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黑科技!3D成像后用激光防治寄生虫,环保又高效,它真的可以替代杀虫药?

2017-4-8 09:15| 发布者: 御城雪| 查看: 29962| 评论: 0|来自: 中国水产频道

摘要: 三文鱼鱼虱是一种甲壳类寄生虫,从卵发育到成年的鱼虱只需要4到6周,一条成年的雌性鱼虱每7个月产卵6到11次,每次产卵高达1000个。该寄生虫具有极强的生存能力,它们首先穿破三文鱼的皮肤,成功寄居其体表,再渗透性 ...
  编译/ 水产前沿 李钒

  来源:ptgrey.com

  中国水产频道独家报道,三文鱼鱼虱是一种甲壳类寄生虫,从卵发育到成年的鱼虱只需要4到6周,一条成年的雌性鱼虱每7个月产卵6到11次,每次产卵高达1000个。该寄生虫具有极强的生存能力,它们首先穿破三文鱼的皮肤,成功寄居其体表,再渗透性地蚕食其生命力。三文鱼们一旦感染鱼虱病,会非常体弱敏感从而感染其他疾病。


  网箱养殖三文鱼的密度非常高,导致鱼虱很容易攻击它们,不仅如此,当野生的三文鱼游经网箱时,也会成为攻击对象。因此,鱼虱被认为是三文鱼养殖业面临的最大挑战,比如说挪威,每年都会花费数百万美元来与鱼虱对抗。尽管传统上鱼虱可以通过化学药品或药物得到控制,但是这种处理方式颇具争议性而遭受很多环保人士的反对,因此,在过去几年中,相关部门已经尝试开发替代性的防治方法。


  最近,挪威Stingray Marine Solutions公司研发了一种更加生态友好的三文鱼“去虱”系统,Stedray系统一旦被沉入网箱中,即可采用Mestec公司设置的立体视觉系统来捕获鱼的三维图像,然后通过定制的图像处理软件就可以识别鱼虱所在鱼体的位置。一旦位置确定后,激光从该装置发射出来,自动将鱼体表的鱼虱除去。



  Stingray系统本身包含了一个内置的绞盘和电缆浮标,Stingray上活动的节点连接到该浮标上,使得Stingray能够下降到水中任何指定的深度。电力和通信系统通过第二个强化电缆提供给系统,从而使得Stingray系统能够移动到网箱中所需的位置。Stingray节点中的一对推进器可以围绕其自身的轴线旋转单元,使得系统能够根据鱼的游动范围放置在最佳位置。


  一旦系统就位,安装在Stingray上的十二个蓝色LED灯将照亮系统前面一平方米的水面,同时一对加拿大灰点Grasshopper3相机GS3-U3-50S5M-C与索尼5 Mpixel ICX625 CCD传感器相互水平放置,在鱼游过系统时,会以每秒15帧的速度捕获鱼的图像,通过比较两个图像,可以获得每条鱼相对详细的信息。


  因为鱼游动速度比较快,并且在短时间内活动的范围比较广,所以重要的就是要确保来自Stingray系统的激光束能以很高的精准度被发射。“为了准确地确定鱼虱在水中鱼体的位置,这对摄像机快速连续拍摄每条鱼的两幅图像,然后由CPU处理这对3D图像,CPU会计算出一个速度矢量。”Mestec公司的总经理Steinar Laudal表示,“根据结果可以预测在几毫秒之后鱼可能会出现在所期望的坐标位置。”


  在CPU上运行的定制图像处理软件可以计算鱼的精确坐标,其中3D图像中的对比度表示敏感区域(如眼睛)。一旦软件找到三文鱼的眼睛所在位置,这些位置就被标记为“无害区”,从而保护鱼眼免受激光伤害。

  当图像处理软件在三文鱼身上找到鱼虱时,Stingray系统会根据鱼的速度和方向预测其可能所在的位置。然后CPU将命令发送到振动反射镜(Galvo-mirror)系统,该系统定向将高功率激光的脉冲引导到寄生虫的精确位置,然后激光器激发出足够强度和持续时间的光脉冲杀死寄生虫。如果一条鱼身上有几个鱼虱,在它经过系统时,系统有足够快的速度识别它们,然后在1秒内就可以消除几个鱼虱。


  所发射出的激光不会对鲑鱼本身造成伤害,因为鱼身上的鱼鳞会像迪斯科球一样将激光反射回去。据悉,只需要一台水下无人机便可以每天消除数以万计的虱子,对鲑鱼养殖户来说算是彻底解决掉了一个大麻烦。


  为了使Stingray系统的开发人员能够监控系统的有效性,公司部署了第二台加拿大灰点摄像机——FL3-U3-13S2C-CS Flea3,该摄像机带有索尼IMX035的USB3成像系统,能以每秒120帧的帧速率捕抓鱼类的彩色图像。通过记录这些图像,Stingray系统的开发人员可以评估在系统上运行的成像和控制软件的有效性,如有必要,对其进行改进以增强其功能。照相机拍摄的图像也可以被三文鱼养殖户用来监视网箱里的鱼的活动和健康状况。


  据Mestec公司的Laudal介绍,Stingray系统已经证明了他们在挪威三文鱼养殖领域的价值,它们已经表现出非常有效地降低三文鱼养殖场鱼虱数量的效果。目前,Stingray Marine Solutions公司已经在挪威部署了超过三十个Stingray系统,并计划将该系统的年生产产能增加到100多个,以满足全球客户不断增长的需求。



  【关键字】:三文鱼  黑科技  寄生虫  防治  激光  水产养殖
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