Les robots qui arrivent dans les fermes américaines aident au désherbage et à la conduite de tracteurs

CHUALAR, Californie – Ressemblant à la combinaison disgracieuse d’un transformateur et d’Edward Scissorhands, le robot traverse lentement le champ de minuscules plantes. Il utilise trois caméras haute résolution pour regarder le sol en dessous.

Éclairé par des lumières stroboscopiques synchronisées, un ordinateur de bord crée une image numérique de chaque semis au fur et à mesure qu’il glisse, en les comparant à toute la verdure qu’il pourrait raisonnablement trouver dans un champ de riches terres agricoles de la vallée de Salinas à deux heures au sud de San Francisco.

En une fraction de seconde, il y a une allumette – le brocoli – et l’ordinateur se concentre sur le centre exact de la plante, créant un tableau à la volée de son emplacement.

« Il met un point sur la tige et des cartes autour d’elle », explique Todd Rinkenberger de FarmWise, le fabricant du robot. « Maintenant, il sait ce qu’est la plante. Tout le reste est une mauvaise herbe.

L’ensemble circulaire de lames métalliques du robot se déplace doucement de sorte qu’elles sont juste devant la plante, puis s’ouvre et se ferme, creusant précisément dans le sol un de chaque côté du plant de brocoli, détruisant les mauvaises herbes tout en laissant la pousse intacte, prête à pousser jusqu’à la taille de récolte dans un mois environ.

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Tout cela se produit en une fraction de seconde lorsque le robot FarmWise Titan roule sur le terrain à moins de 1 mile à l’heure.

« Cela a été tout un changement », a déclaré Luis Vargas, qui a commencé avec des équipes de désherbage de 20 personnes au lycée et dirige maintenant une flotte de quatre robots désherbeurs pour Tanimura & Antle, un producteur et vendeur de légumes frais en Californie et en Arizona.

« Je me souviens d’avoir été dans les équipes manuelles, c’était 10 heures par jour à marcher dans les champs. Quand vous entrez dans un champ super adventice, c’est lent, c’est difficile. Et il fait chaud », a-t-il déclaré. « Ces machines, elles ne se soucient pas de savoir s’il fait chaud ou froid. »

La scène à Chualar se joue dans un nombre restreint mais croissant de champs à l’échelle nationale à mesure que des robots utilisant l’apprentissage automatique sont déployés. Aujourd’hui, les machines automatisées conduisent principalement les tracteurs dans les champs, transportent des charges et effectuent des éclaircies et du désherbage. D’autres systèmes déploient des doses précises d’engrais ou d’herbicides. Mais la récolte, en particulier les fruits et légumes délicats, est plus éloignée dans le futur.

Ensemble, les machines sont prêtes à aider à résoudre une foule de problèmes. Le plus important est de réduire le besoin d’emplois agricoles éreintants. Les travailleurs seront toujours nécessaires, mais plus de robots fonctionneront, moins de travail physique fastidieux. Cela se traduit déjà par une foule de nouveaux emplois pour les personnes qui peuvent construire, faire fonctionner et réparer les systèmes. Les collèges communautaires et les universités s’affairent à créer des programmes pour enseigner ces compétences à une nouvelle génération de travailleurs agricoles.

Les experts disent que l’agriculture est une application rare de la technologie de pointe sur laquelle les travailleurs, les entreprises de technologie, le gouvernement et les grandes entreprises sont tous optimistes à des degrés divers.

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Un autre avantage des robots, non intuitif pour les personnes en dehors de l’agriculture, est qu’ils sont plus petits et plus légers que les gros tracteurs traditionnels. Cela signifie que les agriculteurs peuvent commencer à travailler dans les champs tôt, lorsque le sol est encore trop humide pour supporter le poids des gros tracteurs et des cultivateurs, ce qui donne aux agriculteurs une saison de croissance plus longue sans se soucier de compacter et d’endommager le sol.

« C’est particulièrement important avec le changement climatique, car nous nous attendons à des printemps plus humides et à des étés plus secs », a déclaré Steven Mirsky, écologiste chercheur au département de l’Agriculture des États-Unis.

Le parti travailliste est un énorme moteur du changement, a déclaré John D’Arrigo, président de D’Arrigo Californie. Sa famille cultive de la laitue, du brocoli, du chou-fleur et du brocoli en Californie depuis trois générations, et il voit sa main-d’œuvre vieillir.

« Nous coupons 1 million de têtes de laitue par jour et c’est un travail difficile », a-t-il déclaré. « Les gens qui marchent dans les champs, se penchent pour couper de la laitue ? Ces gens disparaissent, ils prennent leur retraite », a-t-il déclaré.

