​ 
Новосибирские биоинформатики представили на международной конференции «Генетика, геномика, биоинформатика и биотехнология растений» (PlantGen2021) нейросеть, способную на ранней стадии выявлять заболевания зерновых, сохраняя тем самым урожай. 
 
Заболеваниям злаков, которые вызываются патогенными грибами, подвержены многие культуры, и часто это существенно снижает урожайность растений. С такими болезнями трудно бороться, поскольку площадь поражения быстро разрастается. Поэтому одним из актуальных подходов является мониторинг посевов, который помогает на ранней стадии идентифицировать заболевание и принять меры к его нераспространению. Высокую эффективность в этой области показали методы на основе анализа цифровых изображений, которые возможно получить в полевых условиях с помощью мобильных устройств. Именно в этом направлении и работают ученые ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН».  
 
На конференции они представили метод распознавания пяти грибных заболеваний побегов пшеницы, как по отдельности, так и в комплексе, с одновременной возможностью идентификации стадии развития растений.  

 
«Мы сформировали набор из более, чем двух тысяч изображений пшеницы, для которых была выполнена экспертная разметка по типу поражения, а затем использовали несколько типов нейросетей для их распознавания и анализа», — рассказал старший научный сотрудник ИЦиГ СО РАН кандидат биологических наук Михаил Александрович Генаев. ​

 
Наилучшую точность (0.942) показала сеть со стратегией обучения, основанной на аугментации и переносе стилей изображений. Этот метод распознавания реализован исследователями в качестве бота @wheat_healthy_bot на платформе Telegram, который позволяет проводить оценку растений поражениями в полевых условиях. 
 
Как отмечают ученые, разные грибковые заболевания на ранних стадиях (когда их вспышку проще всего подавить) имеют схожие симптомы, но могут сильно различаться по масштабу урона для урожая. Поэтому очень важна точная идентификация патогена, поразившего посадки. Раньше это мог сделать только опытный фитопатолог, причем, как правило, побывав на месте очага заболевания, что далеко не всегда возможно. Теперь же, с помощью бота, с этой задачей сможет справиться любой агроном и даже студент-практикант. 
Другое ноу-хау новосибирских исследователей заключается в том, что созданный ими бот одновременно оценивает стадию развития пораженного растения (молодое оно или уже взрослое), что также важно для выработки оптимальной стратегии борьбы с патогенами. 

 
«Использование нейросетей для мониторинга заболеваний растений — это новый тренд, пока делаются первые шаги в этом направлении и обычно речь идет о тепличных хозяйствах. Мы же создавали продукт для работы в полевых условиях, где условия освещенности и, соответственно, полученные фотографии, могут сильно отличаться. Научить программу работать с ними было само по себе непростой задачей», — отметил Михаил Генаев. ​

 
Пока работа находится в стадии рецензирования, и бот получил известность в академической среде, но его создатели уверены, что он заинтересует и сельхозпроизводителей, поскольку является простым и эффективным инструментом в борьбе с грибковыми заболеваниями. К тому же программа будет размещена в свободном доступе для всех желающих. 

 
Ученые планируют и дальше работать в этом направлении, тем более что здесь есть почва для международного научного сотрудничества: на разработчиков вышли их коллеги из Австралии и предложили объединить усилия. 

 
Пресс-служба ИЦиГ СО РАН
 
Источник: www.sbras.info


 

Источники

Нейросеть поможет сохранить урожай
Наука в Сибири (sbras.info), 17/06/2021
Как нейросеть поможет сохранить урожай - разработка новосибирских ученых
Поиск (poisknews.ru), 17/06/2021
Пресс-релиз. Как нейросеть поможет сохранить урожай
Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук (bionet.nsc.ru), 17/06/2021
Новосибирские биоинформатики научились сохранять урожай при помощи нейросети
НИА Новосибирск (54rus.org), 17/06/2021
Как нейросеть поможет сохранить урожай
Академгородок (academcity.org), 17/06/2021
Новосибирские ученые научили нейробот выявлять болезни зерновых
ИА Красная весна (rossaprimavera.ru), 17/06/2021
Новосибирские биоинформатики научились сохранять урожай при помощи нейросети
НИА Федерация (nia-rf.ru), 17/06/2021
Ученые создали нейросеть, выявляющую заболевания зерновых на ранней стадии
ГлавАгроном (glavagronom.ru), 17/06/2021
Российские ученые создали нейросеть для мониторинга болезней зерновых культур
Агробезопасность (agrobezopasnost.com), 17/06/2021
Российские ученые создали нейросеть для мониторинга болезней зерновых культур
Агробизнес (agbz.ru), 17/06/2021
Сибирские ученые создали нейросеть для диагностики заболеваний растений
Томск.ру (tomsk.ru), 18/06/2021
Нейросеть для выявления болезней зерновых создали ученые из России
Сrispy.news, 18/06/2021
За болезнями зерновых культур теперь будет следить нейросеть
TT Finance (tt-finance.ru), 18/06/2021
Ученые из РФ создали нейросеть, способную мониторить болезни зерновых культур
Новости агробизнеса (agrovedomosti.ru), 18/06/2021
Нейросеть сибирских ученых поможет сохранить урожай
Idsmedia.ru, 21/06/2021
Сэлфи с пшеницей: в НИИ Цитологии СО РАН и генетики создали нейросеть для новосибирских аграриев
ОТС-ТВ (otstv.ru), 24/06/2021
Новосибирский чат-бот ставит диагнозы пшенице по фотографиям
Официальный сайт г. Новосибирск (nsknews.info), 24/06/2021
Грибок пшеницы будет выявлять нейросеть новосибирских ученых | VN.RU
Все новости Новосибирской области (vn.ru), 24/06/2021
Умную программу для распознавания болезней пшеницы создали новосибирские ученые
ГТРК Новосибирск, 26/06/2021
Умную программу для распознавания болезней пшеницы создали новосибирские ученые
Большой Новосибирск (polit-center.org), 26/06/2021
Нейронная сеть поможет сохранить урожай
Научная Россия (scientificrussia.ru), 07/07/2021

