Robots agricoles :un outil révolutionnaire pour les agriculteurs du monde entier

Les robots agricoles se sont avérés être un outil précieux pour les agriculteurs du monde entier. Découvrez comment ils automatisent et améliorent l'agriculture, et où les trouver.

L'agriculture est devenue de plus en plus mécanisée et automatisée depuis la révolution industrielle. L'intelligence artificielle porte cette automatisation à un niveau encore plus élevé. L'utilisation de l'IA recoupe ce qu'on appelle aujourd'hui « l'agriculture de précision ». Il s'agit de réduire les intrants tels que les engrais, les pesticides, les herbicides et l'eau tout en augmentant les rendements.

Le marché annuel mondial des robots agricoles était estimé à 24,5 milliards USD en 2021. Selon un rapport publié sur Statista, il devrait atteindre 74,5 milliards USD en 2024.

Cet article explore les robots agricoles à travers les sujets suivants :

• Robots d'imagerie aérienne
• Robots de semis et de pulvérisation
• Robots de récolte de fruits et légumes
• Robots mobiles autonomes (AMR) pour pépinières, vergers et serres
• Robots de désherbage
• Serres robotisées

Robots d'imagerie aérienne

L'utilisation de drones aériens pour inspecter les cultures depuis les airs est bien établie. L'imagerie aérienne produit des informations précieuses sur la santé des cultures et les conditions du sol. La méthode acceptée pour surveiller la croissance des cultures est d'utiliser des cartes d'indice de végétation par différence normalisée (NDVI). Mais il ne s'agit pas seulement d'examiner passivement les données. Les données NDVI peuvent être téléchargées sur les tracteurs. L'équipement agricole intelligent utilise les données pour contrôler l'application d'engrais.

Il existe un marché solide pour les drones aériens pour l'agriculture avec de nombreuses options parmi lesquelles choisir.

Voici quelques-unes des considérations à prendre en compte lors de l'achat d'un drone aérien pour l'agriculture.

Types de drones aériens pour l'agriculture

Il existe trois principaux types de véhicules aériens sans pilote (UAV) utilisés dans l'agriculture.

Drones à voilure fixe

Un drone à voilure fixe a des ailes comme un avion et souvent seulement une ou deux hélices. Un tel drone peut rester en l'air plus longtemps que les types à voilure tournante. Le long temps de vol est un avantage pour les vastes fermes d'aujourd'hui. Mais ils ont besoin d'une piste lisse pour le décollage et l'atterrissage et sont plus difficiles à piloter que les hélicoptères.

Drones à ailes rotatives

Les drones à voilure tournante ont plusieurs rotors avec des pales comme des hélicoptères. Les configurations les plus courantes comportent quatre rotors (quadcoptères) ou six rotors. Certains drones en ont beaucoup plus. Les drones à voilure tournante sont plus faciles à contrôler que les drones à voilure fixe. Parce qu'ils peuvent décoller et atterrir verticalement, ils n'ont pas besoin de pistes d'atterrissage. Les drones à voilure tournante sont généralement moins chers que les modèles à voilure fixe.

Drones hybrides

Les drones hybrides décollent verticalement et peuvent ensuite passer en mode plané en vol. Ils cumulent donc les avantages des deux autres types de drones. Les drones hybrides promettent le temps de vol plus long du drone à voilure fixe et la facilité d'utilisation des types à voilure tournante. Cependant, les drones hybrides sont plus complexes, plus lourds et plus chers. La technologie n'est pas non plus aussi mature que pour les deux autres types.

Types de capteurs utilisés dans les drones agricoles

Le type de capteurs transportés par le drone déterminera les informations recueillies. Voici quelques-uns des types de capteurs les plus courants.

Caméras RVB

Un capteur RVB est également appelé caméra couleur vraie. Les capteurs RVB sont ainsi nommés car ils détectent la lumière dans trois composants :rouge, vert et bleu. Les images produites par les caméras RVB sont comme la vision humaine.

