LUKE Insect pest Monitoring by Internet of Things (IoT)

InsectPest-IoT

Alkamispäivä

01.01.2019

Päättymispäivä

31.12.2020

Tavoitteet

Tuhohyonteisten automaattisen seuranta- järjestelmän rakentaminen ja testaaminen kenttäolosuhteissa. Projektissa verrataan nykyisin käytössä olevia tuhohyönteisteisten seurantamenetelmia uusiin IoT-pohjaisiin etäluenta-ansoihin. - Kesällä 2019 järjestetään kenttäkokeita pelto-, puutarha- ja metsäpuolella. - Hernekääriäisen seurannasta peltoherneellä järjestettiin kenttäkoe, josta lasketaan tulokset tieteellistä julkaisua varten.

Tuotokset

Tuotoksena syntyy tärkeimpien tuholaisten seurantaan sopiva etäluettavan ansan prototyyppi ja seurantajärjestelmä.

Kirjoituksia ja tiet.julkaisuja tullaan esittämään ammattilehdissa ja ulkolaisissa sarjoissa sekä maataloustieteiden että insinööritieteiden alalta.
Seminaaripäivä tuloksista kesätilaisuutena yhteistyökumppaneiden kanssa.

IoT-tekniikalla tuholaisseurantaan

Laitetestaukset alkavat

Esineiden internet – internet of  things (IoT) –  avaa lukuisia mahdollisuuksia kehittää  avomaan kasvien tuholaistarkkailua. Nykyisilläkin nettiyhteyksillä Suomessa pärjätään hyvin 5G-yhteyksiä odotellessa.

Nykyiset manuaaliset tarkkailumenetelmät aloitettiin kelta-ansoilla ja feromoni-pyydyksillä avomaan viljelyksillä ja hedelmä- ja marjatarhoissa 1990-luvulla.  Perinteisillä tavoilla tuholaisia on seurattu meillä lohkokohtaisesti siis ainakin noin 30 vuotta.

Laitteet testiin kesällä

Nykyisin löytyy kaupallisia etäluentalaitteita ulkolaisilta valmistajilta  lähinnä Euroopasta ja USA:sta.  – Hyönteisten etätarkkailu on kuitenkin vasta ensimmäinen vaihde tiellä kohti niiden hahmotunnistusta. Tällä matkalla on kuitenkin välivaiheita, joissa edetään manuaalisen tunnistuksen ja koneoppimisen kautta kohti laitteiden itsenäistä luotettavaa toimintaa.

Ensimmäiset laitetestaukset tehdään Lukessa kasvukaudella 2019 Jokioisilla ja kuusen siementuotanto-kohteessa Luumäellä.

Kaupalliset  seuranta-ansat kokeissa ovat Trapview-tuotemerkkiä (2 eri mallia) ja Metos iScout-laitteita. Lisäksi Luke-Hamk-yhteistyön tuloksena kehitellään kahta omaa ansapilottia kesän kokeisiin.

Kääriäisiä toivotaan

Koejärjestelyihin vaikuttaa luonnollisesti se, mitä tuholaisia tulevana kesänä tulee esiintymään. Jonkinlaisena toiveena on, että kesästä tulisi kääriäisperhosten esiintymisen suhteen otollinen ja ennustettu.

Seurattavia tuholaisia ovat omenakääriäinen, kuusen käpykääriäinen ja hernekääriäinen. Myös kaalikoin seuraamiselle olisi suuria toiveita, jos tulee sellainen kesä, että esiintyy suurempia invaasioita. – Kuusen käpyvuodesta on olemassa jonkin verran ennusteita.

Lähtökohtaisesti käytetään kohdehyönteisinä feromoni-sensitiivisiä tuholaisia.

Yleistavoitteena on yksinkertaistaa tiedonkeruuta, jota tarvitaan parempaan päätöksentekoon tuholaistorjuntatoimissa, joilla pyritään turvallisempaan ja tehokkaampaan ja kustannustehokkaampaan torjunta-aineiden ja muiden hyönteisten torjuntamenetelmien käyttöön maa- ja metsätaloudessa.

Paljon kehityshankkeita menossa

Tietotekniikan kehitys digitalisaatiossa on ollut nopeaa myös maa- ja metsätaloutta koskevissa sovelluksissa.  Muun muassa rikkakasvien robo-harojen kehittelyssä ollaan jo pitkällä ja kyseisten menetelmien käyttöä mm. vihannestuotannossa tuetaan EU:n ympäristökorvauksen vaihtoehtoisten toimenpiteiden kautta.

Hyönteisten  tuholaistarkkailussa Lukessa kehitetään tietopohjaa automaattisen seurannan soveltamiseen tulevaisuudessa.  Kehitettyä tietopohjaa  käytetään valittujen tuholaisten seurantaan käyttäen erilaisia ansoja, anturijärjestelmiä sekä tiedonsiirto- ja analysointiprotokollia ja tulkintatyökaluja.

Haasteita on

Hyönteisten automaattinen tunnistus ansoista vaatii kehittynyttä hahmotunnistusta, jota hankaloittavat monet käytännön seikat.

Tällaisia ovat esimerkiksi tuholaisten tarttuminen ansojen liimapohjaan siten, että niiden asento on sellainen, että lajityypillisiä erikoispiirteitä ei päästä kuvaamaan riittävän tarkasti. Toisaalta feromoni-ansat ovat itsessään lähes lajispesifisiä ja tärkeä tieto viljelijälle saadaan jo siitä, että automaattiansa tunnistaa, että hyönteinen on lentänyt ansaan. Lennon alku saadaan havainnoitua entistä tarkemmin.

Ansoissa on energialähteenä yleensä litiumpatterit ja aurinkopaneeli, jolla saadaan kasvukauden aikana turvattua ansojen toimintavarmuus. Liimapinnat on useissa malleissa käytävä vaihtamassa, kun on hyönteisen lentohuippu menossa. Saatavana on kuitenkin malleja, joissa tätä ongelmaa on pyritty ratkaisemaan eri tavoin.