Сигар жапырақтарындағы никотин деңгейін дәл бағалау үшін ұшқышсыз ұшу аппараттарының гиперспектрлік бейнелеуін және машиналық оқытуды пайдаланатын инновациялық зерттеу жүргізілді.
Әуе гиперспектрлік бейнелеудегі соңғы жетістіктер машиналық оқытумен бірге темекі жапырақтарындағы никотинді бақылауда төңкеріс жасады. Бұл озық тәсіл бағалау дәлдігін арттыра отырып, химиялық құрамы сапаға маңызды темекі өнеркәсібі үшін құнды түсініктер береді.
Сычуань ауылшаруашылық университетіндегі Тиан және т.б. жетекшілігімен зерттеушілер көбінесе дәлдік пен тиімділік жетіспейтін дәстүрлі қолмен сапаны тексерудің шектеулерін жеңуге тырысты. Олардың 2025 жылдың 2 ақпанында жарияланған зерттеуі азот тыңайтқыштарын пайдалану, ылғалдылық деңгейі және никотин концентрациясы арасындағы күшті корреляцияны анықтайды, бұл уақтылы және дәл бақылау әдістерінің маңыздылығын атап көрсетеді.
Зерттеу 2022 жылдың мамыр айынан қыркүйек айына дейін университеттің Заманауи ауылшаруашылық зерттеу базасында жүргізілді, онда зерттеушілер әртүрлі азот өңдеулері кезінде 15 түрлі темекі жапырағы сорттарынан жапырақ шағылысу спектрлерін түсіру үшін гиперспектрлік камералармен жабдықталған пилотсыз ұшу аппараттарын (ПҰА) пайдаланды.
Олардың зерттеу нәтижелері азот тыңайтқыштарын қолдану мен темекі жапырақтарындағы никотин деңгейі арасында тікелей корреляция бар екенін көрсетті. “Азот тыңайтқыштарын қолдану қарқынының артуымен темекі жапырақтарындағы никотин мөлшері артты”, - деп мәлімдеді авторлар, ауылшаруашылық тәжірибелерінің өнім сапасына әсерін атап өтті.
Ұшқышсыз ұшу аппараттары жинаған гиперспектрлік кескін деректерінің сапасын жақсарту үшін зерттеуде көп айнымалы шашырауды түзету, стандартты қалыпты түрлендіру және Савицкий-Голай конволюциясын тегістеу сияқты алдын ала өңдеу әдістері қолданылды. Содан кейін никотин мөлшерін дәл бағалауға қабілетті болжамды модельдерді әзірлеу үшін ішінара ең кіші квадраттар регрессиясы (PLSR) және кері таралу нейрон желілерін қоса алғанда, озық машиналық оқыту алгоритмдері қолданылды.
Анықталған ең тиімді модель MSC-SNV-SG-CARS-BP моделі болды, ол R² мәндері шамамен 0,797 және RMSE 0,078 болатын сынақ дәлдігіне қол жеткізді. “MSC-SNV-SG-CARS-BP моделі никотин құрамы бойынша ең жақсы болжамдық дәлдікке ие”, - деп атап өтті авторлар, оны болашақ зерттеулер мен дәл ауыл шаруашылығын қолдану үшін перспективалы құрал ретінде белгіледі.
Сигар жапырақтарының спектрлік қасиеттерін талдау үшін қашықтықтан зондтауды пайдалану арқылы фермерлер мен өндірушілер дақыл сапасын тез және бұзбай бағалай алады, бұл өндіріс пен жеткізу тізбегіндегі шешімдерді неғұрлым хабардар етуге мүмкіндік береді. Бұл тәсіл адами факторларға тәуелділікті азайту арқылы деректердің бірізділігін қамтамасыз ете отырып, төмен пайдалану шығындарымен кең қамтуды ұсынады.
Гиперспектрлік бейнелеу мен машиналық оқытудың интеграциясы дәстүрлі темекі өсіруді түбегейлі өзгертуге мүмкіндік береді, бұл никотин сапасын арттырып қана қоймай, сонымен қатар тұрақты және тиімді ауылшаруашылық тәжірибелерін дамытуға ықпал етеді. Зерттеушілер бұл технологияларды жетілдіру және оларды әртүрлі темекі сорттары мен басқа да дақылдарға бейімдеу үшін үздіксіз жетілдіру қажеттілігін атап өтеді.
Болашақ зерттеулер ұшу биіктігі, жарықтандыру жағдайлары және шуды азайту сияқты айнымалыларды ескере отырып, ең жоғары сапалы спектрлік деректерді алу үшін ұшқышсыз ұшу аппараттарының пайдалану жағдайларын оңтайландыруға бағытталады. Ауыл шаруашылығы тәжірибелері қоршаған ортаның тұрақтылығына басымдық бере отырып, нарықтық сұраныстарды қанағаттандыру үшін дамып келе жатқандықтан, осы факторларды ескеру өте маңызды.
Бұл зерттеу технология мен ауылшаруашылық ғылымы арасындағы синергияны көрсетеді, өнім сапасын жақсарту үшін инновациялық әдістердің кеңінен қолданылуын атап көрсетеді. Зерттеушілер ауыл шаруашылығында гиперспектрлік зондтауды кеңінен қолдануды жақтайды, технологияның өнімділікті, тиімділікті және қоршаған ортаға жауапкершілікті арттырудағы рөлін күшейтеді.
Дереккөздер: https://www.nature.com/articles/s41598-025-88091-4
































