Leerlingen uit Lier ontwikkelen slimme AI-val tegen Aziatische hoornaar
nieuwsEen groep zesdejaarsleerlingen van het Sint-Gummaruscollege in Lier heeft een opvallend project ontwikkeld in de strijd tegen de Aziatische hoornaar. Met behulp van artificiële intelligentie en cameradetectie bouwden ze een selectieve insectenval die enkel Aziatische hoornaars moet herkennen en vangen, terwijl andere insectensoorten ongemoeid blijven.
Het project ontstond in het kader van hun vakoverschrijdend onderzoeksproject (VOP), waarbij leerlingen een maatschappelijk relevant probleem wetenschappelijk moeten onderzoeken en een eigen experiment uitwerken.
De leerlingen wilden aanvankelijk onderzoeken hoe technologie de bestuiving van gewassen kon ondersteunen. “We wisten dat bestuivende insecten sterk onder druk staan en wilden zoeken hoe technologie daarbij kon helpen”, vertellen laatstejaarsstudenten Elena Somers, Noortje Jansens en Iris Fratila. “Eerst dachten we eraan om drones in te zetten voor bestuiving, maar dat bleek toch te complex om binnen de beschikbare tijd te realiseren.”
Via professor Toon Goedemé van KU Leuven kwamen de leerlingen vervolgens in contact met gespecialiseerde hoornaarspotters en imkers. Zo verschoof hun aandacht naar de snelle opmars van de Aziatische hoornaar, die een grote bedreiging vormt voor honingbijen en andere bestuivers. “Omdat de bij één van de belangrijkste bestuivers is en sterk onder druk staat, zijn we gaan zoeken naar manieren om de Aziatische hoornaar selectief te bestrijden”, klinkt het.
“Bestaande vallen zijn vaak niet selectief genoeg”
Voor de ontwikkeling van de val spraken de leerlingen met verschillende experts uit de praktijk, onder wie hoornaarspotter Karl Thiry en imker Kevin Hofmans. “Veel bestaande vallen vangen naast Aziatische hoornaars ook heel wat andere insecten”, zeggen de leerlingen. “Dat wilden we echt proberen te vermijden.” Samen gingen ze op zoek naar een systeem dat schadelijke exoten kan onderscheppen zonder bijkomende schade aan andere soorten te veroorzaken.
Camera en AI herkennen de hoornaar
Met ondersteuning van professor Toon Goedemé en zijn medewerkers bouwden de leerlingen uiteindelijk een prototype met behulp van een 3D-printer. Cameradetectie en AI-software analyseren insecten zodra ze de val binnenvliegen. Alleen wanneer het systeem voldoende zeker is dat het om een Aziatische hoornaar gaat, klapt de val dicht. Andere insecten kunnen opnieuw wegvliegen.
“Op basis van cameradetectie denken we niet dat er al veel gelijkaardige vallen bestaan”, zeggen de leerlingen. “Daardoor denken we wel dat ons prototype vrij uniek is.”
Voor het AI-model verzamelden de leerlingen meer dan duizend beelden van Aziatische hoornaars, Europese hoornaars en andere insectensoorten. Daarmee trainden ze de software om de verschillende soorten van elkaar te onderscheiden.
Dat bleek geen evidentie. “Wij hadden zelf weinig ervaring met programmeren, artificiële intelligentie of 3D-printen”, geven ze toe. “Dat was allemaal volledig nieuw voor ons.” Vooral het trainen van het model vroeg veel tijd. “Het model volledig verfijnen is momenteel nog het onderdeel waar we het meeste werk in moeten steken.”
Het onderscheid met de beschermde Europese hoornaar kreeg daarbij extra aandacht. “Tijdens de testen zagen we dat een Europese hoornaar een herkenningsscore van nul procent kreeg. Dat gaf ons vertrouwen dat de detectie goed werkt.”
Eerste testen tonen potentieel
De leerlingen konden hun prototype al testen bij een gespecialiseerde hoornaarspotter die levende koninginnen ter beschikking stelde. Daarbij bleek vooral de snelheid van de herkenning cruciaal.
“Aziatische hoornaars bewegen heel snel”, leggen ze uit. “In het begin lag de drempelwaarde van het systeem te hoog, waardoor de val soms te laat dichtging.” Door die instellingen verder te verfijnen, verbeterde de werking van het systeem aanzienlijk.
De leerlingen blijven het AI-model voorlopig verder aanvullen en trainen, zodat de detectie nog nauwkeuriger wordt. “Hoe meer beelden we toevoegen, hoe beter het model leert onderscheiden tussen doelsoorten en andere insecten.”
Naast de cameradetectie bevat de val ook een ventilator die de lokstof verspreidt. Oorspronkelijk wilden de leerlingen die ventilator ook gebruiken om niet-doelsoorten weg te blazen, maar dat bleek voorlopig onvoldoende efficiënt. “Momenteel dient de ventilator vooral om de lokvloeistof beter te verspreiden”, zeggen ze.
In toekomstige versies willen de leerlingen het ontwerp verder optimaliseren. Zo zouden extra ingangen ervoor kunnen zorgen dat hoornaars gemakkelijker de val vinden. Ook de bescherming van de elektronica tegen regenweer vraagt nog verdere ontwikkeling.
Mogelijke meerwaarde voor imkerij en landbouw
Hoewel het voorlopig om een eerste prototype gaat, geloven de leerlingen dat de technologie potentieel heeft voor toepassingen in de praktijk. Zeker in het vroege voorjaar kan gerichte bestrijding van koninginnen helpen om nieuwe nesten te voorkomen. “Als je koninginnen vroeg kunt vangen, kan je mogelijk vermijden dat volledige nesten ontstaan”, zeggen ze. “Dat zou een groot verschil kunnen maken.”
Volgens de leerlingen kan de val ook interessant zijn voor landbouwers en imkers. Het systeem werkt zowel via een stopcontact als met een externe batterij of powerbank, waardoor het ook op het veld inzetbaar is. “We zijn vooral trots dat we iets hebben gemaakt dat maatschappelijk relevant én ecologisch verantwoord is”, klinkt het.
De leerlingen trekken volgend schooljaar naar het hoger onderwijs en zullen het project niet actief verderzetten. Toch hopen ze dat hun idee verder wordt opgenomen door onderzoekers of mensen uit de sector. Het project werd inhoudelijk begeleid door leerkracht Alene Djecbitric.
