Copenhagen, Denmark
April 16, 2021
A researcher from the University of Copenhagen has developed an algorithm that, in tandem with a sensor, makes it possible to distinguish crop-harming insects from helpful ones that pollinate and contribute to plant growth. This, according to the researcher’s new study, allows farmers to constrain pesticide use by only targeting harmful insects.
Photo: Getty Images
Pesticides are formulated to eliminate insects that attack crops and render them useless. Unfortunately, these pesticides affect beneficial bugs too—those that, for example, pollinate, sweeten fruit and protect plants from aphids. This poses a problem for biodiversity.
As described in a recent study, a new invention promises to reverse this dynamic. In a collaboration with FaunaPhotonics, a University of Copenhagen researcher has developed a technology that can distinguish helpful insects from harmful ones.
"We have developed an algorithm that, in tandem with a sensor, can identify fields with large numbers of harmful insects. In this way, a farmer can target pesticides in specific fields instead of spraying them all so as to be ‘safe rather than sorry'," explains Klas Rydhmer, a PhD student at the Department of Geosciences and Natural Resource Management, adding:
"The next step is to make the sensors mobile so that they can measure exactly where harmful insects are in a field. For example, a farmer might only need to spray the right side of a field. Thus, our technology can hopefully minimise the use of pesticides which are problematic for the environment and that often and unnecessarily harm beneficial insects such as wasps, bees, ladybugs, phytoseiid mites and wolf spiders."
Bies are less likely to die from pesticides, because of this new invention. Photo: Getty Images
Sensors distinguish insect species
In collaboration with biologists and engineers at FaunaPhotonics, Klas Rydhmer has developed a sensor which, using infrared light, can distinguish insect species.
The solar-powered sensor is able to detect the speed of insect wingbeats, how large insect bodies are in relation to their wingspans as well as insect color. This information is passed along to an algorithm that categorizes the insects into species groups and notifies the farmer via a computer or mobile device.
"In Denmark, we are particularly vulnerable to rapeseed pests that burrow into rapeseed plants and create holes where other insects then lay their eggs. Using the sensor, we can see which fields are affected by these pests and concentrate our pesticide use there, while leaving other fields alone," explains Klas Rydhmer.
Saves time and boosts biodiversity
In the past, farmers used yellow catch trays filled with water or flypaper to ascertain the presence of harmful insects in their fields.
"Our sensor and algorithm make it possible to collect information about one’s fields hour by hour, season after season. It also opens up completely new opportunities to investigate the behaviour of insects so that we can learn how to protect them in the best possible way, and in doing so, protect biodiversity," says Klas Rydhmer.
Although the sensors have mainly been tested in the laboratory, several experiments are taking place in working fields.
According to the UCPH researcher, "About 15 Danish farms are currently testing the sensors. Across the EU, there are roughly 100 sensors being tested as we speak. We feel quite confident that they will work as intended," concludes Klas Rydhmer.
Ny opfindelse kan mindske pesticider på marken: Skelner skadelige insekter fra gavnlige
En forsker fra Københavns Universitet har udviklet en algoritme, der i samspil med en sensor, gør det muligt at skelne de skadelige insekter, der nedbryder afgrøderne, fra de gavnlige, der bestøver dem og hjælper planternes vækst. På den måde kan landmænd minimere deres brug af pesticider, så de kun rammer de skadelige insekter, lyder det fra forskeren i et nyt studie.
Pesticider er designet til at gøre det af med insekter, der inficerer afgrøder og gør dem ubrugelige. Desværre rammer pesticider ikke kun de skadelige insekter, men også de gavnlige, som med pollen bestøver afgrøderne, gør dem søde og beskytter dem fra eksempelvis bladlus. Og det er problematisk for biodiversiteten.
Men det kan en opfindelse beskrevet i et nyt studie være med til at lave om på. En forsker fra Københavns Universitet har nemlig i samarbejde med virksomheden FaunaPhotonics udviklet en teknologi, der kan skelne de gavnlige insekter fra de skadelige.
”Vi har udviklet en algoritme, der, sammen med en sensor, kan fortælle, hvilke marker, der har mange skadelige insekter. På den måde kan landmanden målrette pesticiderne til de specifikke marker i stedet for nu, hvor man sprayer samtlige, fordi man hellere vil være ’safe than sorry’,” forklarer Klas Rydhmer, der er ph.d.-studerende på Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning og tilføjer:
”Næste skridt er at gøre sensorerne mobile, så de kan måle præcis, hvor på den enkelte mark, de skadelige insekter befinder sig, så man eksempelvis kun sprayer den højre side af marken. Vores teknologi kan altså forhåbentlig minimere brugen af pesticider, der er problematisk for miljøet, og som ofte unødigt skader gavnlige insekter såsom hvepse, bier, mariehøner, rovmider og jagtedderkopper”.
Sensorer artsbestemmer insekter
I samarbejde med biologer og ingeniører i FaunaPhotonics har Klas Rydhmer udviklet sensoren, der via infrarødt lys kan skelne forskellige arter af insekter fra hinanden.
Sensoren, der kører på solenergi, kan detektere hastigheden på insekternes vingeslag, hvor store kroppene er i forhold til vingerne og farven på dyrene. Disse informationer sendes videre til en algoritme, der placerer insekterne i forskellige artsgrupper og giver besked til landmanden via computer eller mobil.
”I Danmark har vi især problemer med rapsfrø-skadedyr, der laver huller i rapsplanten, hvor andre insekter kan lægge deres æg. Via sensoren kan vi nu se, hvilke marker, der er ramt af skadedyrene og koncentrere brugen af pesticider til dem og lade resten være,” forklarer Klas Rydhmer.
Sparer tid og hjælper biodiversiteten
Tidligere har landmænd forsøgt at finde ud af, om der var mange skadelige insekter på marken ved at fange dem med i gule fangstbakker med vand i eller med fluepapir og på den måde få overblik.
”Men med vores sensor og algoritme er det muligt at få information om din mark time for time gennem flere sæsoner. Det åbner også helt nye muligheder for at afsøge insekternes adfærd, så vi kan lære at beskytte dem bedst muligt og derigennem sikre biodiversiteten,” siger Klas Rydhmer.
Selvom sensorerne hovedsageligt er testet i laboratoriet, er flere eksperimenter sat i værks ude i de ægte marker, lyder det fra KU-forskeren.
”Cirka 15 danske landbrug afprøver lige nu sensorerne, og derudover er der udenfor Danmarks grænser, omkring 100 sensorer, der bliver afprøvet på markerne. Vi føler os ret overbeviste om, at de vil virke som tiltænkt,” slutter Klas Rydhmer.
Topics
Species
