Plöntuspæjarar og verkfræðingar frá háskólanum í Flórída nota gervigreind til að finna sjúkdóm snemma svo ræktendur sem framleiða sumarskvass geti haldið honum í skefjum. Snemma uppgötvun gefur bændum möguleika á betri uppskeru.
Sumar- og vetrarskvass er ræktað í atvinnuskyni um allt fylkið, sérstaklega í suðaustur og suðvestur Flórída. Árið 2019 uppskeru ræktendur í Flórída 7,700 hektara af leiðsögn, með framleiðsluverðmæti upp á 35.4 milljónir Bandaríkjadala, samkvæmt landbúnaðartölfræðiþjónustu USDA. En duftkennd mildew sjúkdómur, algengur um allan heim, getur dregið úr uppskeru.
„Hið fullkomna umhverfi fyrir myglu til að smita er rakt veður, gróðursetning með miklum þéttleika og skuggi,“ sagði Yiannis Ampatzidis, UF/IFAS lektor í landbúnaðar- og líffræðiverkfræði og meðhöfundur ný rannsókn á snemma greiningu á duftkenndri mildew, birt í tímaritinu Biosystems Engineering.
Fyrir rannsóknina notuðu UF/IFAS vísindamenn skynjunarkerfi sem var tengt við dróna til að safna litrófsgögnum um duftkenndar myglu á sumarskvass á ökrum og rannsóknarstofum UF/IFAS rannsóknar- og menntamiðstöðvar Suðvestur-Flórída.
UF/IFAS vísindamenn notuðu tækni sem byggir ekki á sjónrænum einkennum til að greina duftkennd mildew, sagði Ampatzidis. Augu manna geta aðeins séð ljósa hluta rafsegulrófsins. Þessi tækni getur „séð“ meira. Þannig notuðu vísindamenn þessa rannsókn til að bera kennsl á bestu bylgjulengdirnar til að greina snemma duftkennd mildew - á laufum sem annað hvort höfðu engin einkenni eða sýndu snemma einkenni.
Vísindamenn notuðu vélanám – undirmengi gervigreindar – sem getur „lært“ af litrófsgögnum til að greina duftkennda myglu. Gögnin komu frá drónum og skynjunarkerfum á jörðu niðri. Hið þjálfaða vélanámslíkan greindi duftkennda myglu á mismunandi sjúkdómsþróunarstigum, sagði Ampatzidis. Vélnámskerfið byggir stærðfræðilegt líkan til að greina duftkennd myglu án þess að vera forritað af manni til að fylgja sérstökum skrefum.
Með myndum og litrófsendurkastsgreiningu á skvasslaufum fundu vísindamenn duftkennd í um 95% tilvika. Reyndar, jafnvel án sýnilegra einkenna sjúkdómsins, sýndi tæknin vísindamönnum sjúkdóminn 82% til 89% tilvika.
„Það er mikilvægt að bera kennsl á duftkennda myglu snemma, þar sem sjúkdómurinn dreifist hratt og sárin stækka að stærð og mynda rykuga hvíta eða gráa húð,“ sagði Ampatzidis, deildarráðgjafi Jaafar Abdulridha, UF/IFAS postdoktors sem leiddi námið.
Pamela Roberts, UF/IFAS plöntumeinafræðiprófessor, þarf gögn frá verkfræðingum eins og Ampatzidis, til að hjálpa henni að finna sjúkdóma á fyrstu stigum. Hún ber það saman við snemma uppgötvun sjúkdóma í mönnum.
„Snemma uppgötvun hvers kyns heilsufarsvandamála, hvort sem er í mönnum eða plöntum, gefur bestu möguleika á að stjórna því með snemmtækri íhlutun,“ sagði Roberts, meðhöfundur rannsóknarinnar. „Sömuleiðis er auðveldara að stjórna plöntusjúkdómum snemma þegar sýklastofninn er lítill, samanborið við síðar í faraldurnum.
„Að auki getur þessi tækni í raun dregið úr notkun efnaúða með því að útrýma notkun sem hægt er að gera áður en það er í raun einhver sjúkdómur til að stjórna,“ sagði hún. „Þar sem duftkennd mildew er langvarandi vandamál á leiðsögn í suðvesturhluta Flórída er það aðeins spurning um hvenær, ekki hvort, sjúkdómurinn birtist. Nákvæm tímasetning sveppalyfja, hvort sem er í hefðbundinni eða lífrænni ræktun, getur aukið virkni vörunnar og dregið úr tapi.“
Helstu einkenni duftkenndrar myglu eru hvítir blettir eða blettir, venjulega á laufblöðunum. Erfitt er að greina myglu á fyrstu stigum sýkingar vegna einkenna á lægri, þroskaðri laufum sem oft eru hulin öðrum laufum.
„Í stuttu máli gæti sjúkdómur breytt eiginleikum laufblaðanna og haft áhrif á magn ljóss sem endurkastast frá laufum á svæðum utan sýnilega litrófsins, sem menn geta ekki séð,“ sagði Ampatzidis.
- Brad Buck, háskólanum í Flórída