Un robot armé d’un laser élimine les mauvaises herbes sans herbicide

Le marché mondial des herbicides était de 33,65 milliards de dollars en 2020, selon ResearchandMarkets.com, mais Carbon Robotics, une entreprise de robotique autonome, vise à y mettre un terme avec un robot autonome de désherbage armé d’un laser.

Comme « The Terminator » pour les mauvaises herbes, la machine Carbon Robotics, surnommée « Bud », roule à travers les champs agricoles en utilisant l’intelligence artificielle pour discerner les mauvaises herbes des cultures et en utilisant un laser haute puissance pour tuer les mauvaises herbes. Cela permet aux agriculteurs de cultiver des cultures avec moins d’herbicides et une main-d’œuvre réduite, améliorant ainsi les rendements des cultures et économisant de l’argent.

« L’IA et la technologie d’apprentissage en profondeur créent des gains d’efficacité dans une variété d’industries et nous sommes ravis de l’appliquer à l’agriculture », a déclaré Paul Mikesell, PDG et fondateur de Carbon Robotics. « Les agriculteurs et les autres acteurs de la chaîne d’approvisionnement alimentaire mondiale innovent plus que jamais pour nourrir le monde. Notre objectif chez Carbon Robotics est de créer des outils qui répondent à leurs problèmes les plus difficiles, y compris la gestion et l’élimination des mauvaises herbes.

Carbon Robotics cite ces avantages pour les agriculteurs déployant ses robots :

• Une augmentation significative du rendement et de la qualité des cultures : les lasers laissent la microbiologie du sol intacte, contrairement au travail du sol. Le manque d’herbicides et la perturbation des sols ouvrent la voie à une approche régénérative, qui conduit à des cultures saines et à des rendements plus élevés.
• Une réduction des coûts globaux : les robots automatisés permettent aux agriculteurs de réduire le coût très variable du travail manuel ainsi que de réduire l’utilisation d’intrants agricoles tels que les herbicides et les engrais. La main-d’œuvre est souvent le coût le plus important pour les agriculteurs et les intrants agricoles représentent 28,2 pour cent de leurs dépenses totales. La réduction des coûts dans ces deux domaines est un énorme avantage.
• Adoption de pratiques agricoles régénératives : Les produits chimiques traditionnels utilisés par les agriculteurs, tels que les herbicides, détériorent la santé des sols et sont liés à des problèmes de santé chez l’homme et d’autres mammifères. Une solution de gestion des mauvaises herbes autonome alimentée par laser réduit ou élimine les besoins des agriculteurs en herbicides.
• Une voie économique vers l’agriculture biologique : L’un des plus grands obstacles à l’agriculture biologique est le contrôle rentable des mauvaises herbes. Une solution à la gestion des mauvaises herbes qui ne nécessite pas d’herbicides ou une augmentation du travail manuel offre aux agriculteurs un chemin plus réaliste pour classer leurs cultures comme biologiques.

Le cerveau du robot Bud est un processeur Nvidia AI qui recueille les informations d’une douzaine de caméras haute résolution pour alimenter ses modèles de vision par ordinateur de culture et de désherbage. Bud transporte un éclairage afin qu’il puisse éclairer la scène pour permettre aux caméras de repérer les mauvaises herbes la nuit.

La partie commerciale du robot contient huit unités de désherbage indépendantes, chacune utilisant un laser de 150 watts pouvant tirer toutes les 50 millisecondes et toucher des cibles avec une précision de 3 mm. Ceux-ci ont la capacité de zapper plus de 100 000 mauvaises herbes par heure. Il dispose également de capteurs lidar pour la détection d’obstacles. L’ensemble de 9 500 livres. La machine est propulsée par un moteur diesel Cummins QSF2.8 de 74 chevaux alimentant quatre moteurs d’entraînement hydrauliques.

Cela semble simple, mais il a fallu beaucoup de travail pour rendre cela pratique. « Certains des problèmes que nous avons rencontrés sont de générer beaucoup d’énergie dans une plate-forme mobile, puis de la distribuer à tous nos lasers et systèmes de refroidissement », a observé Ben Neubauer, ingénieur électricien de Carbon Robotics. « L’une des choses qui est vraiment agréable à travailler sur la robotique agricole comme celle-ci est de travailler avec de nombreuses industries et systèmes différents », a-t-il ajouté.

Bien sûr, l’important avec un désherbant est d’éviter les dommages collatéraux des cultures. « L’une des premières choses sur lesquelles nous avons travaillé chez Carbon est la capacité de parcourir le champ sans entrer dans les lits, sans les traverser et sans passer par-dessus les cultures », a déclaré Raven Pillmann, ingénieur logiciel en apprentissage en profondeur. « La façon dont nous voulons le faire est d’éviter tout GPS, point de cheminement de localisation ou toute sorte de tracé. Notre approche consistait à utiliser l’apprentissage en profondeur et à créer un modèle de détection de sillons. Il prend des images avec la caméra qui a des capteurs RVB et de profondeur, il le fera passer par un modèle qui donne l’emplacement du sillon. En même temps, s’exécutant simultanément dans un autre processus, nous avons nos commandes qui prendront en compte la dernière prédiction, et elles examineront où le robot est aligné et la différence entre cela et la prédiction de sillon et cela lui dira dans quel sens tourner la roue. »

Ces robots peuvent gérer les cultures en rangs dans des champs d’une superficie comprise entre 200 acres et des dizaines de milliers d’acres, chaque robot défrichant 15 à 20 acres par jour pour remplacer plusieurs déploiements d’équipes de désherbage manuel. Les robots ont subi des tests dans des fermes de cultures spécialisées, travaillant sur des champs avec une variété de cultures, y compris le brocoli et les oignons.

« C’est l’une des technologies les plus innovantes et les plus précieuses que j’ai vues en tant qu’agriculteur », a déclaré James Johnson de Carzalia Valley Produce au Nouveau-Mexique, qui utilise la technologie Carbon Robotics sur sa ferme. « Je m’attends à ce que les robots se généralisent en raison de leur efficacité à résoudre certains des problèmes les plus critiques de l’agriculture, notamment la surutilisation de produits chimiques, l’efficacité des processus et la main-d’œuvre. Ces robots travaillent avec une variété de cultures, sont autonomes et biologiques. Le ciel est la limite. »

Carzalia Valley Produce a aimé l’idée de passer à des pratiques d’agriculture biologique, a ajouté Johnson, mais n’a pas trouvé le moyen de le faire fonctionner avant d’utiliser le robot de désherbage autonome. « Il y a deux ans, je pensais qu’un jour, je pourrais devenir bio », a-t-il déclaré. « Après un an d’essai de mon premier [practices], j’étais de nouveau à penser « Je ne peux pas devenir bio. » Le plus gros obstacle que j’ai rencontré lors de la transition vers le bio était le contrôle des mauvaises herbes biologiques. Cela résout ce problème. Le désherbage conventionnel comprend la culture mécanique, l’application d’herbicides, ainsi que le désherbage manuel. Tout type d’apport chimique, qu’il s’agisse d’engrais chimiques, d’herbicides, d’insecticides ou de tout autre élément que nous appliquerions, a un effet néfaste sur la santé des plantes ou des sols.

Donc, tant que nous pouvons garder Bud et ses frères s’occuper des récoltes avec ses lasers et ne pas chasser les sauveurs de l’humanité dans les rues de 1984 à Los Angeles, alors seules les mauvaises herbes ont quelque chose à craindre de ces terminateurs !