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菜蟲動態分析之自動光學檢測系統及其相關生機農園綠色研究環境之建立
The dynamic analysis of a cabbage
caterpillar with an automatic optical inspection system and its green research
environment
MOST106-2221-E-035 -053 -MY2
2017/08/01 ~ 2019/07/31
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本計畫預期架構一套菜蟲動態分析之生物影像自動光學檢測系統，並著重相關生機農園綠色研究環境之建立。本研究結合XY- Table 雙軸精密移動平台進行菜蟲之追蹤與拍攝，其經由程式進行邊緣檢測，檢測出目標物的輪廓，輪廓確定後進行目標追蹤，追蹤方式後自動計算出灰階後目標的面積重心，藉此達到24 小時的不間斷追蹤攝影，將要研究之菜蟲放置儀器上，便會依其移動之位置進行追蹤，拍攝之影像經由影像二值化處理，便可以分析出體積大小與進食的食用面積，此實驗能計算精準的面積變化，進而可以統計其各項數據，例:移動距離、食用面積、體積變化、微量農藥之影響等等…便於之後研究觀察之數據比較，紀錄菜蟲其生長週期、行為能力路徑等等，以提供更深入的分析，進而增加菜蟲動態分析的準確度。
本研究計畫為期二年，在第一年中，針對菜蟲動態分析建構創新的生物影像自動光學檢測系統，再提出相關的模組化偵測技術。進行菜蟲進食偵測判斷依據及分類，整合影像處理與基因演算的流程，以增加擷取特徵值後結果的精確度，進而改善檢測系統對菜蟲行為能力路徑判斷的能力。
第二年，以生物影像自動光學檢測系統進行菜蟲進食微量農藥之影響觀察，並整合生物影像處理、灰階共生矩陣與倒傳遞類神經網路演算的流程，以增加擷取菜蟲特徵值後結果的精確度，誤判率降低到5 %以內。
本計畫將與生物影像設備商、以及仿生科公司合作，驗證系統之正確性與強鍵性，以滿足業界現況需求。本計畫同時推廣休閒農業，在八張犁服務市民生機農園(1)~(10)，讓參與的學生與銀髮族、城市農夫有良好的人際互動，而未來如能複製其成功經驗到全國，將創造出整個社會無形的鉅大財富。
關鍵字: 菜蟲、邊緣檢測、影像分析、城市農夫
執行本計畫可能產生對社會、經濟、學術發展等面向的預期影響性
在國外有人開始研究菜蟲與農藥之間的關係．但是都是用人工來直接觀察，本研究可節省人力並促成機農園綠色研究環境之建立。農藥數據檢測與檢測技術息息相關，合格不等於無殘留，本系統可做為輔助性的檢測工具。人類已經進行外太空種植的嘗試，本系統可對菜蟲在外太空蔬菜上的行為予以追蹤並觀察其異常問題。