Là où il y a de la prudence, c’est de la part des syndicats qui veulent s’assurer que leurs travailleurs profitent des avantages de l’automatisation et aider à décider comment elle sera déployée. TLes travailleurs agricoles unis d’Amérique ne voient pas de robots déplacer des humains dans les champs, a déclaré le directeur de la communication Antonio De Loera-Brust.

Sa plus grande préoccupation est que la technologie soit déployée pour améliorer les emplois agricoles, et non pour les faire disparaître.

« Cela va-t-il être déployé pour rendre le travail agricole plus sûr et avoir moins de conséquences sur le corps des gens ? », a-t-il demandé. « Ou s’agira-t-il simplement d’un autre outil pour maximiser les profits sur le dos des travailleurs agricoles ? Nous voulons que les travailleurs aient leur mot à dire sur la façon dont les robots sont mis en œuvre. »

D’Arrigo dit que l’agriculture doit améliorer ses emplois.

« Je perds des gens à cause de la construction », a-t-il déclaré. « Si nous voulons survivre en tant qu’industrie, nous allons devoir créer des emplois plus lucratifs et intéressants. »

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Cela a certainement été le cas pour Vargas, 27 ans. Sa mère travaille depuis plus de 14 ans dans les hangars d’emballage de Tanimura et d’Antle.

Vargas est allé à l’université dans le but de travailler dans la justice pénale, mais les nouvelles possibilités technologiques l’ont intrigué. Il a commencé à travailler sur les premiers systèmes robotiques Smart Cultivator de démonstration de Stout Industrial Technology à Salinas il y a environ quatre ans.

Aujourd’hui, les équipes de robots qu’il dirige peuvent désherber environ un acre à l’heure.

« Pour une équipe manuelle, il faudrait environ 20 personnes », a-t-il déclaré.

Les robots agricoles et les systèmes automatisés sont pour la plupart invisibles pour les personnes qui passent par un champ, a déclaré Emily Duncan, chercheuse en technologie et innovation agricoles à l’Université de Guelph en Ontario, au Canada.

Cela peut être aussi simple qu’un tracteur ou une moissonneuse-batteuse qui se conduit le long d’un champ de maïs, de blé ou de soja. Appelés direction automatique, ces systèmes utilisent le GPS et ne nécessitent que le conducteur tourne en bout de rangée.

« Quand vous récoltez 12, 13, 14 heures par jour, conduire si longtemps est vraiment fatigant. En utilisant cela, vous surveillez principalement », a déclaré Duncan.

Depuis cette année, de tels systèmes sont utilisés dans plus de 50% des cultures en rangs telles que le maïs, le soja, le coton et le blé d’hiver, selon l’USDA.

Le prochain niveau sera constitué de machines qui utilisent des caméras haute résolution pour voir chaque plante et lui donner une giclée d’engrais mesurée avec précision, en fonction de la qualité de la plante. Si c’est chétif, ça pourrait devenir plus, si c’est beau et robuste, alors moins.

Dans certains cas, les robots agricoles peuvent faire des choses qui ne pouvaient tout simplement pas être faites auparavant. Un exemple est de petits robots qui peuvent naviguer et désherber sous la canopée d’un champ de maïs une fois que les plantes ont grandi haut. Toutes les mauvaises herbes, même cachées, prennent des nutriments et de l’humidité du sol qui pourraient aller aux cultures.

« Maintenant, nous acceptons simplement ces mauvaises herbes parce que nous ne pouvons pas les atteindre », a déclaré Shadi Atallah, professeur d’économie agricole à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, où les robots sont en cours de développement.

Les robots pourraient également rendre les aliments biologiques moins chers. Aujourd’hui, les cultures biologiques dépendent de plus de culture et de travail manuel que les cultures conventionnelles parce que les herbicides ne peuvent pas être utilisés, ce qui les rend plus coûteuses à cultiver. Les robots offrent une alternative.

« Le bio peut signifier que les travailleurs se penchent toute la journée juste pour que quelqu’un qui peut se le permettre puisse acheter un légume biologique », a déclaré Atallah.

En plus des désherbeurs robotisés mécaniques, il y a le désherbeur laser de Carbon Robots, qui utilise 30 lasers pour zapper les mauvaises herbes ou les semis minces, sans travail manuel ni produits chimiques requis.

