Мы предложили систему, которая использует недорогие, неинвазивные псевдо-акустическая оптические датчики для автоматического и точного обнаружения, соперника, классифицировать летающих насекомых, основанные на их летающей звука.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Мы предложили систему, которая использует недорогие, неинвазивные псевдо-акустическая оптические датчики для автоматического и точного обнаружения, соперника, классифицировать летающих насекомых, основанные на их летающей звука.
Недорого, неинвазивный система, которая может точно классифицировать летающих насекомых будет иметь важные последствия для энтомологических исследований, и создать условия для развития многих полезных приложений в векторе и борьбы с вредителями, как для медицинского и сельскохозяйственной энтомологии. Учитывая это, в последние шестьдесят лет видел много исследовательских усилий, посвященные этой задачи. На сегодняшний день, однако, ни один из этих исследований не была долгосрочные последствия. В этой работе мы показываем, что псевдо-акустическая оптические датчики могут производить превосходную данных; что дополнительные функции, как внутренняя и внешняя к поведению полета насекомого, может быть использовано для улучшения классификации насекомых; что байесовский подход классификация позволяет эффективно изучать модели классификации, которые очень устойчивы к более облегающие, и общие рамки классификация позволяет легко включать произвольное количество функций. Мы демонстрируем результаты с крупномасштабных экспериментов, что карлик все предыдущие работы грузопассажирскийNED, как измеряется количеством насекомых и по числу видов, рассмотренных.
Идея автоматически классификации насекомых с помощью побочной звук их полета восходит к самым ранним дням компьютеров и продаже аудио записывающего оборудования 1. Тем не менее, мало что было сделано по этой проблеме в прошедшие десятилетия. Отсутствие прогресса в этой погоне можно отнести к нескольким связанным факторов.
Во-первых, отсутствие эффективных датчиков сделала сбора данных трудно. Большинство усилий по сбору данных использовали акустические микрофоны 2-5. Такие устройства крайне чувствительны к шум ветра и окружающего шума в окружающей среде, в результате чего очень редкими и некачественных данных.
Во-вторых, усугубляет эти проблемы качества данных является тот факт, что многие исследователи пытались узнать очень сложные модели классификации, особенно нейронных сетей 6-8. Попытка узнать сложные модели классификации, с всего лишь десятками примеров,это рецепт для более-фитинга.
В-третьих, трудно получения данных означает, что многие исследователи пытались построить модели классификации с очень ограниченных данных, как мало, как 300 экземпляров 9 или менее. Тем не менее, известно, что для построения точные модели классификации, больше данных лучше 10-13.
Эта работа охватывает все три вопроса. Оптические (а не акустический) датчики могут быть использованы для записи "звук" полета насекомых от метров, с полной инвариантности ветра шум и звуки окружающей среды. Эти датчики позволили запись миллионов меченых случаях учебных, гораздо больше данных, чем все предыдущие усилия вместе взятые, и тем самым помочь избежать более облегающие, которая преследует предыдущие исследовательские усилия. Принципиальный метод Ниже показано, что позволяет включение дополнительной информации в модели классификации. Эта дополнительная информация может быть как ежедневной газете и какпростой в получить как время-день, еще до сих пор производят значительный выигрыш в точности модели. Наконец, показано, что огромные объемы данных мы собрали позволяют нам воспользоваться "The необоснованного эффективности данных" 10, чтобы произвести простые, точные и надежные классификаторы.
Таким образом, полет классификация насекомых вышла за пределы сомнительных претензий, созданных в научно-исследовательской лаборатории и теперь готов к реального развертывания. Датчики и программное обеспечение, представленные в этой работе будет предоставить исследователям по всему миру надежные инструменты для ускорения их исследования.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1 Insect Colony и Разведение
2. Запишите Летающие Звуки в экспериментальные камеры
Обработка 3 Датчик данных и Обнаружение звуков, производимых летающих насекомых
4 Insect Классификация
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Два эксперимента представлены здесь. Для обоих экспериментах, данные, используемые были в произвольном порядке из набора данных, который содержит более 100 тысяч объектов.
Первый эксперимент показывает способность предлагаемого классификатора, чтобы точно классифицировать различные виды / пола насекомых. Как точность классификации зависит от насекомых, чтобы быть классифицированы, один абсолютное значение для точности классификации не дать читателю хорошей интуицией о производительности сист...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Рамки датчик / классификация описано здесь позволяет недорогой и масштабируемой классификацию летающих насекомых. Точности достижимые системой достаточно, чтобы позволить разработку коммерческих продуктов хорошо и может быть полезным инструментом в энтомологического исследований.
Возможность использовать недорогие, неинвазивные датчики для точного и автоматически классифицировать летающих насекомых будет иметь значительные последствия для энтомологических исследований. Например, путем развер...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют, что они не имеют конкурирующие финансовые интересы.
Мы хотели бы поблагодарить Фонд Vodafone Americas, Фонд Билла и Мелинды Гейтс, и Paulo исследовательский фонд São (FAPESP) за финансирование работы. Мы также хотели бы поблагодарить многих преподавателей из отдела энтомологии Университета Калифорнии, Риверсайд, за их советы по этому проекту.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Аудиомагнитофон: ICD-PX312 | Sony | 4-267-065-11(2) | С 8 ГБ дополнительной памяти microSD |
| Insectary | Lee's Aquarium & Товары для домашних животных. | 20088 HerpHaven®, Большой прямоугольник | 14 1/2" в длину x 8 3/4" в ширину x 9 3/4" в высоту. Модифицирован для содержания насекомых. |
| Генератор лазерных линий, 650 нм (красный) | Apinex (www.apinex.com) | LN60-650 | 5 мВт. Это маломощный лазер, похожий на учительскую лазерную указку |
| Фотодиодная матрица | VISHAY SEMICONDUCTOR TEFD4300 КОНТАКТНЫЙ ФОТОДИОД, 650 НМ, 20DEG, T1 | TEFD4300 | Мы изготовили на заказ массив из 15 таких фотодиодов, подключенных параллельно. |
| Интегральная схема аналого-цифрового преобразователя | Изготовлена на заказ в нашей лаборатории | Мы изготовили этот продукт сами, но легкодоступный коммерческий продукт, Gino PCF8591 AD/DA Converter, обеспечивает ту же функциональность. |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.