แอพสมาร์ทโฟน Nuru ช่วยเกษตรกรควบคุมโรคมันฝรั่งและมันเทศ

ศัตรูพืชและโรคทำลายพืชผล 20 ถึง 40% ทั่วโลก และเกษตรกรในประเทศกำลังพัฒนามักเสี่ยงต่อการทำลายล้างดังกล่าวเป็นพิเศษ เพราะพวกเขามักไม่แน่ใจว่าสิ่งใดส่งผลกระทบต่อพืชผลของตน หรือขาดคำแนะนำที่ดีในการควบคุม ผลผลิตและการสูญเสียรายได้ที่ลดลงมักจะตามมาและมีส่วนทำให้เกิดความหิวโหยหรือภาวะทุพโภชนาการ

การช่วยเหลือเกษตรกรรายย่อยในการตรวจจับและควบคุมศัตรูพืชและโรคพืชสามารถปรับปรุงการเก็บเกี่ยวและรายได้ของพวกเขา แต่ด้วยความหลากหลายและความรุนแรงของภัยคุกคามจากศัตรูพืชและโรค นี่จึงไม่ใช่เรื่องเล็ก ซับซาฮารามากที่สุด แอฟริกัน ประเทศต่างๆ (SSA) มีตัวแทนส่งเสริมเพียงเศษเสี้ยวเดียวที่พวกเขาต้องการเพื่อเข้าถึงเกษตรกรทั้งหมดของพวกเขา ตั้งแต่ตัวแทนหนึ่งรายต่อเกษตรกร 1,000 รายไปจนถึงหนึ่งรายสำหรับเกษตรกรทุก ๆ 5,000-10,000 ราย ขึ้นอยู่กับประเทศ

เพื่อช่วยเอาชนะความท้าทายนี้ นักวิทยาศาสตร์กำลังใช้เทคโนโลยีดิจิทัลเพื่อลดช่องว่างในการขยาย และการเพิ่มโรคมันฝรั่งและมันเทศลงในแอปวินิจฉัย PlantVillage Nuru เป็นเหตุการณ์สำคัญที่ริเริ่มอย่างต่อเนื่องเพื่อช่วยให้เกษตรกรแอฟริกันผลิตอาหารได้มากขึ้นด้วยความช่วยเหลือ โทรศัพท์มือถือ.

Nuru (ซึ่งแปลว่า "แสงสว่าง" ในภาษาสวาฮิลี) เป็นแอปสมาร์ทโฟนฟรีที่ให้การวินิจฉัยโรคพืชหรือแมลงศัตรูพืชในพื้นที่แบบเรียลไทม์ แม้แต่ในพื้นที่นอกเครือข่ายมือถือ ได้รับการพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยเพนน์สเตทและศูนย์ CGIAR หลายแห่ง และเป็นส่วนหนึ่งของ PlantVillage ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มสนับสนุนเกษตรกรที่ผสมผสานปัญญาประดิษฐ์และเทคโนโลยีดาวเทียมเข้ากับกลุ่มผู้ส่งเสริมที่อุทิศตนเพื่อส่งเสริมการใช้เครื่องมือเหล่านั้น

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.

มีการเพิ่มการวินิจฉัยไวรัส Sweetpotato ลงในเวอร์ชันของแอปที่มีให้บริการบน Google Play เมื่อเดือนมีนาคม พ.ศ. 2022 ในขณะที่การวินิจฉัยโรคใบไหม้ช่วงปลายและต้นได้เพิ่มเข้ามาในช่วงปลายปี พ.ศ. 2021 มันฝรั่งและมันเทศมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ในด้านเงินสดและความมั่นคงด้านอาหารใน SSA ส่วนใหญ่ ส่วนใหญ่ปลูกโดยเกษตรกรรายย่อยซึ่งมักจะประสบกับการสูญเสียผลผลิตเนื่องจากโรค

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

“ด้วยการให้เกษตรกรเข้าถึงการวินิจฉัยโรคร้ายแรงที่สุดที่ส่งผลกระทบต่อพืชผลที่สำคัญที่สุดของแอฟริกาได้อย่างรวดเร็ว นวัตกรรมนี้มีส่วนสนับสนุนความมั่นคงด้านอาหารและโภชนาการและการดำรงชีวิต”

ไวรัสประมาณ 30 ชนิดสามารถแพร่ระบาดในพืชมันฝรั่งหวาน - แพร่กระจายโดยแมลงหวี่ขาว เพลี้ยอ่อน และวัสดุปลูก - และขึ้นอยู่กับชนิดของไวรัสที่รวมกัน พวกมันสามารถทำลายผลผลิตได้ โรคใบไหม้ระยะสุดท้าย ซึ่งเป็นโรคที่แพร่กระจายอย่างรวดเร็วและเกิดจากลม สามารถทำลายพืชมันฝรั่งได้ถึง 60% หรือมากกว่านั้นในไม่กี่สัปดาห์ที่ฝนตก หากไม่ได้รับการรักษา ซึ่งทำให้เกษตรกรใช้สารเคมีทางการเกษตรจำนวนมากในการควบคุม สำหรับทั้งสองโรค การวินิจฉัยตั้งแต่เนิ่นๆมีความสำคัญต่อการจัดการอย่างมีประสิทธิภาพ

