Szkodniki i choroby niszczą od 20 do 40% upraw na całym świecie. Rolnicy w krajach rozwijających się często nie są pewni, co konkretnie szkodzi ich polom. Zmniejszone plony i utrata dochodów często przyczyniają się do głodu.
Pomoc drobnym rolnikom w wykrywaniu szkodników i chorób upraw i zarządzaniu nimi może zwiększyć plony i dochody, ale biorąc pod uwagę różnorodność i intensywność zagrożeń szkodnikami i chorobami, jest to poważne przedsięwzięcie.
Aby rozwiązać ten problem, naukowcy wykorzystują technologie cyfrowe, dodając ostatnio choroby ziemniaków i słodkich ziemniaków do aplikacji diagnostycznej PlantVillage Nuru.
Nuru (co oznacza „światło” w języku suahili) to bezpłatna aplikacja na smartfony, która umożliwia diagnostykę chorób roślin lub szkodników w czasie rzeczywistym, nawet na obszarach poza siecią komórkową. Został opracowany przez naukowców z Uniwersytetu Stan Pensylwania oraz kilka ośrodków CGIAR i jest częścią RoślinnaWieś – platforma wsparcia rolników, która łączy sztuczną inteligencję i technologię satelitarną.
Nuru został wprowadzony na rynek w Afryce w 2018 roku z możliwością diagnozowania dwóch chorób manioku (CMD i CBSD). Został następnie rozbudowany we współpracy z Organizacją Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywienia i Rolnictwa (FAO).
Naukowcy z Międzynarodowe Centrum Ziemniaka (CIP) i stan Pensylwania współpracowały w celu opracowania sztucznej inteligencji (AI) dla Nuru w celu diagnozowania infekcji wirusem ignamu i zarazy ziemniaczanej. Diagnostyka wirusa Sweet Potato została dodana do wersji aplikacji w Google Play od marca 2022 roku, a diagnostyka Late Blight Diagnostic została dodana pod koniec 2021 roku.
Ziemniaki i słodkie ziemniaki stają się coraz ważniejszymi uprawami żywności w Afryce, gdzie uprawiają je drobni rolnicy, którzy zwykle ponoszą straty w plonach z powodu chorób.
„Dzięki zapewnieniu rolnikom dostępu do szybkiej diagnozy najpoważniejszych chorób dotykających niektóre z najważniejszych afrykańskich upraw, ta innowacja przyczynia się do bezpieczeństwa żywnościowego i źródeł utrzymania” — mówi Jan Kreize, szef działu produkcji roślinnej i systemów naukowych CIP.
Około 30 rodzajów wirusów może infekować rośliny słodkich ziemniaków. Przenoszą je mączliki, mszyce oraz materiał do sadzenia. Zaraza późna, szybko rozprzestrzeniająca się choroba przenoszona przez wiatr, może zniszczyć 60% lub więcej upraw ziemniaka w ciągu kilku deszczowych tygodni, jeśli nie jest leczona.
Plon narzędzia
Sztuczna inteligencja, która zasila możliwości diagnostyczne Nuru, została opracowana przy użyciu dziesiątek tysięcy zdjęć chorych i zdrowych roślin i ulepszona dzięki wielokrotnym ocenom terenowym.
W słodkich ziemniakach infekcje wirusowe często przebiegają bezobjawowo, a zauważalne objawy różnią się w zależności od odmiany. Aby umożliwić Nuru diagnozowanie infekcji wirusowych u roślin z niewielkimi objawami lub bez nich, naukowcy wykorzystali testy diagnostyczne do identyfikacji bezobjawowych zakażonych roślin w nadziei, że nauczy sztuczną inteligencję Nuru wykrywać objawy, których nawet eksperci mogą nie zauważyć.
Kiedy Nuru diagnozuje chorobę, łączy rolników z informacjami i wskazówkami dotyczącymi zarządzania na stronie PlantVillage.
Ponieważ smartfony są nadal stosunkowo rzadkie na obszarach wiejskich, lider każdej grupy 20-100 rolników ma możliwość korzystania z aplikacji. W 2021 r. CIP rozesłała 240 smartfonów producentom nasion i liderom grup rolniczych w Kenii i Tanzanii.
„Nuru bardzo pomógł rolnikom” — mówi Kreiser. „Uczą się więcej o zarazie ziemniaka, jak jej zapobiegać i jak radzić sobie z chorobą, a także poprawiają produkcję ziemniaków”.