על זיהוי מחלות בעצים באמצעות צילומים מולטי-ספקטרליים ברחפן
אל המכון להנדסה חקלאית, במכון וולקני, הגעתי כשהייתי סטודנטית בסוף שנה ב' בפקולטה להנדסת מכונות באוניברסיטת תל אביב, כאשר התחלתי לעבוד במשרת סטודנטית במעבדה לרובוטיקה של פרופסור אביטל בכר. במהלך עבודתי זכיתי להיות חלק מפרויקטים רבים במעבדה, החל מתכנון של פלטפורמה רובוטית, זיהוי בשלות של אבוקדו באמצעות כלים של למידת מכונה, והנושא שעניין אותי הכי הרבה – עיבוד תמונה.
פרויקט הגמר שלי עסק בתנועה של זרוע רובוטית מדגם UR5, עלייה מולבשת מצלמת RGB, אל עבר ענף תמר. בחרתי לעשות את הפרויקט הנ"ל מפני שהוא שילב עבודה של עיבוד תמונה קלאסי, תחום אותו אני מאוד אוהבת, לבין תקשורת עם זרוע רובוטית חדשה שבדיוק הגיעה למעבדה, כך זכיתי גם להיות הראשונה שמפעילה אותה.
לאחר הגשת פרויקט הגמר הבנתי שתחום עיבוד התמונה הוא תחום שאני מאוד אוהבת. היכולת לראות בצורה ויזואלית אובייקטים ספציפיים בתמונה ולפתור בעיות רבות באמצעות אלגוריתמים רבים, הן בתחום החקלאות והן בכלל – סקרנה אותי מאוד.
כדי להעמיק בתחום החלטתי שאני מעוניינת ללמוד תואר שני, גם כן באוניברסיטת תל אביב ולבצע את המחקר במכון וולקני.
בעת חיפוש המחקר היה לי חשוב שהעבודה תתמקד בעבודה על מידע ויזואלי מתמונות, אך מעבר לשימוש באלגוריתמי עיבוד תמונה קלאסיים, רציתי להתקדם ולהתפתח בתחום הבינה המלאכותית והרשתות העמוקות. כך מצאתי את עצמי במעבדה לחישה מרחוק של פרופ' ויקטור אלחנתי, בעבודה על מחקר שעוסק בזיהוי מחלות בעצים באמצעות צילומים מולטי-ספקטרליים ברחפן.
כיום, זיהוי המחלות מתבצע בשטח באמצעות סקירה של כל המטע ומעבר של עץ-עץ כדי לקבוע האם הוא חולה או בריא. המטרה של המחקר בו עסקתי הוא לחסוך לסוקר את ההליכה הסיזיפית במטע ולשלוח אותו לנקודות בהם זיהינו חשד למחלה, זאת באמצעות כלים של בינה מלאכותית.
תחילת העבודה הייתה על שתי מחלות – מחלת הפנמה בבננה ומחלת הקסיללה בעצי שקד.
בשלב הראשון, נאספה הדאטה. בוצעו דגימות בשטח בשיתוף סוקר היודע לזהות את המחלה, כאשר כל פעם שעברנו ליד עץ חולה תייגנו את הנקודה באמצעות מכשיר .RTK במקביל, החלקה צולמה באמצעות רחפן ועליו שלוש מצלמות –מצלמת RGB רגילה, מצלמה מולטי ספקטרלית – בעלת חמישה ערוצים, ומצלמה תרמית.
לאחר מכן, בעזרת כלים של ראייה ממוחשבת קלאסית הופרדו העצים מהקרקע ואחד מהשני, על מנת ליצור בסיס של נתונים לבחינה של כלי תיוג אוטומטי.
לאחר זמן מסוים, התברר שכמות המידע על מחלת הפנמה לא מספיקה לאמן רשת, וכשנבדקה האפשרות לצאת ליום צילום נוסף התברר שכל החלקה הושמדה.
על כן, המשך המחקר התמקד במחלת הקסיללה בשקדים מתמונות במטעים בשדה נחמיה ובכפר סולד בצפון הארץ שנאספו ביולי 2021.
באמצעות רשת עמוקה שמתבססת על שיטת הסגמנטציה (שיטה בה כל פיקסל בתמונה משויך לקטגוריה) ובעבודה על תמונות מולטי ספקטרליות ותרמיות, הצלחנו להגיע להצלחה של מעל 80% בסט בחינה שצולם ביולי 2022 גם כן בשדה נחמיה.
כאשר הייתי באמצע המחקר, עוד לפני שהיה בידי סט בחינה והרשתות היו בשלב אימון ראשוני, נודע לי שזכיתי במלגה על שם דני ברונר. זכיה כזו אינה מובנת מאליה וללא ספק שימח אותי לגלות שמתוך רבים ששלחו את הבקשה למלגה, ראו חשיבות ותרומה במחקר שלי לחקלאות עוד בטרם יש בידי תוצאות מספריות. הערכה כזו ללא ספק מעלה את המוטיבציה להמשיך להתקדם ולחקור מתוך ידיעה שאני עושה דבר בעל משמעות לענף החקלאות בארץ.
טקס קבלת המלגות נערך בספטמבר האחרון, כאשר אני כבר בסוף המחקר וכתיבת עבודת התזה ועבורי זו הייתה סגירת מעגל מרגשת מאוד וללא ספק סיום בטעם טוב.
