Met naar schatting een paar miljard meer mensen de wereldbevolking in de komende decennia, wereldvoedselproductie kan wel een upgrade gebruiken. Afrika speelt een sleutelrol:landbouw is de grootste industrie van Afrika, maar veel van Afrika's landbouwgrond wordt momenteel onderbenut. Gewasopbrengsten zouden kunnen worden verhoogd met efficiëntere landbouwtechnieken en nieuwe apparatuur, maar daarvoor zou investeringskapitaal nodig zijn, wat vaak een obstakel is voor boeren.

Een nieuwe onderzoekssamenwerking bij het MIT Institute for Data, systemen, and Society (IDSS) wil deze uitdaging aangaan met data. De groep is van plan om gegevens van technologisch geavanceerde boerderijen te gebruiken om de waarde van interventie in slecht presterende boerderijen beter te voorspellen. uiteindelijk, het doel is om een ​​platform te creëren voor het delen van data en risico tussen belegde partijen, van boeren en kredietverstrekkers tot verzekeraars en fabrikanten van apparatuur.

Gegevens delen, risico delen

Veel Afrikaanse boeren hebben niet het kapitaal om te investeren in opbrengstverhogende upgrades zoals nieuwe irrigatiesystemen, nieuwe machines, nieuwe meststoffen, en technologie voor het detecteren en volgen van gewasgroei. De meest gebruikelijke weg naar kapitaal zijn bankleningen, met grond als onderpand. Dit is een onaantrekkelijk voorstel voor boeren, die al de vele risico's van de productie dragen, inclusief slecht weer, veranderende marktprijzen, of zelfs de schokken van geopolitieke gebeurtenissen.

kredietverstrekkers, anderzijds, een onvolledige inschatting van hun risico hebben, vooral met potentiële kredietnemers die geen kredietgeschiedenis hebben. Kredietverstrekkers missen ook gegevens en tools om hun investeringsrendement te voorspellen.

"Het bouwen van een platform voor risicodeling is de sleutel tot het verbeteren van landbouwpraktijken, " zegt Munther Dahleh, een professor in elektrotechniek en computerwetenschappen aan het MIT en directeur van IDSS. Om een ​​dergelijk platform te creëren, Dahleh en het IDSS-team willen de waarde van het toepassen van geavanceerde landbouwpraktijken op de productie van individuele boerderijen beter voorspellen. Deze voorspelling moet nauwkeurig genoeg zijn om investeringen van economische belanghebbenden en de boeren zelf te stimuleren, die met elkaar concurreren en misschien terughoudend zijn om informatie te delen.

De IDSS-benadering stelt een platform voor het delen van gegevens voor dat alle partijen stimuleert om deel te nemen:technologisch geavanceerde boerderijen worden beloond voor hun waardevolle gegevens, bankiers profiteren van gegevens die hun kredietrisicomodellen ondersteunen, boeren krijgen betere leningsvoorwaarden en aanbevelingen die hun winst en productie verhogen, en technologiebedrijven krijgen aanbevelingen over hoe ze het beste aan de behoeften van hun boerenklanten kunnen voldoen. "Zo'n platform moet de juiste prikkels hebben om iedereen te betrekken, voldoende bescherming hebben tegen spelers met marktmacht, en uiteindelijk waardevolle gegevens opleveren voor zowel boeren als crediteuren, ' zegt Dahleh.

Het ontbreken van gegevens van slecht presterende bedrijven vormt een uitdaging bij het extrapoleren van de waarde van interventie en het beoordelen van de onzekerheid in dergelijke voorspellingen. Met schaars beschikbare gegevens, onderzoekers willen experimenten uitvoeren op strategisch geselecteerde boerderijen om waardevolle nieuwe gegevens te leveren voor de rest. Onderzoekers zullen geavanceerde machine learning gebruiken, inclusief actieve leermethode, om te proberen zowel een kwantificering van de voorspelde waarde van interventie als een kwantificering van de onzekerheid van die voorspelling tot een zekere mate van vertrouwen te bereiken. Zodra er meer gegevens beschikbaar zijn, IDSS-onderzoekers willen hun berekeningen verfijnen en nieuwe technieken ontwikkelen om de waarde van interventie in minder geavanceerde bedrijven te extrapoleren.

Belanghebbenden betrekken

Een waarschijnlijke interventie voor veel Afrikaanse boeren is het gebruik van verschillende meststoffen. Veel boeren gebruiken momenteel geen meststoffen die zijn gericht op specifieke grond of verschillende stadia van de landbouw, dus kunstmestproducenten zijn een ander gevestigd belang in deze landbouweconomie.

Om deze boeren te helpen toegang te krijgen tot betere leningsvoorwaarden, Het Marokkaanse fosfaatbedrijf OCP financiert een samenwerking tussen IDSS-onderzoekers en Mohammed VI Polytechnic University (UM6P) in Marokko. Deze onderzoekssamenwerking met OCP, een toonaangevend wereldwijd bedrijf in de fosfaatkunstmestindustrie, omvat het bouwen van het platform voor gegevens- en risicodeling en ander fundamenteel onderzoek in de landbouw. De samenwerking heeft het potentieel om andere belanghebbenden te betrekken die werken of investeren in de Afrikaanse landbouw.

"Deze samenwerking zal onze inspanningen helpen versnellen om relevante oplossingen voor de Afrikaanse landbouw te ontwikkelen met behulp van hoogwaardige agritech-tools, " zegt Fassil Kebede, hoogleraar bodemkunde en hoofd van het Centrum voor Bodem- en Mestonderzoek in Afrika. "Dit biedt boeren mogelijkheden voor een betere productie en groei, dat deel uitmaakt van onze missie om bij te dragen aan de voedselzekerheidsdoelstellingen van Afrika."

"Afrikaanse boeren vormen de kern van de missie en strategie van de OCP Group, terwijl data-analyse en voorspellende tools tegenwoordig essentieel zijn voor de ontwikkeling van de landbouw in Afrika, " voegt Mostafa Terrab toe, OCP Group voorzitter en CEO. "Deze samenwerking met IDSS zal ons helpen om nieuwe technologie en analytische methoden van één kant samen te brengen, en onze expertise met Afrikaanse boeren en hun uitdagingen van de andere kant. Het zal onze mogelijkheden versterken om aangepaste oplossingen te bieden aan Afrikaanse boeren, vooral kleine houders, om hen in staat te stellen preciezere en tijdigere beslissingen te nemen."

uiteindelijk, IDSS heeft als doel winst te behalen in een heel economisch ecosysteem, van verzekeraars tot kredietverstrekkers tot bedrijven in apparatuur en meststoffen. Maar het belangrijkste, het stimuleren van dit ecosysteem zou veel boeren uit de armoede kunnen helpen - en een broodnodige toename van de totale voedselproductie in de wereld teweegbrengen.

Dahleh zegt:"Om deze missie te volbrengen, dit project demonstreert de kracht van data in combinatie met geavanceerde tools van predictive analytics, machinaal leren, versterkend leren, en markten voor het delen van gegevens."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), een populaire site met nieuws over MIT-onderzoek, innovatie en onderwijs.