Towards a multi-agent model to prevent damage caused by cocoa mirids to cocoa pods

Emmanuel Dimitry Ngounou Ntoukam (1) , Vivient Corneille Kamla (1) , Yazan Mualla (2) , Igor Haman Tchappi (1, 2) , Stéphane Galland (2) , Jean Claude Kamgang (1) , Yves Sébastien Emvudu Wono (3)

1 UN - Université de Ngaoundéré/University of Ngaoundéré [Cameroun]
2 CIAD - Connaissance et Intelligence Artificielle Distribuées [Dijon]
3 UY1 - Université de Yaoundé I

Agriculture in general and cocoa farm in particular is one of the primary sources of income for several African countries. Although quite useful for the development of Africa, cocoa production is faced with several challenges like the diseases of cocoa trees. Mirid (Sahlbergella singularis) is the worst pest affecting cocoa production across west Africa causing 30% to 40% of damage on cocoa production. It is difficult to control the mirids’ population and its impact on the cacao production. Related works on mirids studied the mirids population as a macroscopic entity without considering local interactions of individual mirids. These models did not consider the behaviours and the environment of mirids which are essential due to their complexity. To overcome these drawbacks, this paper proposes an agent-based model of mirids considering the individual interactions of mirids within the environment. The proposed model consists of agents representing the mirids through their life cycle in cocoa farm environments. It is based on the biological and ecological partial knowledge found in the literature, and is built according to the GAIA methodology. The main assets of this model are the reproduction of the dynamics of the mirids on a cocoa pod and damage caused by them at the micro level for human users (entomologists, agricultural engineers, farmers and decision makers) to thoroughly understand the phenomena and the emergent properties outcomes.

L’agriculture en général et la culture du cacao en particulier est l’une des principales sources de revenus de plusieurs pays africains. Cependant, la production du cacao est confrontée à plusieurs défis tels que les maladies et l’attaque des insectes nuisibles. Les mirides (Sahlbergella singularis) sont les insectes les plus préjudiciables à la culture du cacao en Afrique. Avec 30 à 40 % de dommages sur la production, il est difficile de contrôler la population des mirides ainsi que son impact sur la production de cacao. Les travaux précédents sur les mirides, étudient la population de cet insecte selon le point de vue macroscopique sans tenir compte des interactions locales entre les mirides. Ces modèles ne prennent pas en compte les comportements individuels des mirides et leurs interactions avec l’environnement qui sont essentiels en raison de leurs complexités. Pour remédier à ces insuffisances, le présent article propose un modèle de mirides à base d’agents prenant en compte les interactions individuelles des mirides dans leur environnement. Le modéle proposé est constitué d’agents représentant le cycle de vie du miride sur une cabosse de cacao. Il est basé sur les connaissances biologiques et écologiques du miride, et est construit selon la méthodologie GAIA. Ces modèles ainsi que leurs implémentations sont destinés à des utilisateurs tels que les entomologistes, les ingénieurs agronomes, les agriculteurs et les décideurs. Cela leur permettra de mieux comprendre les phénomènes émergents dues aux mirides ainsi que leurs propriétés.

Mots clés: Agent-based modeling; Cocoa; GAIA methodology

Mots clés: Mirid; Modélisation à base d’agents; Cacao; Méthodologie GAIA

Domaines: Modélisation et simulation

Emmanuel Dimitry Ngounou Ntoukam, Vivient Corneille Kamla, Yazan Mualla, Igor Haman Tchappi, Stéphane Galland, et al.. Towards a multi-agent model to prevent damage caused by cocoa mirids to cocoa pods. Rencontres des Jeunes Chercheurs en Intelligence Artificielle 2019, Jul 2019, Toulouse, France. pp.10-17. ⟨hal-02160273⟩