Раслінныя дэтэктывы і інжынеры з Універсітэта Фларыды выкарыстоўваюць штучны інтэлект для ранняга выяўлення хваробы, каб вытворцы, якія вырошчваюць летні кабачок, маглі трымаць яе пад кантролем. Ранняе выяўленне дае фермерам шанец на лепшы ўраджай.
Летні і зімовы сквош камерцыйна вырошчваюць па ўсім штаце, асабліва на паўднёвым усходзе і паўднёвым захадзе Фларыды. Па дадзеных Нацыянальнай службы сельскагаспадарчай статыстыкі Міністэрства сельскай гаспадаркі ЗША, у 2019 годзе вытворцы Фларыды сабралі 7,700 акраў патысонаў, кошт вытворчасці якіх склаў 35.4 мільёна долараў. Але хвароба сопкая раса, распаўсюджаная ва ўсім свеце, можа знізіць ураджайнасць.
"Ідэальнае асяроддзе для заражэння сопкай расой - гэта вільготнае надвор'е, высокая шчыльнасць пасадак і цень", - сказаў Яніс Ампацыдзіс, дацэнт кафедры аграрнай і біялагічнай інжынерыі UF/IFAS і сааўтар новае даследаванне па раннім выяўленні сопкай расы, апублікаванае ў часопісе Biosystems Engineering.
Для даследавання даследчыкі UF/IFAS выкарыстоўвалі сістэму зандзіравання, прымацаваную да беспілотнікаў, для збору спектральных даных сопкай расы на летніх кабачках на палях і ў лабараторыях Даследчага і адукацыйнага цэнтра UF/IFAS Паўднёва-Заходняй Фларыды.
Даследчыкі UF/IFAS выкарыстоўвалі тэхналогію, якая не залежыць ад візуальных сімптомаў для выяўлення сопкай расы, сказаў Ампацідзіс. Вочы чалавека бачаць толькі светлую частку электрамагнітнага спектру. Гэтая тэхналогія можа «бачыць» больш. Такім чынам, даследчыкі выкарысталі гэта даследаванне, каб вызначыць найлепшыя даўжыні хваль для ранняга выяўлення сопкай расы - на лісці, якое альбо не мела сімптомаў, альбо выяўляла раннія сімптомы.
Даследчыкі выкарыстоўвалі машыннае навучанне - падмноства штучнага інтэлекту - якое можа «вучыцца» на спектральных дадзеных для выяўлення сопкай расы. Дадзеныя паступалі з беспілотнікаў і наземных сістэм зандзіравання. Навучаная мадэль машыннага навучання ідэнтыфікавала сопкую расу на розных стадыях развіцця хваробы, сказаў Ампацідзіс. Сістэма машыннага навучання будуе матэматычную мадэль для выяўлення сопкай расы без праграмавання чалавекам на выкананне пэўных крокаў.
З дапамогай малюнкаў і аналізу спектральнага адлюстравання лісця кабачка навукоўцы выяўлялі сопкі прыкладна ў 95% выпадкаў. На самай справе, нават без бачных сімптомаў захворвання, тэхналогія паказала даследчыкам захворванне ў 82% да 89% выпадкаў.
«Вельмі важна рана выявіць сопкую расу, паколькі хвароба хутка распаўсюджваецца, а паразы павялічваюцца ў памерах, утвараючы пыльны белы або шэры налёт», — сказаў Ампатзідзіс, дарадца факультэта Джафара Абдулрыды, дактаранта UF/IFAS, які кіраваў даследаванне.
Памэле Робертс, прафесару фітапаталогіі UF/IFAS, патрэбныя дадзеныя такіх інжынераў, як Ампацыдзіс, каб дапамагчы ёй знайсці хваробы на самых ранніх стадыях. Яна параўноўвае гэта з раннім выяўленнем хвароб чалавека.
«Ранняе выяўленне любых праблем са здароўем, як у людзей, так і ў раслін, дае лепшы шанец кантраляваць іх шляхам ранняга ўмяшання», - сказаў Робертс, суаўтар даследавання. «Аналагічным чынам, хваробы раслін лягчэй кантраляваць на ранняй стадыі, калі папуляцыя ўзбуджальнікаў нізкая, у параўнанні з пазнейшай стадыяй эпідэміі».
«Акрамя таго, гэтая тэхналогія можа фактычна паменшыць выкарыстанне хімічных спрэяў, выключыўшы прымяненне, якое можна было б зрабіць, перш чым з'явіцца нейкая хвароба, якую трэба кантраляваць», - сказала яна. «Паколькі сопкая раса з'яўляецца хранічнай праблемай кабачкоў на паўднёвым захадзе Фларыды, пытанне толькі ў тым, калі, а не калі хвароба з'явіцца. Дакладны час увядзення фунгіцыдаў, як у звычайным, так і ў арганічным земляробстве, можа павялічыць эфектыўнасць прадукту і паменшыць страты».
Асноўнымі сімптомамі сопкай расы з'яўляюцца белыя плямы або ўчасткі, звычайна на лісці. Дыягнаставаць сопкую расу на ранніх стадыях заражэння цяжка з-за сімптомаў на ніжніх, больш сталых лісцях, якія часта пакрытыя іншымі лісцем.
«Карацей кажучы, хвароба можа змяніць уласцівасці лісця і паўплываць на колькасць святла, якое адлюстроўваецца ад лісця ў раёнах па-за межамі бачнага спектру, якія людзі не бачаць», — сказаў Ампацыдзіс.
- Брэд Бак, Універсітэт Фларыды