Plantspeurders en ingenieurs van die Universiteit van Florida gebruik kunsmatige intelligensie om 'n siekte vroeg te vind sodat produsente wat somerpampoen produseer dit onder beheer kan hou. Vroeë opsporing gee boere 'n vegkans op 'n beter oes.
Somer- en winterpampoen word kommersieel regdeur die staat verbou, veral in suidoos en suidwes van Florida. In 2019 het produsente in Florida 7,700 35.4 hektaar stampmielies geoes, met 'n produksiewaarde van $XNUMX miljoen, volgens die USDA National Agricultural Statistics Service. Maar poeieragtige skimmelsiekte, wat oor die hele wêreld algemeen voorkom, kan opbrengs verlaag.
"Die ideale omgewing vir poeieragtige skimmel om te besmet is vogtige weer, hoë-digtheid plant en skadu," sê Yiannis Ampatzidis, 'n UF/IFAS assistent professor in landbou en biologiese ingenieurswese en mede-outeur van 'n nuwe studie oor vroeë opsporing van poeieragtige skimmel, gepubliseer in die joernaal Biosystems Engineering.
Vir die studie het UF/IFAS-navorsers 'n waarnemingstelsel wat aan hommeltuie geheg is, gebruik om spektrale data van poeieragtige skimmel op somerpampoentjies in die velde en laboratoriums van die UF/IFAS Suidwes-Florida Navorsing- en Onderwyssentrum in te samel.
UF/IFAS-navorsers het tegnologie gebruik wat nie op visuele simptome staatmaak om poeieragtige skimmel op te spoor nie, het Ampatzidis gesê. Menslike oë kan slegs die ligte deel van die elektromagnetiese spektrum sien. Hierdie tegnologie kan meer "sien". Navorsers het dus hierdie studie gebruik om die beste golflengtes vir vroeë poeieragtige skimmelopsporing te identifiseer - op blare wat óf geen simptome gehad het nie óf vroeë simptome getoon het.
Navorsers het masjienleer gebruik - 'n subset van kunsmatige intelligensie - wat uit spektrale data kan "leer" om poeieragtige skimmel op te spoor. Die data kom van hommeltuie en grondgebaseerde waarnemingstelsels. Die opgeleide masjienleermodel het poeieragtige skimmel in verskillende siekte-ontwikkelingstadia geïdentifiseer, het Ampatzidis gesê. Die masjienleerstelsel bou 'n wiskundige model om poeieragtige skimmel op te spoor sonder om deur 'n mens geprogrammeer te word om spesifieke stappe te volg.
Met die beelde en spektrale weerkaatsingsanalise van muurbalblare, het wetenskaplikes ongeveer 95% van die tyd poeieragtig opgespoor. Trouens, selfs sonder sigbare simptome van die siekte, het die tegnologie navorsers die siekte 82% tot 89% van die tyd gewys.
"Dit is van kardinale belang om poeieragtige skimmel vroeg te identifiseer, aangesien die siekte vinnig versprei en die letsels in grootte toeneem, en 'n stowwerige wit of grys laag ontwikkel," sê Ampatzidis, fakulteitsadviseur van Jaafar Abdulridha, die UF/IFAS post-doktorale navorser wat gelei het. die studeerkamer.
Pamela Roberts, 'n UF/IFAS plantpatologie professor, benodig data van ingenieurs soos Ampatzidis, om haar te help om siektes in die vroegste stadiums te vind. Sy vergelyk dit met vroeë opsporing van menslike siektes.
"Vroeë opsporing van enige gesondheidsprobleem, hetsy in mens of plante, gee die beste kans om dit deur vroeë intervensie te beheer," sê Roberts, 'n mede-outeur van die studie. "Net so word plantsiektes vroegtydig makliker beheer wanneer die patogeenbevolking laag is, in vergelyking met later in die epidemie."
"Boonop kan hierdie tegnologie die gebruik van chemiese bespuitings verminder deur toedienings uit te skakel wat gemaak kan word voordat daar eintlik enige siekte is om te beheer," het sy gesê. "Aangesien poeieragtige skimmel 'n chroniese probleem op muurbal in die suidweste van Florida is, is dit net 'n kwessie van wanneer, nie of, die siekte sal verskyn nie. Akkurate tydsberekening van swamdoders, hetsy in konvensionele of organiese boerdery, kan die doeltreffendheid van die produk verhoog en verliese verminder.”
Die hoof simptome van poeieragtige skimmel is wit kolle of kolle, gewoonlik op die blare. Die diagnose van poeieragtige skimmel in vroeë infeksiestadia is moeilik as gevolg van simptome op laer, meer volwasse blare wat dikwels deur ander blare bedek word.
"Kortom, 'n siekte kan die blaar-eienskappe verander en die hoeveelheid lig wat deur blare weerkaats word in gebiede buite die sigbare spektrum beïnvloed, wat mense nie kan sien nie," het Ampatzidis gesê.
- Brad Buck, Universiteit van Florida