Τα παράσιτα και οι ασθένειες καταστρέφουν το 20 έως 40% των καλλιεργειών παγκοσμίως. Οι αγρότες στις αναπτυσσόμενες χώρες συχνά δεν είναι σίγουροι τι ακριβώς βλάπτει τα χωράφια τους. Οι μειωμένες αποδόσεις των καλλιεργειών και η απώλεια εισοδήματος συχνά συμβάλλουν στον λιμό.
Η βοήθεια των μικροκαλλιεργητών στον εντοπισμό και τη διαχείριση παρασίτων και ασθενειών των καλλιεργειών μπορεί να αυξήσει τις αποδόσεις και τα εισοδήματα, αλλά δεδομένης της ποικιλίας και της έντασης των απειλών παρασίτων και ασθενειών, αυτό είναι ένα σημαντικό εγχείρημα.
Για να βοηθήσουν στην αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν ψηφιακές τεχνολογίες, προσθέτοντας πρόσφατα ασθένειες πατάτας και γλυκοπατάτας στη διαγνωστική εφαρμογή PlantVillage Nuru.
Το Nuru (που σημαίνει «φως» στα Σουαχίλι) είναι μια δωρεάν εφαρμογή smartphone που παρέχει σε πραγματικό χρόνο διάγνωση φυτικών ασθενειών ή παρασίτων στο χωράφι, ακόμη και σε περιοχές εκτός δικτύων κινητής τηλεφωνίας. Αναπτύχθηκε από επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Πολιτεία της Πενσυλβάνια και πολλά κέντρα CGIAR και αποτελεί μέρος του PlantVillage – μια πλατφόρμα υποστήριξης αγροτών που συνδυάζει τεχνητή νοημοσύνη και δορυφορική τεχνολογία.
Το Nuru κυκλοφόρησε στην Αφρική το 2018 με τη δυνατότητα διάγνωσης δύο ασθενειών της μανιόκας (CMD και CBSD). Στη συνέχεια επεκτάθηκε σε συνεργασία με τον Οργανισμό Τροφίμων και Γεωργίας των Ηνωμένων Εθνών (FAO).
Επιστήμονες από Διεθνές Κέντρο Πατάτας (CIP) και η Πολιτεία της Πενσυλβάνια συνεργάστηκαν για την ανάπτυξη τεχνητής νοημοσύνης (AI) για τη Nuru για τη διάγνωση λοιμώξεων από τον ιό γιαμ και την όψιμη λοίμωξη της πατάτας. Το Sweet Potato Virus Diagnostic προστέθηκε στην έκδοση Google Play της εφαρμογής από τον Μάρτιο του 2022, ενώ το Late Blight Diagnostic προστέθηκε στα τέλη του 2021.
Οι πατάτες και οι γλυκοπατάτες γίνονται ολοένα και πιο σημαντικές καλλιέργειες τροφίμων στην Αφρική, όπου καλλιεργούνται από μικρούς αγρότες που συνήθως υφίστανται απώλειες καλλιεργειών λόγω ασθενειών.
«Δίνοντας στους αγρότες πρόσβαση στην ταχεία διάγνωση των πιο σοβαρών ασθενειών που επηρεάζουν ορισμένες από τις πιο σημαντικές καλλιέργειες της Αφρικής, αυτή η καινοτομία συμβάλλει στην επισιτιστική ασφάλεια και τα μέσα διαβίωσης», λέει ο Jan Kreize, Επικεφαλής του Τμήματος Επιστήμης Φυτικής Παραγωγής και Συστημάτων του CIP.
Περίπου 30 είδη ιών μπορούν να μολύνουν τα φυτά της γλυκοπατάτας. Διαδίδονται με λευκές μύγες, αφίδες και με φυτικό υλικό. Η όψιμη μάστιγα, μια ταχέως εξαπλούμενη ασθένεια που μεταδίδεται από τον άνεμο, μπορεί να καταστρέψει το 60% ή περισσότερο μιας καλλιέργειας πατάτας σε λίγες βροχερές εβδομάδες, εάν αφεθεί χωρίς θεραπεία.
Εργαλεία απόδοσης
Το AI που ενισχύει τις διαγνωστικές δυνατότητες του Nuru αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας δεκάδες χιλιάδες φωτογραφίες ασθενών και υγιών φυτών και βελτιώθηκε μέσω επαναλαμβανόμενων αξιολογήσεων πεδίου.
Στις γλυκοπατάτες, οι ιογενείς λοιμώξεις είναι συχνά ασυμπτωματικές και τα εμφανή συμπτώματα διαφέρουν από ποικιλία σε ποικιλία. Για να επιτρέψουν στον Nuru να διαγνώσει ιογενείς λοιμώξεις σε φυτά με λίγα ή καθόλου συμπτώματα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν διαγνωστικά τεστ για να εντοπίσουν ασυμπτωματικά μολυσμένα φυτά με την ελπίδα να διδάξουν το AI του Nuru να ανιχνεύει συμπτώματα που ακόμη και οι ειδικοί μπορεί να μην παρατηρήσουν.
Όταν ο Nuru διαγιγνώσκει μια ασθένεια, συνδέει τους αγρότες με πληροφορίες και οδηγίες διαχείρισης στον ιστότοπο PlantVillage.
Δεδομένου ότι τα smartphone εξακολουθούν να είναι σχετικά σπάνια στις αγροτικές περιοχές, δίνεται η ευκαιρία στον αρχηγό κάθε ομάδας 20-100 αγροτών να χρησιμοποιήσει την εφαρμογή. Το 2021, η CIP διένειμε 240 smartphone σε παραγωγούς σπόρων και ηγέτες αγροτικών ομάδων στην Κένυα και την Τανζανία.
«Ο Nuru έχει βοηθήσει πολύ τους αγρότες», λέει ο Kreiser. «Μαθαίνουν περισσότερα για την όψιμη προσβολή, πώς να την προλάβουν και πώς να αντιμετωπίσουν την ασθένεια και βελτιώνουν την παραγωγή πατάτας».