Carnegie Mellon utilise des drones, des robots et l'IA pour faire entrer l'agriculture dans le nouveau siècle

L'agriculture a parcouru un long chemin au cours du siècle dernier. Nous produisons plus de nourriture que jamais – mais notre modèle actuel n’est pas durable et, à mesure que la population mondiale approche la barre des 8 milliards, les méthodes modernes de production alimentaire devront être radicalement transformées si elles veulent continuer à fonctionner. en haut. Mais heureusement, il existe toute une gamme de nouvelles technologies qui pourraient rendre cela possible. Dans ces séries, nous explorerons certaines des nouvelles solutions innovantes sur lesquelles travaillent les agriculteurs, les scientifiques et les entrepreneurs pour garantir que personne n'ait faim dans notre monde de plus en plus peuplé.

Depuis que les citoyens américains ont migré de la campagne vers la ville à l’ère industrielle, les zones urbaines ont tendance à être associées aux technologies de pointe.

Eh bien, oubliez cette corrélation, car à l'ère de l'intelligence artificielle, un nouveau projet de recherche de Carnegie Mellon L’Institut de robotique de l’université cherche à prouver que le pays peut être aussi avancé technologiquement que le ville intelligente.

Appelé FarmView (à ne pas confondre avec FermeVille, le jeu qui fait perdre du temps et qui a dépassé Facebook nourrit pendant une grande partie de la dernière décennie), le projet utilise l'apprentissage automatique, des drones, des robots autonomes et pratiquement tous les autres domaines de recherche technologique à gros budget pour aider les agriculteurs à produire plus de nourriture, de meilleure qualité et plus intelligemment.

« Cela fait maintenant une quinzaine d’années que nous effectuons des recherches sur la robotique pour l’agriculture. » Georges Kantor, a déclaré à Digital Trends le scientifique principal des systèmes de Carnegie Mellon. « Cela a pris différentes formes, et il s’agissait d’une tentative de tout rassembler en un seul projet cohérent. »

Mais FarmView est bien plus qu'un simple remaniement organisationnel descendant, qui consisterait à confier à l'équipe d'administration financière la responsabilité des comptes clients plutôt que des comptes créditeurs. En fait, cela démontre un nouveau sentiment d’urgence autour de ce sujet, grâce à une statistique qui a martelé son importance pour les chercheurs impliqués.

Cette statistique? Selon les prévisions actuelles, la population mondiale atteindra 9,6 milliards d’habitants d’ici 2050. Cela signifie que si de meilleures façons d’utiliser nos ressources agricoles limitées – notamment la terre, l’eau et l’énergie – ne sont pas trouvées, une crise alimentaire mondiale pourrait bien survenir.

"C'est une statistique qui nous oblige vraiment à chercher des solutions", a poursuivi Kantor. « La technologie à elle seule ne résoudra pas cette crise potentielle; cela implique également des questions sociales et politiques. Cependant, c’est quelque chose que nous pensons pouvoir aider. Il ne s’agit pas seulement de la quantité de nourriture disponible. La façon dont nous produisons de la nourriture à l’heure actuelle nécessite beaucoup de ressources, et les ressources disponibles sont épuisées. Nous devons augmenter la quantité de nourriture que nous produisons, ainsi que la qualité, mais sans pour autant supposer que nous disposons de ressources illimitées.

Dans le cadre du projet, l'équipe a développé un robot terrestre autonome capable d'effectuer des relevés visuels des champs de culture à différents moments de la journée. la saison - grâce à une caméra, un scanner laser pour mesurer la géométrie des plantes et une caméra multispectrale qui examine le rayonnement non visible bandes. Grâce à la vision par ordinateur et à la technologie d’apprentissage automatique, il peut prédire le rendement attendu en fruits plus tard dans la saison.

Plutôt que de simplement transmettre passivement ces informations à un agriculteur, celui-ci peut alors déclencher activement le robot. taille des feuilles ou éclaircissage des fruits de manière à maintenir un équilibre écologique optimal entre la surface foliaire et les fruits charger.

Les chercheurs du CMU utilisent également une combinaison de drones et de réseaux de capteurs fixes pour prendre des mesures à grande échelle de la croissance des plantes.

Bien qu’il s’agisse d’exemples technologiques certainement intelligents, l’impact vraiment durable viendra de la manière dont des technologies telles que les robots coupe-feuilles et les drones peuvent être utilisées pour aider à améliorer les cultures.

À ce titre, Kantor a souligné la culture du sorgho, une herbe grossière et sèche originaire d'Égypte il y a des milliers d'années. Le sorgho en grains est largement consommé et est considéré comme la cinquième culture céréalière la plus importante au monde. Parce qu’il comprend de nombreuses variétés différentes (42 000 !), il possède également un énorme potentiel génétique pour créer de nouvelles variétés riches en protéines qui pourraient le rendre encore plus important.

Après tout, qui se contente d’être simplement le cinquième-la culture céréalière la plus importante ?

C’est là qu’intervient l’IA. S’il est possible d’utiliser la technologie d’apprentissage automatique pour mesurer les paramètres du sorgho de manière à ce que les sélectionneurs et les généticiens puissent choisir les caractères les plus nécessaires pour améliorer le rendement, ainsi que les plus résistants aux maladies et à la sécheresse, cela pourrait avoir un impact extrêmement positif impact. Une simple amélioration du rendement de, disons, 50 % représenterait un impact réel que très peu d’informaticiens pourront jamais attribuer.

Tout cela signifie-t-il donc que la ferme du futur, comme l'usine du futur, sera en grande partie libre d'humains - avec rangée après rangée de robots brillants de style Terminator effectuant toutes les tâches. travail? Pas assez.

« Nous ne faisons pas cela pour remplacer les gens. Ce que nous faisons, c’est introduire de nouvelles technologies qui peuvent rendre les agriculteurs plus efficaces dans ce qu’ils font et leur permettre d’utiliser moins de ressources pour le faire », a déclaré Kantor. « Le scénario que nous envisageons n’implique pas l’utilisation de moins de personnes; cela implique d’utiliser la robotique et d’autres technologies pour effectuer des tâches que les humains ne réalisent pas actuellement.

À l’heure actuelle, de nombreuses technologies sont encore en phase de « preuve de concept », mais Kantor a noté qu’ils ont eu des discussions intéressantes avec les premiers utilisateurs du secteur agricole. Maintenant, le projet - qui inclut également des gens de Texas A&M, de Penn State, de l'État du Colorado, de l'État de Washington, du L’Université du Maryland, l’Université de Géorgie et l’Université Clemson de Caroline du Sud se préparent à frapper le grand temps.

« Beaucoup de gens ne considèrent pas que c’est le premier endroit pour faire ce genre de recherche et développement, mais c’est un domaine qui – et je suis désolé d’utiliser ce jeu de mots, mais c’est vraiment inévitable – est vraiment mûr pour le progrès », Kantor conclu. « Notre objectif est désormais de commencer à utiliser ces outils pour résoudre des problèmes à grande échelle. »

Recommandations des rédacteurs

• Les illusions d'optique pourraient nous aider à construire la prochaine génération d'IA
• Cette technologie relevait de la science-fiction il y a 20 ans. Maintenant c'est la réalité
• Le nouveau robot du MIT peut jouer au jeu d'empilage de blocs préféré de tous, Jenga