Nguyễn Văn Khanh * , Trần Vỹ Khang Nguyễn Chí Ngôn

* Tác giả liên hệ (vankhanh@ctu.edu.vn)

Abstract

Automatic counting of fruit flies is one of the important tasks in agriculture. In particular, the double-counting mechanism, based on two pairs of infrared signal transmitters and receivers, has been applied and has good efficiency. However, the counting algorithm based on this mechanism still has many limitations. This study focuses on improving the accuracy of the dual counting mechanism based on the trap-entering behavior of fruit flies. An electronic trap with an integrated double-counting mechanism is designed, and the actual data is collected within one month to analyze the trap-entering behavior of fruit flies. These behaviors were used to develop an algorithm to count the number of fruit flies entering the trap. The experimental results showed that the trap operates stably and can detect and count the number of flies entering the trap with an accuracy of 95,05%. The result of this study could be used to develop an automatic system for detecting early warnings and managing fly distributions in the future.

Keywords: Automatic monitoring trap, optical sensor, Bactrocera dorsalis (Hendel), double-counting mechanism

Tóm tắt

Đếm tự động ruồi vàng hại trái là một trong những tác vụ quan trọng trong nông nghiệp. Trong đó, cơ chế đếm kép dựa vào hai cặp thu phát hồng ngoại đã được áp dụng và có hiệu quả tốt. Tuy nhiên, thuật toán đếm dựa trên cơ chế này vẫn còn tồn tại nhiều hạn chế. Trong nghiên cứu, độ chính xác của cơ chế đếm kép dựa trên cơ sở các hành vi đi vào bẫy của ruồi được tập trung cải tiến. Một bẫy điện tử tích hợp cơ chế đếm kép được thiết kế và thu thập dữ liệu thực tế trong một tháng để phân tích hành vi vào bẫy của ruồi vàng. Các hành vi này được sử dụng phát triển thuật toán đếm lượng ruồi vào bẫy. Kết quả thử nghiệm thực tế cho thấy bẫy hoạt động ổn định, có thể phát hiện và đếm số lượng ruồi đi vào bẫy với độ chính xác đạt 95,05%. Kết quả đạt được của nghiên cứu có thể là cơ sở để phát triển một hệ thống tự động phát hiện, cảnh báo sớm và quản lý phân bố ruồi vàng trong tương lai.

Từ khóa: Bẫy giám sát tự động, cảm biến quang học, Bactrocera dorsalis (Hendel), cơ chế đếm kép

Article Details

Tài liệu tham khảo

Allwood, A., & Leblanc, L. (1997). Losses caused by fruit flies (Diptera: Tephritidae) in seven Pacific Island countries. ACIAR PROCEEDINGS.

Ding, W., & Taylor, G. (2016). Automatic moth detection from trap images for pest management. Computers and electronics in agriculture, 123, 17-28. https://doi.org/10.1016/j.compag.2016.02.003

Goldshtein, E., Cohen, Y., Hetzroni, A., Gazit, Y., Timar, D., Rosenfeld, L., Grinshpon, Y., Hoffman, A., & Mizrach, A. (2017). Development of an automatic monitoring trap for Mediterranean fruit fly (Ceratitis capitata) to optimize control applications frequency. Computers and Electronics in Agriculture, 139, 115-125. https://doi.org/10.1016/j.compag.2017.04.022

Hien, N. T., Trang, V. T., Thanh, V. V., Lien, H. K., Thang, D. Đ., Xuyen, L. T., & Pereira, R. (2019). Fruit Fly Area-Wide Integrated Pest Management in Dragon Fruit in Binh Thuan Province, Viet Nam. In Area-Wide Management of Fruit Fly Pests (pp. 343-347). CRC Press.
https://doi.org/10.1201/9780429355738-32

Holguin, G. A., Lehman, B. L., Hull, L. A., Jones, V. P., & Park, J. (2010). Electronic traps for automated monitoring of insect populations. IFAC Proceedings Volumes, 43(26), 49-54.
https://doi.org/10.3182/20101206-3-JP-3009.00008

Iwaizumi, R. (2004). Species and host record of the Bactrocera dorsalis complex (Diptera: Tephritidae) detected by the plant quarantine of Japan. Applied Entomology and Zoology, 39(2), 327-333.
https://doi.org/10.1303/aez.2004.327

