необходимости сбора образцов и повреждения растений в процессе», — отмечает Маркес. Эта технология представляет собой значительный шаг к более устойчивому мониторингу здоровья растений, позволяя экспертам сосредоточиться на стратегических вмешательствах, а не на рутинном наблюдении.