Caméras multispectrales

Comme leur nom l'indique, les capteurs multispectraux détectent la lumière dans une bande de fréquences. Deux bandes de fréquences particulièrement utiles pour l'agriculture incluent l'infrarouge et la "bande de bord rouge". Les plantes saines réfléchissent plus fortement la lumière infrarouge que les plantes stressées. La bande de bord rouge se situe entre la bande rouge et l'infrarouge. La lumière réfléchie dans la bande de bordure rouge est également fortement corrélée à la santé des plantes.

Thermique

Les caméras thermiques aident à détecter le stress des plantes, en particulier le stress hydrique.

LiDAR

Les capteurs de détection de lumière et de télémétrie sont plus lourds et plus chers que les trois autres types de capteurs mentionnés ci-dessus. Ils sont utilisés pour cartographier les élévations du terrain et sont plus souvent déployés sur des aéronefs pilotés.

Achat vs service d'abonnement

Un agriculteur n'a pas besoin d'acheter un drone aérien pour profiter de ses avantages. Vous avez également la possibilité de passer un contrat avec une agence qui fournit un service d'imagerie aérienne. Vous pouvez vous abonner à un service qui effectuera périodiquement l'imagerie pour vous. L'abonnement à un service peut être une option intéressante pour ceux qui préfèrent ne pas prendre le temps d'apprendre à utiliser la nouvelle technologie.

Demander des offres de drones d'imagerie aérienne pour l'agriculture

Robots de semis et de pulvérisation

Les drones pour l'ensemencement et la pulvérisation sont encore une nouveauté, mais ils sont disponibles dans le commerce. Certains grands noms du véhicule agricole proposent désormais des drones autonomes de pulvérisation et de semis.

Tout pilote d'UAV qui souhaite piloter un drone aux États-Unis pesant plus de 55 livres au décollage (y compris le fret) doit demander une exemption spéciale auprès de la Federal Aviation Administration (FAA), selon un article de Builtin.com. Par conséquent, de nombreux fabricants de drones limitent leur capacité de charge utile pour éviter cet obstacle.

Les drones semeurs sont principalement utilisés pour les cultures de couverture. Adopter la pratique de la plantation de cultures de couverture est une pratique de santé des sols. Les cultures de couverture permettent de limiter l'érosion des sols et de réduire la pollution des eaux de ruissellement. Les drones aériens sont les mieux adaptés pour semer dans des endroits difficiles d'accès pour les tracteurs et les pulvérisateurs.

Pour les drones de pulvérisation et d'ensemencement, la capacité de charge utile est un facteur crucial. Vous voudrez faire attention à la taille du réservoir et à la largeur de pulvérisation. Le drone doit avoir une batterie suffisamment puissante et une capacité de levage. La combinaison de ces facteurs déterminera combien d'acres peuvent être pulvérisés à la fois.

Les drones plus sophistiqués ont une station de terrain qui fournit une base d'attache pour l'UAV. Un fournisseur propose une station sur le terrain avec une capacité de remplissage automatique du réservoir. La station de terrain remplace également l'ancienne batterie par une nouvelle, de manière entièrement autonome.

Les drones de pulvérisation autonomes avancés utilisent des radars et d'autres capteurs qui leur permettent d'éviter les obstacles.

La plupart des drones sont alimentés par batterie. Pourtant, certains utilisent du carburant. Le carburant augmente leur capacité de charge utile et leur temps de vol.

Demander des offres de drones de semis et de pulvérisation aériens pour l'agriculture

Robots de récolte de fruits et légumes

Les robots de récolte de fruits et légumes sont encore au stade du prototype. Ils sont très prometteurs. Vous pouvez regarder des vidéos de nombreux types de robots de récolte. Pourtant, peu sont disponibles à la vente aujourd'hui.

L'outillage en bout de bras (EoAT) des robots de récolte varie en fonction de chaque type de culture. Les poivrons, par exemple, avec leur surface lisse et cireuse, sont bien adaptés pour être saisis par des ventouses. Les tomates étant plus fragiles que les poivrons, les robots utilisent une pince à doigts souples qui tord le fruit lorsqu'il est tiré pour le séparer de la plante. Les fraises sont encore plus délicates, nécessitant des soins supplémentaires pour les récolter. Par exemple, un robot de récolte saisit l'article tout en utilisant un coupe-tige pour éviter les ecchymoses en tirant.

