通过AI来帮助香蕉种植者保护世界上最喜欢的水果

人工智能驱动的工具正在迅速变得容易使用,包括面向全球偏远地区的人们。对于小农来说,这是个好消息,他们可以使用手持技术更有效地经营他们的农场,并将其与市场,推广人员,卫星图像和气候信息联系起来。该技术也正成为抵御可能破坏其收成的农作物病虫害的第一道防线。

为香蕉种植者开发的一种新的智能手机工具可扫描植物,以发现五种主要疾病和一种常见害虫的迹象。在哥伦比亚,刚果民主共和国,印度,贝宁,中国和乌干达进行测试时,该工具提供了90%的成功检测率。研究这项技术的研究人员说,这项工作是朝着建立一个由卫星供电,全球连接的网络迈出的一步,以控制疾病和害虫的爆发。这些发现发表在本周的《植物方法》杂志上。

主要作者迈克尔塞尔瓦拉杰(Michael Selvaraj)与非洲生物多样性国际组织的同事共同开发了该工具,他说:“世界各地的农民都在努力保护作物免受病虫害侵害。”“针对低收入国家的香蕉病虫害数据很少,但是像这样的人工智能工具提供了一个机会,可以改善作物监测,快速控制和缓解工作,并帮助农民防止生产损失。”

合著者包括来自印度Imayam农业技术学院(IIAT)和德克萨斯农工大学的研究人员。

香蕉是世界上最受欢迎的水果,到2050年,全球人口将达到100亿,生产足够食物的压力越来越大。许多国家将继续依靠国际贸易来确保其粮食安全。据估计,到2050年,发展中国家谷物的净进口量将从2008/09年度的1.35亿公吨增加一倍以上,到2050年达到3亿。香蕉是许多家庭必不可少的主食,是营养和收入的重要来源。然而,病虫害-诸如香蕉的黄单株枯萎,镰刀菌枯萎,黑叶条纹(或黑叶斑病)等-威胁损害果实。当疾病暴发爆发时,对小农生计的影响可能是有害的。

在极少数情况下,估计了热带镰刀菌4类真菌的损失,在印度尼西亚损失了1.21亿美元,在台湾损失了2.533亿美元,在马来西亚损失了1410万美元(Aquino,Bandoles和Lim,2013年)。在非洲,2013年首次在莫桑比克北部的一个种植园中报告了这种线月,有症状植物的数量增加到超过570,000。

该工具内置于一个名为Tumaini的应用程序中,该应用程序在斯瓦希里语中表示“希望”,旨在帮助小农香蕉种植者迅速发现疾病或害虫,并防止大范围爆发。该应用程序旨在将他们与推广人员联系起来,以迅速阻止疫情爆发。它还可以将数据上传到全局系统以进行大规模监视和控制。该应用程序的目标是促进强大且易于部署的响应,以支持需要控制作物病害的香蕉农民。

Bioversity International的Guy Blomme说:“在测试Beta版应用程序时获得的总体较高的准确率表明Tumaini具备了成为非常有用的早期病虫害检测工具的能力。”“它具有最终集成到完全自动化的移动应用程序中的巨大潜力,该应用程序将无人机和卫星图像集成在一起,可以帮助低收入国家的数百万香蕉种植者及时获得有关作物病害的信息。”

图像识别技术的快速改进使Tumaini应用成为可能。为了进行构建,研究人员上传了20,000张图片,其中描绘了各种可见的香蕉病和害虫症状。有了这些信息,该应用程序就会扫描水果,束或植物部分的照片,以确定疾病或害虫的性质。然后提供解决特定疾病所需的步骤。此外,该应用程序还记录数据(包括地理位置),并将其输入到更大的数据库中。

现有的作物病害检测模型主要集中在叶片症状上,并且仅当图片在纯背景上包含分离的叶片时才能正确运行。此应用程序的新颖之处在于它可以检测到作物任何部分的症状,并且经过训练能够读取质量较低的图像(包括背景噪声,如其他植物或树叶),以最大限度地提高准确性。

Selvaraj说:“这不仅仅是一个应用程序。”“但是,这是一种有助于建立直接支持农民的预警系统的工具,从而能够更好地保护农作物并促进发展和决策,以解决粮食安全问题。”由国际生物多样性联盟和国际热带农业中心(CIAT)之间实施的这项研究表明了诸如AI,IoT(物联网),机器人技术,卫星,云计算和机器等尖端技术的潜力学习农业转型和帮助农民。

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