Mandi: Científicos del Instituto Indio de Tecnología (IIT) Mandi, han desarrollado un modelo computacional para la detección automática de enfermedades en cultivos de papa utilizando fotografías de sus hojas.
La investigación dirigida por el Dr. Srikant Srinivasan, profesor asociado de la Escuela de Computación e Ingeniería Eléctrica, IIT Mandi, en colaboración con el Instituto Central de Investigación de la Papa, Shimla, utiliza técnicas de Inteligencia Artificial (IA) para resaltar las partes enfermas de la hoja.
Financiado por el Departamento de Biotecnología, Gob. de la India, los resultados de esta investigación se han publicado recientemente en la revista Plant Phenomics, en un artículo en coautoría del Dr. Srikant Srinivasan y el Dr. Shyam K. Masakapalli junto con los investigadores académicos, el Sr. Joe Johnson y la Sra. Geetanjali Sharma, del IIT Mandi, y el Dr. Vijay Kumar Dua, el Dr. Sanjeev Sharma y el Dr. Jagdev Sharma, del Instituto Central de Investigación de la Papa, Shimla.
Las patatas, en la historia del mundo, han sido la causa de la gran hambruna mundial de mediados del siglo XIX que mató a más de un millón de personas en Irlanda y dio el toque de gracia al idioma irlandés. ¿La razón? Tizón de la papa.
El tizón es una enfermedad común de la planta de papa, que comienza como lesiones desiguales de color verde claro cerca de la punta y los márgenes de la hoja y luego se extiende a grandes parches necróticos de color marrón a negro violáceo que eventualmente conduce a la pudrición de la planta. Si no se detecta ni se controla, el tizón podría destruir toda la cosecha en una semana en condiciones favorables.
“En la India, como en la mayoría de los países en desarrollo, la detección e identificación del tizón se realiza manualmente por personal capacitado que explora el campo e inspecciona visualmente el follaje de la papa”, explicó el Dr. Srinivasan. Este proceso, como se esperaba, es tedioso y, a menudo, poco práctico, especialmente para áreas remotas, porque requiere la experiencia de un especialista en horticultura que puede no ser físicamente accesible.
"La detección automatizada de enfermedades puede ayudar en este sentido y, dada la amplia proliferación de teléfonos móviles en todo el país, el teléfono inteligente podría ser una herramienta útil en este sentido", dijo el Sr. Joe Johnson, investigador académico de IIT Mandi, al tiempo que destacó los aspectos prácticos uso de su investigación. Las cámaras HD avanzadas, la mejor potencia informática y las vías de comunicación que ofrecen los teléfonos inteligentes ofrecen una plataforma prometedora para la detección automatizada de enfermedades en los cultivos, que puede ahorrar tiempo y ayudar en el manejo oportuno de enfermedades, en casos de brotes.
La herramienta computacional desarrollada por los científicos del IIT Mandi puede detectar el tizón en imágenes de hojas de papa. El modelo se construye utilizando una herramienta de inteligencia artificial llamada arquitectura de red neuronal convolucional basada en regiones de máscara y puede resaltar con precisión las partes enfermas de la hoja en medio de un fondo complejo de materia vegetal y del suelo.
Para desarrollar un modelo robusto, se recolectaron datos de hojas sanas y enfermas de campos en Punjab, UP e Himachal Pradesh. Era importante que el modelo desarrollado tuviera portabilidad en todo el país.
"El análisis del rendimiento de detección indica una precisión general del 98% en las imágenes de las hojas en entornos de campo", dijo el Dr. Srinivasan.
Aunque la papa no es un alimento básico en la mayoría de las regiones del mundo, es un cultivo comercial y su fracaso puede tener consecuencias desastrosas, particularmente para los agricultores con tierras marginales. Por lo tanto, la detección temprana de la plaga es importante para evitar una catástrofe financiera para el agricultor y la economía del país.
Tras este éxito, el equipo está reduciendo el tamaño del modelo a unas pocas decenas de megabytes para que pueda alojarse en un teléfono inteligente como una aplicación. Con esto, cuando el agricultor fotografíe la hoja que parece no saludable, la aplicación confirmará en tiempo real si la hoja está infectada o no. Con este conocimiento oportuno, el agricultor sabría exactamente cuándo fumigar el campo, ahorrando su producción y minimizando los costos asociados con el uso innecesario de fungicidas.
"El modelo se está perfeccionando a medida que se cubren más estados", agregó el Dr. Srinivasan y destacó que se implementaría como parte del Zona de agricultores aplicación que estará disponible para los productores de papa de forma gratuita.