Jiang, J. A., Tseng, C. L., Lu, F. M., Yang, E. C., Wu, Z. S., Chen, C. P., Lin, S. H., Lin, K. C., & Liao, C. S. (2008). A GSM-based remote wireless automatic monitoring system for field information: A case study for ecological monitoring of the oriental fruit fly, Bactrocera dorsalis (Hendel). Computers and Electronics in Agriculture, 62(2), 243-259. https://doi.org/10.1016/j.compag.2008.01.005

John, M. A., Bankole, I., Ajayi-Moses, O., Ijila, T., Jeje, T., & Lalit, P. (2023). Relevance of advanced plant disease detection techniques in disease and Pest Management for Ensuring Food Security and Their Implication: A review. American Journal of Plant Sciences, 14(11), 1260-1295.
https://10.4236/ajps.2023.1411086

Khanh, L., Hien, N., Trang, V., Toan, T., & Rull, J. (2014). Basic biology and artificial rearing of Bactrocera pyrifoliae (Diptera: Tephritidae), a pest of peaches and plums in northern Vietnam. International Journal of Tropical Insect Science, 34(S1), S148-S153.
https://doi.org/10.1017/S1742758414000204

Lello, F., Dida, M., Mkiramweni, M., Matiko, J., Akol, R., Nsabagwa, M., & Katumba, A. (2023). Fruit fly automatic detection and monitoring techniques: A review. Smart Agricultural Technology, 100294. https://doi.org/10.1016/j.atech.2023.100294

Liao, M. S., Chuang, C. L., Lin, T. S., Chen, C. P., Zheng, X. Y., Chen, P. T., Liao, K. C., & Jiang, J. A. (2012). Development of an autonomous early warning system for Bactrocera dorsalis (Hendel) outbreaks in remote fruit orchards. Computers and Electronics in Agriculture, 88, 1-12.
https://doi.org/10.1016/j.compag.2012.06.008

Muriithi, B. W., Affognon, H. D., Diiro, G. M., Kingori, S. W., Tanga, C. M., Nderitu, P. W., Mohamed, S. A., & Ekesi, S. (2016). Impact assessment of Integrated Pest Management (IPM) strategy for suppression of mango-infesting fruit flies in Kenya. Crop Protection, 81, 20-29. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2015.11.014

Navarro-Llopis, V., & Vacas, S. (2014). Mass trapping for fruit fly control. Trapping and the detection, control, and regulation of tephritid fruit flies: lures, area-wide programs, and trade implications, 513-555.
https://doi.org/10.1007/978-94-017-9193-9_15

Papadopoulos, N. T., De Meyer, M., Terblanche, J. S., & Kriticos, D. J. (2024). Fruit flies: challenges and opportunities to stem the tide of global invasions. Annual Review of Entomology, 69(1), 355-373.
https://doi.org/10.1146/annurev-ento-022723-103200

Preti, M., Verheggen, F., & Angeli, S. (2021). Insect pest monitoring with camera-equipped traps: strengths and limitations. Journal of Pest Science, 94(2), 203-217. https://doi.org/10.1007/s10340-020-01309-4

Tran, H., Van, H. N., Muniappan, R., Amrine, J., Naidu, R., Gilbertson, R., & Sidhu, J. (2019). Integrated pest management of longan (Sapindales: Sapindaceae) in Vietnam. Journal of Integrated Pest Management, 10(1), 18. https://doi.org/10.1093/jipm/pmz016

Vargas, R. I., Piñero, J. C., & Leblanc, L. (2015). An overview of pest species of Bactrocera fruit flies (Diptera: Tephritidae) and the integration of biopesticides with other biological approaches for their management with a focus on the Pacific region. Insects, 6(2), 297-318. https://doi.org/10.3390/insects6020297

Weems, H. V., Heppner, J. B., Nation, J. L., & Fasulo, T. R. (2012). Oriental Fruit Fly, Bactrocera dorsalis (Hendel)(Insecta: Diptera: Tephritidae): EENY-083/IN240, rev. 3/2012. EDIS, 2012(3).
https://doi.org/10.32473/edis-in240-2012

Zeng, Y., Reddy, G. V., Li, Z., Qin, Y., Wang, Y., Pan, X., Jiang, F., Gao, F., & Zhao, Z. H. (2019). Global distribution and invasion pattern of oriental fruit fly, Bactrocera dorsalis (Diptera: Tephritidae). Journal of Applied Entomology, 143(3), 165-176.
https://doi.org/10.1111/jen.12582

Zhang, W., & Swinton, S. M. (2009). Incorporating natural enemies in an economic threshold for dynamically optimal pest management. Ecological Modelling, 220(9-10), 1315-1324. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2009.01.027