Додаток для смартфонів Nuru допомагає фермерам контролювати хвороби картоплі та батату

Шкідники та хвороби знищують від 20 до 40% посівів у всьому світі, і фермери в країнах, що розвиваються, особливо вразливі до цього знищення, оскільки вони часто не впевнені, що впливає на їхні посіви. Або їм бракує хороших порад, як це контролювати. Нижча врожайність і втрата доходу часто супроводжуються голодом або недоїданням.

Допомога дрібним фермерам виявляти та контролювати шкідники та хвороби сільськогосподарських культур може покращити їхні врожаї та доходи, але враховуючи різноманітність та інтенсивність загроз шкідників та хвороб, це нелегке завдання. Найбільше на південь від Сахари африканець Країни (SSA) мають певну частину агентів розширення, які їм потрібні, щоб охопити всіх своїх фермерів, від одного агента на 1,000 фермерів до одного на кожні 5,000-10,000 фермерів, залежно від країни.

Щоб допомогти подолати цю проблему, вчені використовують цифрові технології для подолання розриву в поширенні, а нещодавнє додавання хвороб картоплі та солодкої картоплі до діагностичного додатка PlantVillage Nuru є важливою віхою в поточній ініціативі, щоб допомогти африканським фермерам виробляти більше їжі за допомогою мобільні телефони.

Nuru (що означає «світло» на суахілі) — це безкоштовна програма для смартфонів, яка забезпечує діагностику хвороб рослин або шкідників у реальному часі на полі, навіть у районах за межами мобільних мереж. Він був розроблений вченими з Університету штату Пенсильванія та кількох центрів CGIAR і є частиною PlantVillage – платформи підтримки фермерів, яка поєднує штучний інтелект і супутникові технології з групою спеціалістів, які займаються просуванням використання цих інструментів.

Nuru was launched in Africa in 2018 with the capacity to diagnose two cassava diseases (CMD and CBSD). It was subsequently expanded to cover fall army worm and desert locust, in collaboration with the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). Scientists with the International Potato Center (CIP) and Penn State have collaborated on the development of artificial intelligence (AI) for Nuru to diagnose sweetpotato virus infections and potato early blight and late blight diseases.

Діагностика вірусу Sweetpotato була додана до версії програми, доступної в Google Play станом на березень 2022 року, тоді як діагностика пізнього та раннього фітофторозу була додана наприкінці 2021 року. Картопля та солодка картопля стають все більш важливими культурами, які забезпечують готівку та продовольчу безпеку в більшій частині SSA, де вони вирощують переважно дрібні фермери, які зазвичай зазнають втрати врожаю через хвороби.

Jan Kreuze, leader of CIP’s Crop and Systems Science Division:

«Забезпечуючи фермерам доступ до швидкої діагностики найсерйозніших захворювань, які вражають деякі з найважливіших сільськогосподарських культур Африки, ця інновація сприяє забезпеченню продовольчої та харчової безпеки та засобів до існування».

Близько 30 типів вірусів можуть вражати рослини солодкої картоплі – поширюються білокрилками, попелицями та посадковим матеріалом – і залежно від типу поєднання вірусів вони можуть знищувати врожай. Фітофтороз — хвороба, що швидко поширюється, передається вітром, може знищити 60% врожаю картоплі або більше за кілька дощових тижнів, якщо її не лікувати, що змушує фермерів використовувати велику кількість агрохімікатів для боротьби з нею. Для обох захворювань рання діагностика є життєво важливою для ефективного лікування.

Інструменти для підвищення врожайності

Кройзе пояснює, що штучний інтелект, який забезпечує діагностичні можливості Нуру, був розроблений за допомогою десятків тисяч фотографій хворих і здорових рослин і покращений за допомогою повторних польових оцінок. Він пояснює, що солодка картопля є особливо складною, оскільки вірусні інфекції часто протікають безсимптомно, а видимі симптоми відрізняються від сорту до сорту.

Щоб дозволити Нуру діагностувати вірусні інфекції у рослин з незначними симптомами або без них, дослідники використовували діагностичні тести для виявлення безсимптомних інфікованих рослин, сподіваючись навчити ШІ Нуру виявляти симптоми, які навіть експерти можуть не помітити.

Тепер у Нуру є можливість діагностувати хвороби картоплі та солодкої картоплі. Надано: M. Korir/PlantVillage. Пітер Макклоскі, провідний інженер PlantVillage, зазначає, що на розробку штучного інтелекту Нуру знадобилося п’ять років, щоб діагностувати вірусні захворювання маніоки. Дослідження 2020 року визначило, що точність діагностики хвороби маніоки Нуру становила близько 65%, що було нижче, ніж у експертів з рослинництва, але вище, ніж у спеціалістів із надання послуг. Однак Макклоскі каже, що з тих пір його діагностичні можливості значно покращилися.

Він додає, що, покращуючи діагностику хвороб, які вже є в додатку, його команда працює над розширенням кількості шкідників і хвороб, які він охоплює.

Коли Нуру діагностує хворобу, вона надає фермерам інформацію та рекомендації щодо боротьби з нею на веб-сайті PlantVillage. Окрім того, що ця інформація доступна фермерам, які підключаються до PlantVillage через Нуру, ця інформація розповсюджується в телевізійних шоу, текстових повідомленнях для людей із основними мобільними телефонами та через групи спеціалістів з розширення, відомі як «команди мрії».

Метью Корір, член команди мрії в Кенії, брав участь у розробці функції діагностики фітофторозу Нуру і продовжує підтримувати зусилля щодо вдосконалення її алгоритму.

Метью Корір:

«Додаток для картоплі краще, ніж був раніше, але я думаю, що через рік він буде ідеальним».

Korir now promotes the use of the app by farmers, working with about 20 farmers who lead groups of between 20 to 100 farmers, who they in turn train. Because smartphones are still relatively scarce in rural areas, the leader of each group is given one to use the app. CIP distributed 240 smartphones to extension agents, seed producers, and farmer group heads in Kenya and Tanzania in 2021.

Метью Корір:

«Нуру дуже допоміг фермерам. Вони дізнаються більше про фітофторозу, як її запобігти та контролювати, а також покращують виробництво картоплі».

Надаючи фермерам своєчасну діагностику та рекомендації щодо управління, Nuru сприяє швидким діям, які можуть покращити врожай. У довгостроковій перспективі це також навчить спеціалістів з питань консультацій та фермерів розпізнавати симптоми та боротися з хворобами та шкідниками. Оскільки все більше людей користуються нею, а портфель шкідників і хвороб розширюється, ця технологія зробить важливий внесок у задоволення зростаючого попиту на продовольство в Африці та інших частинах глобального Півдня.