Forskare som utvecklat en ny mobilapplikation som använder artificiell intelligens för att exakt diagnostisera grödor på fältet har vunnit en $100, 000-utmärkelsen för att hjälpa till att utöka sitt projekt för att hjälpa miljontals småskaliga bönder över hela Afrika.

Cassava brown streak disease sprider sig västerut över den afrikanska kontinenten och, tillsammans med kassava mosaik sjukdom, hotar mat- och inkomsttryggheten för mer än 30 miljoner bönder i Öst- och Centralafrika. Likaså, banan är hotad av svamp- och bakteriesjukdomar, inklusive det förödande banana bunky top-viruset, medan sen smuts fortfarande plågar potatisbönder.

Jordbrukare kan ofta inte identifiera dessa sjukdomar ordentligt, medan forskare, växtskyddsmyndigheter och förlängningsorganisationer saknar data som stöder dem.

För att stoppa spridningen av dessa sjukdomar, ett team under CGIAR Research Program on Roots, Tubers and Bananas (RTB) har utvecklat en revolutionerande app för att exakt diagnostisera sjukdomar i fält, som kommer att kombineras med SMS-tjänster för att skicka larm till tusentals lantbrukare.

CGIAR (Consultative Group on International Agricultural Research) är ett globalt forskningspartnerskap dedikerat till att minska fattigdom, förbättra mat- och näringstryggheten, och förbättra naturresurser och ekosystemtjänster.

"Smarttelefoner blir allt vanligare på landsbygden i Afrika, " förklarade James Legg från International Institute of Tropical Agriculture (IITA), som leder projektet med David Hughes, docent i entomologi och biologi, Penn State. "Småbrukare eller förlängningstjänstemän med en grundläggande smartphone med kamera kommer att kunna ladda ner appen gratis, starta den, peka på ett blad med sjukdomssymptom och få en omedelbar diagnos. Det är verkligen revolutionerande!"

Appen kommer också att ge de senaste hanteringsråden för alla större sjukdomar och skadedjur av rot, knöl- och banangrödor och kommer att fastställa platsen för närmaste jordbruksstöd för utbyggnad av jordbrukare.

Lagets $100, 000-anslag är en del av CGIAR-plattformen för Big Data in Agriculture "Inspire Challenges"-programmet. Priset tillkännagavs den 21 september vid Big Data in Agriculture Convention 2017 i Cali, Colombia.

Även om appen för närvarande är utvecklad för kassava, bidraget kommer att tillåta forskare att utöka verktyget för användning med annan rot, knöl- och banangrödor som är kritiska källor till mat, kost och inkomsttrygghet för miljoner.

"Detta pris är transformerande. Det tillåter oss att expandera över flera platser i Afrika och flera grödor som är avgörande för livsmedelssäkerheten på kontinenten, " sa Penn State's Hughes, som har uppdrag i College of Agricultural Sciences och Eberly College of Science. "Vi kan förstärka med 100 gånger vad vi har uppnått hittills."

Noggrant fältarbete med kameror, spektrofotometrar och drönare vid RTB kassavafältplatser i kustnära Tanzania och på gårdar i västra Kenya genererade mer än 200, 000 bilder av sjuka grödor för att träna artificiell intelligens (AI) algoritmer.

Genom att använda många av dessa bilder, Hughes, Legg och medarbetare utvecklade en AI-algoritm som automatiskt kan klassificera fem kassavasjukdomar, och genom att samarbeta med Google, teamet kunde utveckla smartphone-appen med TensorFlow. Den testas för närvarande i Tanzania.

Penn State har också utvecklat en mobil spektrofotometer genom en startup som heter CROPTIX. Tidiga resultat tyder på att den exakt kan diagnostisera olika virussjukdomar inom området, även om plantan ser frisk ut.

"Appen använder AI i realtid så att bonden kan vara en aktiv deltagare i sjukdomsdiagnostik och hantering av grödor, leder till mer avkastning för småbrukare, ", sa Hughes. "Det är också revolutionerande eftersom vår artificiella intelligens är baserad på världens bästa mänskliga intelligens på afrikanska grödor – forskarna vid CGIAR och RTB."

Forskarna har utvecklat kopplingar till Vodafone Agriculture SMS-plattform som heter DigiFarm, vilket gör det möjligt för dem att länka digital diagnostik till storskaliga SMS-tjänster på landsbygden.

Teamet kommer att leverera bondskräddarsydda SMS-varningar om växtsjukdomar och skadedjur till 350, 000 kenyanska bönder i juli 2018.