Aplikacja Nuru na smartfona pomaga rolnikom zwalczać choroby ziemniaków i słodkich ziemniaków

Szkodniki i choroby niszczą od 20 do 40% upraw na całym świecie, a rolnicy w krajach rozwijających się są szczególnie narażeni na to zniszczenie, ponieważ często nie są pewni, co wpływa na ich uprawy. Lub brakuje im dobrych rad, jak to kontrolować. Niższe plony i utrata dochodów często następują po sobie i przyczyniają się do głodu lub niedożywienia.

Pomoc drobnym rolnikom w wykrywaniu i kontrolowaniu szkodników i chorób upraw może poprawić ich zbiory i dochody, ale biorąc pod uwagę różnorodność i intensywność zagrożeń szkodnikami i chorobami, nie jest to łatwe zadanie. Większość subsaharyjskich Czarnoskórzy Kraje (SSA) mają ułamek agentów przedłużających, których potrzebują, aby dotrzeć do wszystkich swoich rolników, od jednego agenta na 1,000 rolników do jednego na każde 5,000-10,000 XNUMX rolników, w zależności od kraju.

Aby pomóc przezwyciężyć to wyzwanie, naukowcy wykorzystują technologie cyfrowe, aby wypełnić lukę w rozszerzaniu się, a niedawne dodanie chorób ziemniaka i słodkich ziemniaków do aplikacji diagnostycznej PlantVillage Nuru to ważne kamienie milowe w trwającej inicjatywie, która ma pomóc afrykańskim rolnikom w produkcji większej ilości żywności z pomocą telefony komórkowe.

Nuru (co w języku suahili oznacza „światło”) to bezpłatna aplikacja na smartfony, która umożliwia diagnozowanie w czasie rzeczywistym chorób roślin lub szkodników w terenie, nawet na obszarach poza sieciami komórkowymi. Został opracowany przez naukowców z Penn State University i kilku ośrodków CGIAR i stanowi część PlantVillage – platformy wsparcia dla rolników, która łączy sztuczną inteligencję i technologię satelitarną z korpusem ekspertów zajmujących się promowaniem korzystania z tych narzędzi.

System Nuru został uruchomiony w Afryce w 2018 roku i umożliwiał diagnozowanie dwóch chorób manioku (CMD i CBSD). Następnie, we współpracy z Organizacją Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa (FAO), rozszerzono go o robaka spodegara i szarańczę pustynną. Naukowcy z Międzynarodowego Centrum Ziemniaka (CIP) i Penn State współpracowały przy opracowywaniu sztucznej inteligencji (AI) na potrzeby Nuru, która będzie mogła diagnozować infekcje wirusem słodkich ziemniaków oraz choroby takie jak zaraza ziemniaka (wczesną i późną).

Diagnostyka wirusa Sweetpotato została dodana do wersji aplikacji dostępnej w Google Play od marca 2022 roku, natomiast diagnostyka późnej i wczesnej zarazy została dodana pod koniec 2021 roku. są uprawiane głównie przez drobnych rolników, którzy często tracą plony z powodu chorób.

Jan Kreuze, przywódca CIPDział Nauki o Uprawach i Systemach:

„Zapewniając rolnikom dostęp do szybkiej diagnozy najpoważniejszych chorób dotykających niektóre z najważniejszych upraw w Afryce, ta innowacja przyczynia się do bezpieczeństwa żywnościowego i żywieniowego oraz źródeł utrzymania”.

Około 30 rodzajów wirusów może infekować rośliny słodkich ziemniaków – przenoszonych przez mączliki, mszyce i materiał nasadzeniowy – iw zależności od rodzaju kombinacji wirusów mogą niszczyć plony. Zaraza późna, szybko rozprzestrzeniająca się choroba przenoszona przez wiatr, może zniszczyć 60% lub więcej upraw ziemniaka w ciągu kilku deszczowych tygodni, jeśli nie zostanie potraktowana, co prowadzi rolników do stosowania dużych ilości agrochemikaliów, aby je kontrolować. W przypadku obu chorób wczesna diagnoza ma kluczowe znaczenie dla skutecznego leczenia.

