LES AGRIBOTS MARCHENT À L’IA
Du contrôle mécanique des mauvaises herbes à l’administration de traitements microdosés, jusqu’à la récolte d’espèces variées
Doucement mais sûrement, une machine arachnoïde de la taille d’un caddie de golf passe des électrodes sur un bac de plantes. Toutes les quelques secondes, un nuage de fumée s’échappe, quand une plante vacille sous l’effet d’une décharge électrique à haute tension. La machine qui envoie ces décharges est un prototype de robot désherbant, développé par The Small Robot Company, une nouvelle entreprise qui opère depuis un ancien dépôt à munition près de Salisbury, dans le sud-ouest de la Grande-Bretagne. Ces machines, qu’on appelle les “agribots”, apparaissent dans des formes et des tailles différentes, provenant de nombreuses entreprises. Une piste boueuse formée par d’autres prototypes mène à l’atelier de The Small Robot Company, où une rangée d’imprimantes 3D fabrique des composants orange brillants à partir de plastique. Orange car cela les rend plus facile à retrouver s’ils
Les agribots, les tracteurs sans chauffeurs et autres types de robots agricoles forment une industrie qui devrait croître de 23 % par an pour valoir plus que 20 milliards de dollars en 2025
venaient à tomber dans les champs, ce qui montre bien que des agriculteurs travaillent ici avec des scientifiques et des roboticiens.
Le contrôle des mauvaises herbes est essentiel pour améliorer le rendement des récoltes, mais cela devient de plus en plus difficile. Certaines deviennent résistantes aux herbicides, qui doivent faire face à des réglementations de plus en plus strictes, et sont parfois même interdits. Ajoutons à cela le fait que de nombreux consommateurs veulent des produits biologiques. Et le manque de main-d’oeuvre signifie que le labourage répétitif de la terre pour empêcher la croissance des mauvaises herbes grâce à des herses rotatives derrière un tracteur, est cher, chronophage et pas toujours pratique.
Le désherbage est une corvée que les agriculteurs céderaient volontiers aux robots. Mais pour que les robots puissent faire leur travail de façon satisfaisante, ils doivent être capables de distinguer le bon grain de l’ivraie. Cela devient désormais plus facile avec les avancées de la reconnaissance par ordinateur. Les algorithmes de l’intelligence artificielle font des progrès dans la classification des images. Certaines applications mobiles peuvent désormais identifier une plante, simplement grâce à une photo. Des robots équipés de caméras ne vont pas seulement faire le désherbage, mais aussi d’autres tâches agricoles. Les agribots, les tracteurs sans chauffeurs et autres types de robots agricoles forment une industrie qui devrait croître de 23 % par an pour valoir plus que 20 milliards de dollars en 2025, d’après le bureau de recherche américain Marketsandmarkets.
Il existe plusieurs façons d’éliminer l’herbe, après l’avoir identifiée. ‘Dick’, le petit agribot désherbant de The Small Robot Company, les électrocute. Les roues du robot fonctionnent comme des électrodes pour entrer en contact avec le sol alors qu’une autre électrode bouge pour toucher la plante. Cela crée un circuit à travers la plante mais aussi de la chaleur, qui fait bouillir les cellules des plantes et les tuent de la tige à la racine. Cela peut prendre des milliers de volts, même si la tension est ajustée chaque fois en fonction de la variété de végétaux. Les restes de la plante peuvent être laissés sur place pour se décomposer naturellement dans la terre.
