宾夕法尼亚州立大学回应:App帮助联合国努力控制非洲的蝗灾

大学公园,爸爸。-数以亿计的蝗虫正在东非肆虐，破坏庄稼，使1900万人面临严重的粮食不安全。联合国呼吁对这一食品安全威胁做出快速反应。通过与联合国粮食及农业组织(FAO)的谅解备忘录，宾夕法尼亚州立大学昆虫学和生物学教授、PlantVillage的创始人大卫·休斯回应了这一呼吁。PlantVillage是一项旨在为农民提供农业知识和技术的倡议。在联合国的支持下，他和他的同事们正在加快开发一款定位和追踪昆虫的移动应用程序，以帮助进行早期预警和有针对性的喷洒工作。

2月10日，联合国人道主义事务负责人马克·洛考克(Mark Lowcock)在联合国总部举行的新闻发布会上说:“我呼吁有关国家、国际社会、捐助国立即行动起来。有发生大灾难的危险。也许我们可以阻止它;我们有义务去尝试。如果我们现在不采取行动,我们不可能这么做。” 

利用双方的互补技能——宾州州立大学在人工智能、云计算和应用程序开发方面的专长以及粮农组织在数据分析方面的经验——宾州州立大学于1月份与粮农组织签署了一份协议备忘录，以促进双方的合作，直接解决蝗虫问题。

“PlantVillage是一个例子，说明我们的教师和工作人员能够以创新的工具来满足关键的国际需求;在这种情况下，一个免费的移动应用程序可以帮助保护数百万人的食物供应，”宾夕法尼亚州立大学校长Eric J. Barron说。“创造和应用对全球社会有价值的知识，是我们作为一所现代赠地大学使命的核心部分。解决粮食不安全问题是这一使命的重要应用。”

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沙漠蝗虫在肯尼亚桑布鲁县的莱基基交配。

IMAGE: Sven Torfinn/FAO

在2003-2005年上一次蝗灾高峰之后，粮农组织开发了一种工具，使西非和印度等前沿国家的国家蝗虫官员能够记录实地观察情况，并通过卫星将数据实时传送到其国家蝗虫中心。最新版本eLocust3于2015年发布，并一直在使用。然而，在紧急情况下，额外的团队会很快被借调到前线和入侵国家，每个团队都没有足够的eLocust3工具。为了满足这一需求，宾夕法尼亚州立大学迅速开发了一个非常基础的版本eLocust3M，并于2月20日通过谷歌Play Store发布在手机上使用。这个版本允许更多的人参与进来。

“这本质上是一项公民科学努力，”休斯说。“在现场向系统输入数据的人越多，我们就能更准确地定位蜂群，也就能更快地确定应该在哪里部署有限的资源。”

根据休斯的说法，蝗虫爆发——集中在索马里、肯尼亚和埃塞俄比亚——是过去两年的大雨和旋风造成的，它们创造了理想的繁殖条件。由此产生的蜂群，其中一些有城市那么大，正在吞食庄稼，没有留下任何食物供人类食用。此外，它们还吃掉了食用动物赖以生存的牧草，这进一步消耗了食物供应。

“创造和应用对全球社会有价值的知识，是我们作为一所现代赠地大学使命的核心部分。”

-宾夕法尼亚州立大学校长Eric J. Barron

宾夕法尼亚州立大学土木与环境工程副教授沈超鹏和他的团队还通过将人工智能应用于土壤湿度研究，为eLocust3M做出了贡献。土壤湿度对蝗虫的繁殖至关重要。

沈说:“休斯医生一告诉我这个问题，我就知道我们该行动了，不是明天，而是今天。”“我只花了五分钟就动员了整个团队来帮忙。我们开发并广泛测试了一个深度学习模型，该模型在大范围内吸收、预测和预报近实时的土壤湿度数据，并将我们的框架扩展到蝗灾地区。我被学生们帮助解决这一问题的兴奋之情所震惊，我觉得有必要这样做，因为现在终于到了利用时间序列水文深度学习模型所宣称的效率和准确性来解决具有现实意义的问题的时候了。”

eLocust3M除了通过喷洒来确定目标地区外，还使联合国能够向尚未受到影响的人们提供预警。

粮农组织蝗虫预报高级官员Keith Cressman说:“预防是抗击沙漠蝗虫的关键战略，它依赖于早期预警和早期反应。”“为了实现这一目标，各国需要易于使用但功能强大的工具来收集和共享实地数据，这是粮农组织全球沙漠蝗虫早期预警系统的基础。”

其他宾州州立大学的工作人员也协助了这款应用:信息技术副首席信息官办公室的系统设计专家Derek Morr;宾州州立大学图书馆战略技术负责人Dan Coughlin;还有PlantVillage的工程师Frank Doyle和Shawn Foreman。

PlantVillage与联合国在eLocust3M上的合作是一项更大的努力的一部分，旨在通过使用先进的技术来增强小农的能力。该应用还可以监测天气和害虫，并利用这些信息来预测作物产量。此外，它还就可负担得起的灌溉方法和洪水缓解策略等可帮助农民适应气候变化的推荐做法提供指导。