I ricercatori abbracciano l’intelligenza artificiale per affrontare la malattia della banana in Burundi

Un gruppo di scienziati coinvolti nella ricerca di soluzioni per ridurre al minimo l’impatto di un devastante virus della banana in Burundi ha sviluppato uno strumento di intelligenza artificiale (AI) per monitorare la malattia.

La ricerca dell’Organizzazione delle Nazioni Unite per l’alimentazione e l’agricoltura (FAO) mostra che la Banana Bunchy Top Disease (BBTD), causata dal Banana Bunchy Top Virus (BBTV), è endemica in molti paesi produttori di banane nell’Africa subsahariana.

Il virus è stato segnalato per la prima volta nella Repubblica Democratica del Congo (RDC) negli anni ’50 ed è diventato invasivo e si è diffuso in 15 paesi dell’Africa subsahariana. La malattia è stata segnalata in Angola, Benin, Burundi, Camerun, Repubblica Centrafricana, Repubblica del Congo, Repubblica Democratica del Congo, Guinea Equatoriale, Gabon, Malawi, Mozambico, Nigeria, Ruanda, Sud Africa e Zambia. Gli ultimi risultati, tuttavia, mostrano che il BBTD è attualmente una grave minaccia per la coltivazione delle banane e una minaccia per oltre 100 milioni di persone per le quali la banana è un alimento base.

Il team di sviluppo dell’IA, guidato congiuntamente dal dottor Guy Blomme e dal suo collega, il dottor Michael Gomez Selvaraj dell’Alliance of Bioversity e CIAT (ABC), ha testato il rilevamento delle piante di banana e delle loro principali malattie attraverso immagini aeree e metodi di apprendimento automatico.

Questo progetto mirava a sviluppare un sistema di rilevamento delle malattie delle banane e dei parassiti basato sull’intelligenza artificiale utilizzando una rete neurale convoluzionale profonda (DCNN) per supportare i coltivatori di banane. Mentre gli agricoltori lottano per difendere i loro raccolti dai parassiti, gli scienziati dell’ABC hanno creato uno strumento facile da usare per rilevare i parassiti e le malattie delle banane.

Lo strumento, che ha dimostrato di fornire un successo del 90% nel rilevamento in alcuni paesi, come la Repubblica Democratica del Congo e l’Uganda, è un passo importante verso la creazione di una rete collegata a livello globale alimentata da satellite per controllare le epidemie di malattie e parassiti, affermano i ricercatori.

Durante la fase di test, in collaborazione con un team dell’organizzazione nazionale di ricerca agricola del Burundi – ISABU, sono stati confrontati due siti in cui la malattia della cima del grappolo di banana è endemica nella provincia di Cibitoke con un’area indenne dalla malattia nella provincia di Gitega (Centrale). La provincia di Cibitoke è endemica del BBTD e si trova in una zona di frontiera al confine con il Ruanda e la Repubblica Democratica del Congo (RDC).

Sono state inoltre calcolate metriche di prestazione e convalida per misurare l’accuratezza di diversi modelli nei metodi di rilevamento automatizzato delle malattie applicando tecniche di apprendimento profondo all’avanguardia per rilevare la malattia della banana visibile e i sintomi dei parassiti su diverse parti della pianta.

I ricercatori hanno spiegato i motivi per cui rilevare la malattia nelle banane è così vitale.

“Nell’Africa orientale e centrale, è una componente dietetica sostanziale, che rappresenta oltre il 50% dell’assunzione totale giornaliera di cibo in alcune parti dell’Uganda e del Ruanda”.

Le banane sono anche la coltura dominante in Burundi. La superficie coltivata è stimata tra 200.000 e 300.000 ha, che rappresentano dal 20 al 30% della superficie agricola. I dati del Ministero dell’agricoltura e dell’allevamento del Burundi indicano che la sicurezza alimentare e la nutrizione continuano a peggiorare, con il 21% della popolazione insicuro alimentare.

Dicono che questo potrebbe essere esacerbato da varie malattie delle piante come la BBTD. Sebbene la banana sia fondamentale per la sicurezza alimentare e i mezzi di sussistenza delle persone, gli esperti sostengono anche che il BBTD potrebbe potenzialmente avere un impatto economico e sociale devastante sul continente.

“Sulla base del fatto che quando arriva il BBTD, è inizialmente una malattia molto criptica e non mostra sintomi spettacolari”, ha detto Bonaventure Omondi, un ricercatore del CGIAR che ha collaborato a questo progetto e che lavora su malattie delle banane correlate e progetti sui sistemi di semi. IPS in un’intervista. Sebbene fosse fondamentale fermare la malattia in anticipo, era anche impegnativo, motivo per cui la soluzione dell’IA era vitale.

Gli esperti di agricoltura affermano che le Highlands dell’Africa orientale sono la zona di diversità secondaria di un tipo di banane chiamato tipi AAA-EA. Queste banane sono geneticamente vicine ai tipi di banana da dessert, ma sono state selezionate per essere utilizzate come banane da birra, da cucina e da dessert.

La coltivazione delle banane in Burundi è raggruppata in tre diverse categorie. La banana per birra/vino in cui viene estratto e fermentato il succo rappresenta circa il 77% della produzione nazionale in volume. Il 14% delle banane viene coltivato per cucinare e, infine, circa il 5% sono banane da dessert che vengono maturate e consumate direttamente. Con i recenti progressi nell’apprendimento automatico, i ricercatori erano convinti che una nuova diagnosi di malattia basata sul riconoscimento automatico delle immagini fosse tecnicamente fattibile.

“Ridurre al minimo gli effetti delle minacce di malattie e mantenere un paesaggio misto a matrice di chiome di banane e non banane è un passaggio chiave nella gestione di un gran numero di malattie e parassiti”, ha affermato Omondi.

Come esempio di come funziona questa tecnologia emergente, i ricercatori si concentrano sui set di dati raffigurati sulle colture di banane con sintomi di malattia e su algoritmi stabiliti per aiutare a identificare le piantagioni in cui è presente la malattia.

Prosper Ntirampeba, un coltivatore di banane della provincia di Cibitoke, nel Burundi nord-occidentale, ha detto all’IPS di aver raccolto meno grappoli di banane nell’ultima stagione a causa del BBTD che si è diffuso nei suoi terreni agricoli.

“Siamo stati costretti a sradicare le piante infette da quando questa malattia ha raggiunto la nostra principale area di produzione. Ciò ha comportato un enorme onere di costo aggiuntivo”, ha affermato.

In un altro caso, con il rilevamento di BBTD, i funzionari agricoli su istruzione dei ricercatori hanno consigliato agli agricoltori di rimuovere tutte le “stuoie” infette in cui erano stati distrutti diversi ettari di piante malate. Questa è la chiave per eliminare la malattia a Busoni, un remoto villaggio rurale del Burundi settentrionale. Anche se alcuni agricoltori spesso si oppongono allo sradicamento delle loro piante di banane, Ntirampeba ha affermato che è fondamentale eliminare la malattia.

“La malattia sta probabilmente minacciando i mezzi di sussistenza della maggior parte degli agricoltori che dipendono dal raccolto”, ha detto all’IPS.

Attualmente, i ricercatori dell’ABC in Burundi stanno sviluppando anche altri nuovi metodi di sorveglianza delle malattie, inclusa la sorveglianza basata su droni per determinare il rischio di malattia locale e delimitare le aree di recupero.

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