Traitement de choc
‘Dick’ va travailler avec deux autres agribots, ‘Tom’ et ‘Harry’. Tous trois fonctionnent à l’électricité. D’après Ben Scott-Robinson, l’un des cofondateurs de l’entreprise, l’idée est que ‘Tom’ scanne régulièrement les champs, avec une reconnaissance des détails au centimètre près. Grâce à sa caméra et ses autres capteurs, cette machine filiforme à quatre roues motrices peut couvrir jusqu’à 20 hectares par jour, elle cartographie la santé de chaque plante, mais aussi l’état du sol. Lorsque les herbes apparaissent, ‘Dick’ sera envoyé pour les éliminer. Harry, le troisième agribot, est en cours de développement pour des tâches comme les semailles et l’application de doses précises d’engrais à chaque plante, un processus connu sous le nom de microdosage. Tom sera en production commerciale en août 2020. Des versions récentes sont déjà utilisées dans des fermes en Grande-Bretagne, comme celle de Leckford Estate, qui appartient à une grande chaîne de supermarchés. Dick démarrera plus tard cette année. Tom a déjà appris à identifier les dicotylédones [adventices à feuilles larges, ndt] et est en cours de formation pour des tâches plus difficiles, à savoir l’identification des graminées, qui ressemblent beaucoup aux céréales. Contrairement à de nombreux légumes, les céréales sont cultivées en rangs plus denses, ce qui rend le binage mécanique compliqué. Armé des algorithmes de Tom, Dick devrait être capable d’éliminer les mauvaises herbes graminées dans les céréales de façon efficace. L’entreprise va proposer ses robots à la location, comme un service. ‘Tom’ vivra dans un chenil dans la ferme, où il va télécharger ses données pour l’agriculteur et se recharger. ‘Dick’ et ‘Harry’ seront livrés aux fermes au fur et à mesure des besoins, puisque de nombreux agriculteurs font déjà appel à des services externes. D’après M. Scott-Robinson, ce business model va démontrer aux agriculteurs que l’utilisation des agribots est compétitive, en parallèle à d’autres moyens de désherbage, et fournira des avantages supplémentaires, comme le fait de ne plus utiliser de produits chimiques. Le système à décharge électrique de ‘Dick’ est fourni par RootWave, une autre petite entreprise britannique, basée près de Leamingto
Spa. RootWave appelle ce processus “électricide” et a déjà mis au point une version portative de sa machine. L’électricide ne perturbe pas la terre et ne fait pas de mal aux microbes, assure Andrew Diprose, le patron de l’entreprise. Quant à la sécurité, comme pour toutes les machines agricoles, les agribots doivent être manipulés par des personnes formées. Les capteurs de sécurité intégrés, comme ceux qui détectent une personne qui s’approche ou un animal, permettent d’éteindre le robot et ainsi de réduire les risques. RootWave travaille avec d’autres entreprises intéressées par l’électricide. Parmi elles, Steketee, un fabricant hollandais d’équipements agricoles. Leurs bineuses tractées bénéficient déjà d’un système de reconnaissance par ordinateur. Steketee équipe l’une de ses machines de caméras qui détectent les plantes plantées de façon bien espacée, comme les légumes, puis utilise les bineuses non seulement le long des rangées, mais aussi entre chaque plante.
Les agribots peuvent aussi biner. Sébastien Boyer, un expert en intelligence artificielle qui a travaillé auparavant pour IBM et Facebook, a cofondé FarmWise en 2016 à San Francisco, afin de développer des robots agricoles. Après des tests sur le terrain, l’entreprise est sur le point de lancer son premier agribot, appelé Titan. Il peut naviguer de façon autonome dans un champ de légumes, comme des brocolis, des laitues ou des choux-fleurs, en identifiant chaque plante et sa place. Au fur et à mesure de ses déplacements, Titan déploie une série de lames rotatives, qui s’adaptent automatiquement pour trancher le sol à des profondeurs appropriées pour disperser les mauvaises herbes. Les versions futures feront d’autres tâches, comme l’ensemencement, le microdosage d’engrais et le traitement individualisé et par plante des parasites. “C’est un système de soin personnalisé pour les plantes”, affirme M. Boyer.
Les agribots autonomes seront en concurrence avec des systèmes de tracteurs intelligents. La plupart des tracteurs modernes et moissonneuses-batteuses peuvent se piloter eux-mêmes dans les champs grâce à des systèmes GPS et d’autres capteurs. Certains tracteurs utilisent des cartes numériques des récoltes, obtenues par des satellites et des drones, afin d’identifier les zones qui ont besoin d’engrais ou de pesticides. Les grands producteurs de tracteurs, comme John Deere et CNH Industrial, qui fabrique les marques Case et New Holland (et dont le principal actionnaire possède aussi des parts dans le groupe The Economist), développent des tracteurs entièrement autonomes.
Lorsque la récolte a besoin de produits chimiques, les systèmes tractés et les agribots peuvent appliquer des microdoses de façon ciblée aux plantes qui en ont besoin, plutôt que d’asperger un champ entier. Certains tests laissent penser que le microdosage pourrait réduire la quantité d’herbicide aspergée de plus de 90 %, voire plus. Le géant chimique allemand BASF travaille avec Bosch, un autre géant allemand de l’industrie, sur un système de pulvérisation qui identifie les plantes puis administre l’herbicide de façon ciblée.
Le développement des systèmes de récolte par agribots se fait aussi grâce aux progrès de l’intelligence artificielle. Ces machines se présentent sous différentes formes et tailles et utilisent une variété de systèmes dédiés et surmesure pour choisir des plantes spécifiques comme les tomates, les asperges ou la laitue. On peut en déduire que les agribots qui désherbent et prennent soin des plantes vont connaître une évolution similaire. Leur forme dépendra de la plante en question et de l’endroit où elle se trouve, que ça soit dans un champ, un vignoble, ou un verger. Certaines inventions seront des machines intelligentes tirées par des tracteurs entièrement autonomes, alors que dans d’autres cas, des colonies de petits agribots seront utilisées. Une chose est certaine : les agriculteurs ne dépenseront pas un centime sur ces machines avant qu’elles ne prouvent qu’elles peuvent vraiment faire du bon travail.