Похожие новости

  • 20/11/2020

    Новосибирские генетики работают над спасением пшеницы от пыльной головни

    Новосибирские учёные ищут сорта пшеницы, устойчивые к заболеваниям. Несколько опытных образцов уже могут выдержать атаки таких опасных болезней злаков, как мучнистая роса, бурая ржавчина и пыльная головня.
    849
  • 27/08/2021

    Новосибирские генетики подружили пшеницу с кукурузой

     Растение помогает ускорить селекцию зерновых, сэкономив аграриям около девяти лет работы.  Результаты научных изысканий учёные представили на форуме «Технопром». В процессе создания сортов пшеницы используют пыльцу кукурузы.
    633
  • 22/06/2021

    Почему мискантус в Алтайском крае может стать альтернативой древесине

    На землях учебно-опытной сельскохозяйственной станции Алтайского государственного аграрного университета высадили редкое для наших мест растение под названием «мискантус». По мнению специалистов, в будущем это многолетнее злаковое, похожее на бамбук растение может стать альтернативой древесине как сырье для получения целлюлозной продукции.
    15249
  • 05/04/2021

    Новосибирские ученые: лунный календарь не работает, для хорошего урожая нужен календарь молекулярный

    Чтобы получить хороший урожай, одним растениям нужно не давать цвести, а другим наоборот. И добиться этого легко, если знать молекулярный календарь огородника, уверена Софья Герасимова, старший научный сотрудник Курчатовского геномного центра ИЦиГ СО РАН.
    418
  • 11/11/2020

    АгроНОЦ против барьеров, мешающих эффективному агробизнесу

    В Новосибирской области РФ подготовлено около 50 различных проектов, направленных на решение актуальных задач в области сельского хозяйства и животноводства, в рамках которых планируется наладить взаимодействие аграрной науки, бизнеса и агропромышленного комплекса.
    792
  • 11/02/2021

    Первые результаты работы ЦКП «Биоинформатика»

    ​Специалисты из Курчатовского геномного центра ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» рассказали о роли ЦКП «Биоинформатика» в работе по секвенированию геномов сельскохозяйственных культур и разработке технологии компьютерного фенотипирования растений.
    946
  • 30/12/2020

    Топ-30 разработок сибирских ученых в 2020 году

    ​На портале «Новости сибирской науки» можно познакомиться с инновациями и последними достижениями сибирских ученых. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию Топ-30 сообщений о наиболее значимых и интересных научных разработках 2020 года, размещенных на нашем сайте.
    6292
  • 16/02/2021

    Новосибирские учёные исследуют поражающий пшеницу грибок

    В Институте цитологии и генетики СО РАН школьник вместе с учёными проводит опыты с опасным грибком, поражающим урожай пшеницы. Сибирские исследователи хотят доказать, что изучив гены, злаки можно спасти.
    513
  • 22/12/2020

    Ученые выяснили, почему коровы не мерзнут

    ​Ученые ФИЦ ИЦиГ СО РАН под руководством профессора Королевского ветеринарного колледжа (Великобритания) Дениса Ларкина уже несколько лет активно изучают генетические факторы устойчивости к холодному климату у исконно российских пород крупного рогатого скота.
    919
  • 22/03/2021

    Ускоренный отбор. Генетические технологии обеспечивают продовольственную безопасность

    ​ В свое время создание сорта яровой пшеницы «Новосибирская-67» окупило первую очередь строительства Новосибирского Академгородка, как отмечал отец-основатель Сибирского отделения АН СССР академик Михаил Лаврентьев.
    841