Narzędzia do zwiększenia plonów

Kreuze wyjaśnia, że ​​sztuczna inteligencja, która umożliwia diagnostykę Nuru, została opracowana z dziesiątkami tysięcy zdjęć chorych i zdrowych roślin i ulepszona dzięki wielokrotnym ocenom terenowym. Wyjaśnia, że ​​słodki ziemniak jest szczególnym wyzwaniem, ponieważ infekcje wirusowe często przebiegają bezobjawowo, a widoczne objawy różnią się w zależności od odmiany.

Aby umożliwić Nuru diagnozowanie infekcji wirusowych u roślin z niewielkimi lub żadnymi objawami, naukowcy wykorzystali testy diagnostyczne do identyfikacji bezobjawowych zakażonych roślin, w nadziei nauczenia sztucznej inteligencji Nuru w wykrywaniu objawów, których nawet eksperci mogą nie zauważyć.

Nuru ma teraz zdolność diagnozowania chorób ziemniaków i słodkich ziemniaków. Dzięki uprzejmości: M. Korir/PlantVillagePeter McCloskey, główny inżynier w PlantVillage, zauważa, że ​​opracowanie sztucznej inteligencji dla Nuru do diagnozowania chorób wywołanych przez maniok zajęło pięć lat. Badanie z 2020 r. wykazało, że dokładność diagnozy choroby manioku Nuru wynosiła około 65%, czyli mniej niż w przypadku ekspertów od upraw, ale więcej niż w przypadku pracowników zajmujących się hodowlą. Jednak McCloskey twierdzi, że od tego czasu jego zdolność diagnostyczna uległa znacznej poprawie.

Dodaje, że poprawiając diagnostykę chorób już w aplikacji, jego zespół pracuje nad zwiększeniem liczby szkodników i chorób, które obejmuje.

Kiedy Nuru diagnozuje chorobę, przekazuje rolnikom informacje i wskazówki dotyczące jej kontrolowania na stronie PlantVillage. Oprócz tego, że są dostępne dla rolników, którzy łączą się z PlantVillage za pośrednictwem Nuru, informacje te są udostępniane w programach telewizyjnych, wiadomościach tekstowych dla osób z podstawowymi telefonami komórkowymi oraz przez grupy ekstensjonistów znane jako „zespoły marzeń”.

Mathew Korir, członek zespołu marzeń z Kenii, brał udział w rozwoju funkcji diagnostycznej zarazy Nuru i nadal wspiera wysiłki mające na celu poprawę jej algorytmu.

Mateusz Korir:

„Aplikacja do ziemniaków jest lepsza niż wcześniej, ale myślę, że za rok będzie idealna”.

Korir promuje obecnie korzystanie z aplikacji przez rolników, współpracując z około 20 rolnikami, którzy kierują grupami liczącymi od 20 do 100 rolników, których następnie szkolą. Ponieważ smartfony są wciąż stosunkowo rzadkie na obszarach wiejskich, lider każdej grupy otrzymuje jeden smartfon do korzystania z aplikacji. CIP w 2021 r. rozdystrybuowano 240 smartfonów do agentów doradztwa rolniczego, producentów nasion i szefów grup rolniczych w Kenii i Tanzanii.

Mateusz Korir:

„Nuru bardzo pomógł rolnikom. Uczą się więcej o zarazie ziemniaka, jak jej zapobiegać i ją kontrolować, a także poprawiają produkcję ziemniaków”.

Zapewniając rolnikom terminowe diagnozy i wskazówki dotyczące zarządzania, Nuru ułatwia szybkie działania, które mogą poprawić plony. Na dłuższą metę nauczy również ekstensjonistów i rolników rozpoznawania objawów i radzenia sobie z chorobami i szkodnikami. Ponieważ coraz więcej ludzi z niej korzysta, a jej portfolio szkodników i chorób rozszerza się, technologia ta wniesie istotny wkład w zaspokojenie rosnącego zapotrzebowania na żywność w Afryce i innych częściach globalnego Południa.