Un autre endroit où les robots peuvent faire une grande différence est dans les cultures de couverture, la pratique croissante de planter des choses comme le seigle d’hiver, la vesce velue et le trèfle pourpre dans les champs nouvellement récoltés pour emprisonner l’humidité et renforcer le sol, puis les couper pour enrichir le sol avant de planter à nouveau au printemps.

Aujourd’hui, ces cultures doivent être semées après la récolte d’un champ, ou par avion, en larguant des graines du ciel. Mais les robots peuvent se faufiler sous la canopée du maïs, du soja et du coton et planter des semences de cultures de couverture avant que la culture principale ne soit récoltée.

« Cela élargira la capacité de faire des cultures de couverture et prendra moins de temps. Il ne réduit pas l’intensité de main-d’œuvre, il utilise la technologie de l’intelligence artificielle pour aider à la transition durable de l’agriculture », a déclaré Atallah.

Une pierre d’achoppement est de trouver des techniciens pour appliquer leurs connaissances à l’agriculture. C’est l’une des raisons pour lesquelles la Western Growers Association a créé son Centre pour l’innovation et la technologie à Salinas.

Mais alors que ce n’est qu’à une heure au sud de la Silicon Valley, « il y a un réel décalage entre les gens qui travaillent dans la technologie et les gens qui travaillent dans l’agriculture », a déclaré Duncan.

Les problèmes auxquels les agriculteurs sont confrontés sont difficiles à résoudre et n’offrent pas le genre d’entreprises technologiques à l’échelle mondiale comme celles-ci. Chaque type de culture peut nécessiter une nouvelle solution.

« J’ai parlé à un public de capital-risqueurs il y a quelques années », a déclaré Neill Callis de Turlock Fruit Co., une ferme de melons de quatrième génération dans la vallée centrale de la Californie.

« Je décrivais le problème de la cueillette des melons et ils étaient tout ouïe. Ensuite, j’ai dit que c’était vraiment un espace problématique de 30 à 60 millions de dollars et que vous pouviez simplement voir les lumières s’éteindre. Il n’y avait tout simplement pas assez d’avantages pour qu’ils lèvent de l’argent et innovent pour résoudre notre problème spécifique.

Aujourd’hui, l’intérêt s’intensifie, comme le montre la foule de petites startups de robots lancées. « Il y a dix ans, aucune de ces personnes n’était ici », a déclaré D’Arrigo. « Maintenant, il y en a beaucoup, mais nous avons besoin de beaucoup plus pour y entrer. »

La récolte sera le dernier problème résolu, en particulier en ce qui concerne les fruits et légumes, a déclaré Dennis Donohue, directeur du Centre pour l’innovation et la technologie.

« Il s’avère que tuer les mauvaises herbes est plus facile que de cueillir délicatement des fraises », a-t-il déclaré. « Les mains des robots s’améliorent, mais elles n’en sont pas encore là. »

Il faut aussi que cela devienne beaucoup moins cher. « Choisir une pomme pour 20 $ est un non-débutant. Cela doit coûter 2 cents », a déclaré Callis.

En fin de compte, les robots pourraient révolutionner l’agriculture, rendant les petites exploitations plus économiques et l’ensemble de l’industrie plus durable, changeant un monde agricole dans lequel le modèle a longtemps été « devenir grand ou sortir ».

« Une fois que vous travaillez avec une technologie neutre comme les robots, vous ne dites plus que vous ne pouvez survivre que si vous avez la plus grande moissonneuse-batteuse. La question devient: « Êtes-vous une ferme à un robot ou une ferme de 30 robots? » », a déclaré Steven Mirsky, un écologiste de recherche au ministère de l’Agriculture qui construit les bases de données publiques d’images que les entreprises agricoles peuvent utiliser pour relancer leurs systèmes.

Des startups comme Farm-ng à Watsonville, en Californie, construisent maintenant de petites plates-formes robotiques faciles à configurer que les agriculteurs peuvent ajouter pour tout ce dont ils ont besoin, ce que l’USDA expérimente, a-t-il déclaré. Passer d’un équipement énorme, massif et extrêmement coûteux à des robots légers qui seront modulaires et plus faciles à réparer peut également améliorer le type d’ingéniosité technique qui a longtemps été la marque de fabrique de l’agriculteur américain.

Une chose dont Mirsky est sûr : les machines ne supplanteront jamais entièrement les agriculteurs.

« L’agriculteur est la machine d’analyse multifactorielle ultime », a-t-il déclaré. « Vous ne pouvez pas les remplacer, vous pouvez seulement leur ajouter de la capacité pour faire ce qu’ils doivent faire », a-t-il déclaré.