เครื่องมือเพื่อเพิ่มผลตอบแทน

Kreuze อธิบายว่า AI ที่ช่วยให้สามารถวินิจฉัยโรคของ Nuru ได้รับการพัฒนาด้วยภาพถ่ายจำนวนหลายหมื่นภาพของพืชที่เป็นโรคและมีสุขภาพดี และปรับปรุงผ่านการประเมินภาคสนามซ้ำๆ เขาอธิบายว่ามันเทศเป็นสิ่งที่ท้าทายอย่างยิ่งเนื่องจากการติดเชื้อไวรัสมักไม่มีอาการ และอาการที่มองเห็นได้จะแตกต่างกันไปในแต่ละพันธุ์

เพื่อให้ Nuru สามารถวินิจฉัยการติดเชื้อไวรัสในพืชที่มีอาการเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย นักวิจัยจึงใช้การทดสอบวินิจฉัยเพื่อระบุพืชที่ติดเชื้อที่ไม่มีอาการ ด้วยความหวังว่าจะสอน AI ของ Nuru ในการตรวจหาอาการที่แม้แต่ผู้เชี่ยวชาญอาจมองไม่เห็น

ตอนนี้นูรูมีความสามารถในการวินิจฉัยโรคมันฝรั่งและมันเทศ มารยาท: M. Korir / PlantVillagePeter McCloskey หัวหน้าวิศวกรของ PlantVillage ตั้งข้อสังเกตว่าต้องใช้เวลาห้าปีในการพัฒนาปัญญาประดิษฐ์สำหรับ Nuru เพื่อวินิจฉัยโรคไวรัสมันสำปะหลัง การศึกษาในปี 2020 ระบุว่าการวินิจฉัยโรคมันสำปะหลังของนูรูมีความแม่นยำประมาณ 65% ซึ่งต่ำกว่าผู้เชี่ยวชาญด้านพืชผล แต่สูงกว่าคนงานในการขยายพันธุ์ อย่างไรก็ตาม McCloskey กล่าวว่าความสามารถในการวินิจฉัยได้รับการปรับปรุงอย่างมากตั้งแต่นั้นมา

เขาเสริมว่าในขณะที่ปรับปรุงการวินิจฉัยโรคในแอปแล้ว ทีมของเขากำลังทำงานเพื่อขยายจำนวนศัตรูพืชและโรคที่ครอบคลุม

เมื่อ Nuru วินิจฉัยโรค จะเชื่อมโยงเกษตรกรกับข้อมูลและคำแนะนำในการควบคุมโรคบนเว็บไซต์ PlantVillage นอกจากจะพร้อมใช้งานสำหรับเกษตรกรที่เชื่อมต่อกับ PlantVillage ผ่าน Nuru แล้ว ข้อมูลดังกล่าวยังถูกแชร์ในรายการทีวี ข้อความสำหรับผู้ที่ใช้โทรศัพท์มือถือพื้นฐาน และผ่านกลุ่มผู้ขยายเครือข่ายที่เรียกว่า "ดรีมทีม"

Mathew Korir สมาชิกดรีมทีมในเคนยา เข้าร่วมในการพัฒนาฟังก์ชันการวินิจฉัยโรคใบไหม้ปลายของ Nuru และยังคงสนับสนุนความพยายามในการปรับปรุงอัลกอริทึมอย่างต่อเนื่อง

แมทธิว คอรีร์:

“แอปมันฝรั่งดีกว่าเมื่อก่อน แต่ฉันคิดว่าภายในหนึ่งปี มันจะสมบูรณ์แบบ”

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.

แมทธิว คอรีร์:

“นูรูช่วยชาวนามามากแล้ว พวกเขากำลังเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโรคใบไหม้ตอนปลาย วิธีป้องกันและควบคุมมัน และพวกเขากำลังปรับปรุงการผลิตมันฝรั่ง”

ด้วยการให้การวินิจฉัยและแนวทางการจัดการที่ทันท่วงทีสำหรับเกษตรกร Nuru อำนวยความสะดวกในการดำเนินการอย่างรวดเร็วซึ่งสามารถปรับปรุงการเก็บเกี่ยวได้ ในระยะยาว ยังจะสอนชาวสวนยางและเกษตรกรให้รู้จักอาการและจัดการกับโรคและแมลงศัตรูพืช เมื่อมีผู้คนใช้งานมากขึ้น ตลอดจนพอร์ตโฟลิโอศัตรูพืชและโรคที่ขยายตัว เทคโนโลยีนี้จะมีส่วนสนับสนุนสำคัญในการตอบสนองความต้องการอาหารที่เพิ่มขึ้นของแอฟริกาและส่วนอื่นๆ ของ Global South