La vision assistée par IA détecte la maturité et planifie la trajectoire du bras robotique pour cueillir la cible. Certains robots de récolte sont dotés d'un bras articulé qui repose sur une base à roulettes. D'autres voyagent sur un rail ou utilisent des voies comme un véhicule militaire.

Un robot de récolte particulièrement frappant comprend deux drones aériens. Les drones sont attachés à un chariot à roues par des cordons ombilicaux qui fournissent de l'électricité. Les drones volent à côté du chariot, utilisant la vision par ordinateur pour trouver le fruit mûr et le cueillir à l'aide de leur pince. Une fois cueilli, le drone dépose la récolte dans un bac du chariot. Le chariot descend la rangée tandis que les drones, attachés au chariot, se repositionnent au besoin.

Bien qu'encore au stade initial de l'adoption, la preuve de principe est là. Ce n'est qu'une question de temps avant qu'il n'y ait plusieurs fournisseurs parmi lesquels choisir.

Aujourd'hui, il n'y a pas beaucoup de choix commerciaux. Une exception est une entreprise israélienne qui propose des robots de récolte utilisant le RaaS (Robotics as a Service). Le RaaS libère l'agriculteur d'un investissement initial important. L'agriculteur contacte Tevel et leur indique le nombre d'acres et le type de culture. Le vendeur de robots de récolte déploie alors une flotte de ses unités pour effectuer la récolte. Le travail peut se dérouler 24h/24 et 7j/7 sans interruption, et la récolte peut être effectuée plus rapidement avec moins de main-d'œuvre. Il semble que ce service soit actuellement disponible uniquement en Israël. Le site Web de Tevel indique qu'il mènera des programmes pilotes en Espagne, aux États-Unis et en Italie l'année prochaine.

Demander des offres de robots de récolte de fruits et légumes

Robots mobiles autonomes (AMR) pour pépinières, vergers et serres

Les AMR pour le transport des fruits, des légumes et des plantes en pot sont disponibles dans le commerce et il existe quelques fournisseurs parmi lesquels choisir. Ces robots sont des assistants d'agriculteurs, permettant aux gens d'effectuer des tâches à plus haute valeur ajoutée.

En pépinière, une tâche essentielle mais fatigante et chronophage consiste à espacer les plantes en pot. Lorsqu'ils sont petits, les buissons d'ornement et les jeunes arbres peuvent être rapprochés les uns des autres pour maximiser l'espace disponible. Au fur et à mesure qu'elles grandissent et deviennent plus grandes, ces plantes ont besoin d'espace pour devenir luxuriantes et étendues. Déplacer les plantes pour les espacer est une application pour les RAM. Certains fournisseurs se spécialisent dans cette application.

Pour les vergers, le transport des fruits du lieu de cueillette jusqu'à un point de collecte est une bonne application pour les RAM. L'AMR assiste les cueilleurs humains en les suivant de manière autonome. Le robot porte des plateaux ou bacs dans lesquels les ouvriers peuvent déposer les fruits qu'ils cueillent. Lorsque les plateaux sont pleins, le robot se déplace de manière autonome vers une zone de collecte. Le robot élimine ainsi la marche qui serait autrement nécessaire. Il augmente la productivité en permettant aux travailleurs de continuer à choisir. Il existe des vendeurs qui proposent ce genre de robot.

Demander des offres sur les AMR pour les pépinières, les vergers et les serres

Robots de désherbage

Des robots agricoles qui tuent les mauvaises herbes sont disponibles dans le commerce et plusieurs fournisseurs les proposent. Certains robots de désherbage sont destinés aux jardins familiaux. Ces petits robots sont comme des robots aspirateurs pour les maisons des gens. Mais il existe aussi des robots destinés à desservir de plus grandes fermes.

Pour l'agriculture commerciale, certains robots de désherbage utilisent des micro-doses d'herbicide. Le robot se déplace de manière autonome le long du rang de culture. Il utilise la vision par ordinateur pour distinguer les mauvaises herbes des cultures. Lorsqu'une mauvaise herbe est identifiée, les actionneurs du robot s'activent. Une infime quantité de pesticide est déposée directement sur la mauvaise herbe. Par conséquent, beaucoup moins de produits chimiques sont utilisés.

