Monitoreo digital de plagas de cultivos mediante señales de vibración

El pasado mes de noviembre en Entomology Expo 2023 se produjo un regreso Pozo de Antilón, un concurso innovador de productos y servicios relacionados con la entomología. Se seleccionaron seis equipos para competir entre nueve aplicaciones, y el equipo de Insect Eavesdropper se llevó el primer lugar y un premio de 5.000 dólares para invertir en el desarrollo de su producto, un sistema que utiliza un micrófono de contacto y una microcomputadora para detectar e identificar las señales vibratorias de los insectos. Se alimentan de plantas.

Los creadores de Insect Eavesdropper son Emily Beck, Ph.D., profesora asistente formada por BCE en el Departamento de Entomología de UW-Madison, y Dave Mehrotra, estudiante de maestría en informática que trabaja en el laboratorio de Beck en UW-Madison.

Entomología hoy Conéctese con Bick y Mehrotra para una sesión de preguntas y respuestas y obtener más información sobre Insect Eavesdropper y su desarrollo.

Entomología hoy: ¿Cómo se desarrolló la herramienta de escucha de insectos? ¿Qué inspiró esta búsqueda?

Beck y Mehrotra: Cuando Emily visitó una granja de caña de azúcar en Indonesia, se enfrentó al desafío de desarrollar un sensor para medir directamente los barrenadores dentro de las plantas, en lugar de monitorear la migración de los adultos y usar grados día para predecir cuándo estaban activas las larvas de pozo. Después de considerar las tecnologías existentes, como los vibrómetros láser, los estetoscopios eléctricos y otros métodos potenciales, Dave construyó el primer dispositivo para espiar insectos.

¿Puedes resumir qué hace un insecto espía y cómo funciona?

El Insect Eavesdropper es un micrófono de contacto que se engancha o se cuelga estratégicamente en una planta. Una pequeña computadora se enciende y apaga y mantiene un registro de los insectos que mordisquean las hojas, chupan la planta, perforan su tejido o mastican las raíces. La grabación se procesa previamente y el «evento» de alimentación se extrae y luego se ejecuta a través de un algoritmo de aprendizaje automático para identificar la especie. Hasta ahora, Insect Eavesdropper puede detectar, identificar especies y contar insectos que se alimentan directamente de las plantas.

¿Cuáles son las posibles aplicaciones de Insect Eavesdropper? ¿Quiénes podrían ser sus principales clientes como producto comercial?

Insect Eavesdropper satisface una necesidad insatisfecha de un monitoreo digital preciso y rentable de los insectos que se alimentan directamente de los cultivos. Los posibles casos de uso de la tecnología son dos:

1. Suscríbase a datos, análisis y alertas de una red de insectos espías que monitorean continuamente los cultivos centinela. Este método simula redes de idoneidad o predicciones a partir de grados día de una manera precisa, eficiente y rentable.
2. La versión portátil de Insect Eavesdropper, denominada “Rambling Eavesdropper”, puede ser utilizada por asesores de cultivos, agricultores, extensionistas e investigadores para muestrear cultivos en busca de plagas mediante métodos eficientes y no destructivos.

Destacamos el ecosistema Eavesdropper a continuación, con cada tipo de usuario a la izquierda y el flujo de sensores dentro de los cuadros grises, dejando la toma de decisiones a las partes interesadas más informadas, a la izquierda.

¿En qué etapa se encuentra ahora en el desarrollo y prueba de Insect Eavesdropper? ¿Qué desafíos estás enfrentando actualmente?

En cuanto al hardware, Dev dirigió los esfuerzos en el laboratorio de Emily para desarrollar con éxito dos prototipos de Insect Eavesdropper y Rambling Eavesdropper. La primera es una versión estática, que monitorea constantemente los insectos, similar a trampas de enfermedades o tarjetas adhesivas; La última es la versión que se puede llevar por el campo, simulando un instrumento de muestreo como una cuadrícula de encuesta.

Recibimos una subvención de aceleración de la Wisconsin Alumni Research Foundation para «desconectar» un insecto espía, utilizando un módulo como LoRa, Bluetooth o Wi-Fi para transmitir datos. En software, estamos creando un conjunto de herramientas para que el sensor sea accesible para cualquier persona, independientemente de su capacidad de programación. Esto permitirá que una amplia gama de usuarios potenciales trabajen de forma independiente con Insect Eavesdropper.

Funcionalmente, formalizamos algoritmos de aprendizaje automático que identifican especies, las agregamos a nuestra biblioteca de especies y ejecutamos estimaciones de densidad basadas en eventos de alimentación. Además, entregamos Insect Eavesdropper a investigadores que trabajan en todo el mundo, tratando de encontrar los límites de Insect Eavesdropper y validando externamente el sensor.

¿Cómo ha mejorado su trabajo en Insect Eavesdropper participar en el concurso Antlion Pit de la ESA y quedar en primer lugar?

El concurso Antlion Pit ayudó a difundir información sobre el Insect Eavesdropper y sus capacidades. Fue emocionante llevar nuestra idea al escrutinio de la comunidad entomológica. El concurso Antlion Pit nos brindó valiosos comentarios que darán forma al insecto espía en los años venideros.

Para aquellos interesados ​​en Insect Eavesdropper, ¿dónde pueden obtener más información y qué debemos buscar a continuación?

Para obtener más información, visite www.bicklab.com/eavesdropper. Si los académicos están interesados ​​en aplicar Insect Eavesdropper a un problema de insectos desafiante, deben comunicarse con Emily en [email protected]. Si la industria está interesada en otorgar una licencia para este método, deben comunicarse con Emily Bauer de la Wisconsin Alumni Research Foundation en [email protected]. Todos deberían mantener los ojos abiertos para nuestras próximas publicaciones.

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