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 Transformer et d'Edward Scissorhands, le robot roule lentement à travers le champ de minuscules plantes. Il utilise trois caméras haute résolution pour observer 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 passe, les comparant à toute la verdure qu'il pourrait raisonnablement trouver dans un champ de terres agricoles riches de la vallée de Salinas à deux heures au sud de San Francisco.

En une fraction de seconde, il y a une allumette - 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 trace autour d'elle", explique Todd Rinkenberger de FarmWise, le fabricant du robot. "Maintenant, il sait ce qu'est une plante. Tout le reste est une mauvaise herbe."

L'ensemble circulaire de lames métalliques du robot se déplace en douceur pour qu'elles soient juste devant la plante, puis s'ouvrent et se ferment, creusant avec précision dans le sol un de chaque côté du semis de brocoli, détruisant les mauvaises herbes tout en laissant la pousse intacte, prête pour atteindre la taille de la récolte dans un mois ou deux.

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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 désherbeurs robots pour Tanimura & Antle, un producteur et vendeur de légumes frais en Californie et en Arizona.

"Je me souviens que j'étais dans les équipes manuelles, c'était 10 heures par jour à marcher dans les champs. Quand vous entrez dans un champ super envahi par les mauvaises herbes, c'est lent, c'est dur. Et c'est chaud", a-t-il déclaré. "Ces machines, elles se fichent de savoir s'il fait chaud ou froid."

La scène de Chualar se joue dans un nombre restreint mais croissant de domaines à l'échelle nationale à mesure que des robots utilisant l'apprentissage automatique sont déployés. Aujourd'hui, les machines automatisées conduisent principalement des tracteurs dans les champs, transportent des charges et effectuent l'éclaircissage et le 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 lointaine à l'avenir.

Ensemble, les machines sont configurées pour aider à résoudre une foule de problèmes. Le plus important est de réduire le besoin d'emplois agricoles éreintants. Des travailleurs seront toujours nécessaires, mais davantage feront fonctionner les robots, moins effectueront un travail physique fastidieux. Cela se traduit déjà par une multitude de nouveaux emplois pour les personnes capables de construire, d'exploiter et de 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 technologie de pointe sur laquelle les travailleurs, les entreprises technologiques, le gouvernement et les grandes entreprises sont tous à des degrés divers optimistes.

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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 cultivateurs, ce qui donne aux agriculteurs une saison de croissance plus longue sans se soucier du compactage et de l'endommagement du sol.

"C'est important, surtout avec le changement climatique, car nous nous attendons à des printemps plus humides et à des étés plus secs", a déclaré Steven Mirsky, chercheur écologiste au Département de l'agriculture des États-Unis.

Le travail est un énorme moteur du changement, a déclaré John D'Arrigo, président de D'Arrigo California. Sa famille cultive de la laitue, du brocoli, du chou-fleur et du brocoli-rabe 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 la laitue ? Ces gens disparaissent, ils prennent leur retraite", a-t-il dit.

Là où il y a de la prudence, c'est de la part des syndicats qui veulent s'assurer que leurs travailleurs bénéficient des avantages de l'automatisation et aider à décider comment elle sera déployée.Jes United Farm Workers of America ne voient pas de robots déplacer les humains dans les champs, a déclaré le directeur des communications 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 faire moins de dégâts sur le corps des gens?" il a dit. "Ou cela va-t-il simplement être 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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C'est certainement le cas de Vargas, 27 ans. Sa mère travaille depuis plus de 14 ans dans les hangars d'emballage de Tanimura et 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 de démonstration Smart Cultivator 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 conduisent dans 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 déplace le long d'un champ de maïs, de blé ou de soja. Appelés auto steer, ces systèmes utilisent le GPS et n'exigent que le conducteur tourne en bout de rangée.

"Lorsque 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 lignes telles que le maïs, le soja, le coton et le blé d'hiver, selon l'USDA.

Le niveau supérieur sera celui des machines qui utilisent des caméras haute résolution pour voir chaque plante et lui donner une giclée d'engrais mesurée avec précision, en fonction de l'état de la plante. Si c'est chétif, il pourrait en avoir plus, s'il 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 celui des petits robots qui peuvent naviguer et désherber sous la canopée d'un champ de maïs après que les plantes ont poussé haut. Toutes les mauvaises herbes, même celles qui sont cachées, absorbent les nutriments et 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 davantage de la culture et du travail manuel que les cultures conventionnelles car 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 des travailleurs se penchent toute la journée pour que quelqu'un qui en a les moyens puisse acheter un légume bio", a déclaré Atallah.

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

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 incarnat dans les champs nouvellement récoltés pour emprisonner l'humidité et renforcer le sol, puis les couper pour enrichir le sol avant de replanter au printemps.

Aujourd'hui, ces cultures doivent être semées après la récolte d'un champ, ou par avion, en laissant tomber les 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 la récolte de la culture principale.

"Cela élargira la capacité de faire des cultures de couverture et prendra moins de temps. Cela ne réduit pas l'intensité de la main-d'œuvre, mais 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 d'innovation et de technologie à Salinas.

Mais alors que ce n'est qu'à une heure au sud de la Silicon Valley, "il y a une véritable déconnexion entre les gens qui travaillent dans la technologie et ceux qui travaillent dans l'agriculture", a déclaré Duncan.

Les problèmes auxquels sont confrontés les agriculteurs sont difficiles à résoudre et n'offrent pas le type d'entreprises technologiques à l'échelle mondiale. 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 melon de quatrième génération dans la vallée centrale de 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 juste voir les lumières s'éteindre. Il n'y avait tout simplement pas assez d'avantages pour qu'ils lèvent l'argent et innover pour résoudre notre problème spécifique."

Aujourd'hui, l'intérêt s'intensifie, comme le montre le lancement de nombreuses startups de robots plus petites. "Il y a dix ans, aucune de ces personnes n'était ici", a déclaré D'Arrigo. "Maintenant, il y en a beaucoup, mais nous en 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 qu'il est plus facile de tuer les mauvaises herbes 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 doit également devenir beaucoup moins cher. « Cueillir une pomme pour 20 $ est un non-démarrage. Cela doit coûter 2 cents », a déclaré Callis.

En fin de compte, les robots pourraient révolutionner l'agriculture, rendre les petites exploitations plus économiques et l'ensemble de l'industrie plus durable, changer un monde agricole dans lequel le modèle a longtemps été "grossir ou sortir".

"Une fois que vous travaillez avec une technologie à échelle 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 à 30 robots ?' " a déclaré Steven Mirsky, un écologiste chercheur 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 de robots faciles à configurer que les agriculteurs peuvent ajouter à 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 ne pouvez qu'ajouter de la capacité pour qu'ils puissent faire ce qu'ils doivent faire", a-t-il déclaré.