Une autre approche consiste à utiliser des lasers pour éliminer les mauvaises herbes. Cette méthode n'utilise donc aucun produit chimique et est certifiée biologique.

Certains robots de désherbage sont équipés de panneaux solaires pour alimenter leur fonctionnement, tandis que d'autres utilisent des batteries ou du carburant diesel.

Demander des offres sur les robots de désherbage

Serres robotisées

L'agriculture d'intérieur a proliféré. La culture en intérieur offre un environnement plus contrôlé, avantageux pour l'agriculture de précision. Les lumières LED réduisent un coût critique pour les serres. Les LED d'aujourd'hui offrent la même intensité lumineuse qu'une ampoule à incandescence avec 85 % de consommation d'énergie en moins. L'IA contrôle l'éclairage, la température, le dioxyde de carbone et l'humidité. Et le climat peut être adapté aux besoins de chaque culture. Un tel contrôle signifie que plus de vingt fois la quantité de récolte par acre peut être produite avec 90 % moins d'eau qu'avec les méthodes conventionnelles, selon Root AI. Ajoutez la technologie d'économie de travail des robots dans cette image, et le résultat promet d'être vraiment révolutionnaire.

De nombreuses entreprises d'agriculture d'intérieur proposent leurs fruits et légumes à la vente. Leurs principaux clients sont les épiceries et les restaurants. Leur technologie n'est pas à vendre.

Cependant, quelques vendeurs vendent l'équipement pour installer votre propre serre automatisée.

Une entreprise propose un système modulaire qui peut s'intégrer dans une vitrine à l'intérieur du rayon des produits d'une épicerie. Le magasin peut cultiver de la laitue et des herbes, par exemple, pour les vendre à ses clients. Le système de l'entreprise de serre peut être étendu pour créer une ferme verticale capable de cultiver diverses cultures lors d'une vente commerciale. L'entreprise vend également des composants. Ils offrent un logiciel spécial pour gérer le climat et le flux de nutriments. Des lampes LED exclusives sont disponibles à l'achat. Et des unités de « fertirrigation » peuvent être achetées pour fournir des nutriments aux plantes via une solution circulante.

Une autre entreprise proposant des solutions d'agriculture d'intérieur à la vente adopte une approche novatrice. Leur ferme hydroponique est conçue pour fonctionner à l'intérieur d'un conteneur d'expédition. L'idée du conteneur d'expédition réduit le coût d'achat d'un bâtiment approprié. Cela rend également la ferme portable. Leur site Web vous invite à obtenir un devis et propose un calculateur de retour sur investissement.

L'inconvénient de l'agriculture d'intérieur est qu'elle est énergivore. Par conséquent, ces exploitations n'ont de sens économique que pour les cultures à haute valeur ajoutée comme les fruits et légumes. Vous ne feriez pas de profit en essayant de faire pousser du blé ou des céréales à l'intérieur. Cependant, l'agriculture d'intérieur offre des rendements beaucoup plus élevés. Cela peut être une option d'investissement intéressante pour de nombreuses cultures.

Demandez des offres pour des serres robotisées.

Comment trouver le robot agricole idéal pour votre organisation

HowToRobot est une plate-forme mondiale reliant les utilisateurs finaux aux fournisseurs de robots et d'automatisation du monde entier. Nous avons le plus grand répertoire au monde d'entreprises de robotique. Grâce à notre guide, vous pouvez trouver le type de robot dont vous avez besoin, parfaitement adapté à votre application.

Si vous souhaitez automatiser une tâche au sein de l'agriculture, vous pouvez obtenir des propositions de solutions sur mesure de divers fournisseurs. Décrivez simplement votre projet et commencez à recevoir des réponses.

Vous pouvez également obtenir des devis et recevoir des informations sur les produits pour des robots agricoles, des pièces, des composants et des services de conseil spécifiques. Vous recevrez des informations sur les produits et les prix de plusieurs fournisseurs.

Veuillez noter qu'il existe des experts de HowToRobot impartiaux qui peuvent vous aider à naviguer à travers le processus. Organisez une consultation avec un conseiller expert.