L'humanité a un problème alimentaire majeur. La population mondiale devrait augmenter considérablement au cours des trois prochaines décennies, mais notre capacité de production alimentaire aura du mal à suivre le rythme.

Bien que les taux de fécondité globaux soient en train de chuter, une augmentation générale de l'espérance de vie se traduira par une augmentation constante de l'effectif au cours de notre vie. Un rapport de 2015 du DESA de l'ONU indique que la population mondiale atteindra 9,7 milliards d'ici 2050, soit une augmentation de 2,3 milliards par rapport à aujourd'hui.

Bien entendu, l’augmentation générale de l’espérance de vie reflète un niveau de vie plus élevé dans le monde entier, ce qui est un motif de fête..

Mais la perspective d'avoir 33% de bouches à nourrir de plus, en combinaison avec la double menace du réchauffement de la planète et de l'utilisation excessive de pesticides, signifie qu'une réflexion nouvelle est nécessaire dans le domaine de la technologie agricole..

Space: la dernière frontière alimentaire

Le simple fait est que la Terre n’est que très grande et qu’il n’ya que très peu d’espace pour faire pousser des cultures et élever du bétail..

"Au cours des cinq dernières décennies, les techniques et technologies agricoles améliorées ont permis d'accroître considérablement les rendements agricoles, ainsi qu'une expansion de 12% de l'utilisation des terres cultivées", lit-on dans le rapport de 2013 sur les déchets alimentaires de l'Institution of Mechanical Engineers (IMECHE)..

"Cependant, avec la production alimentaire mondiale utilisant déjà environ 4,9 Gha (hectares globaux) de la surface utilisable disponible, une augmentation de la superficie agricole disponible sans impact négatif sur les vestiges des écosystèmes naturels de la planète semble improbable".

En effet, un récent rapport des Amis de la Terre estime que la quantité de terres agricoles dont l'UE a besoin pour satisfaire ses besoins alimentaires est en réalité de 43% supérieure à celle disponible au sein de l'UE elle-même..

Nous approchons rapidement du point où il ne sera plus possible de simplement planter plus de champs cultivés et de reproduire plus de bétail - sans pour autant nuire au moins à l'écosystème. Il faut donc améliorer l'efficacité de nos méthodes agricoles actuelles..

Le monde produit environ quatre milliards de tonnes métriques de nourriture par an, mais en gaspille jusqu'à la moitié. Selon IMECHE, les principaux facteurs de ce gaspillage sont "de mauvaises pratiques de récolte, de stockage et de transport"..

Les producteurs de produits alimentaires répondent toutefois au défi. Dans les pays développés, le gaspillage est considérablement réduit grâce à l'application des technologies d'IA et d'apprentissage automatique.

Agriculture de haute technologie

L'agriculture à grande échelle dans les pays riches est partiellement automatisée depuis plusieurs années maintenant.

Jack Howard, spécialiste des ventes de produits auprès du géant de l'équipement agricole John Deere, a déclaré à TechRadar que le groupe de solutions intelligentes de la société avait entrepris des recherches sur ce qu'il appelle «l'agriculture de précision» dès 1997.

Le premier produit de cette recherche est apparu au tournant du millénaire, sous la forme du premier système GreenStar, qui utilisait le GPS pour offrir à un agriculteur un indicateur lumineux..

C’est toutefois en 2002 que les choses sont devenues vraiment intéressantes, avec le lancement du premier système AutoTrac - le système de guidage automatisé toujours utilisé par les agriculteurs, bien que sous une forme bien améliorée..

Des systèmes tels que l'AutoTrac de John Deere permettent à d'énormes machines de planter des cultures d'une manière beaucoup plus uniforme et précise que tout conducteur humain ne pourrait le faire par lui-même. À l'aide d'un récepteur GPS StarFire placé sur le toit de la cabine, AutoTrac peut guider un tracteur jusqu'à trois centimètres de la ligne empruntée lors de son précédent passage..

Les avantages des systèmes comme AutoTrac par rapport aux efforts manuels sont nombreux. Ils réduisent considérablement les chevauchements dans les processus agricoles tels que le labour, la plantation et la fertilisation, ce qui réduit l'utilisation de produits chimiques et augmente la productivité..

Ils permettent également de pratiquer l'agriculture même lorsque les conditions d'éclairage ne sont pas idéales et réduisent la fatigue des opérateurs, ce qui signifie moins d'erreurs et moins de gaspillage..

Cette utilisation de machines agricoles automatisées prend diverses formes dans le monde entier pour résoudre divers problèmes locaux. En Australie, par exemple, SwarmFarm utilise des «essaims» de robots automatisés (grands groupes de petites machines automatisées travaillant conjointement, utilisant un système anti-collision) pour pulvériser les cultures..

Dans un pays aussi vaste et peu peuplé, où il peut être difficile de trouver une main-d'œuvre agricole suffisante, cela pourrait s'avérer un outil essentiel pour maximiser la production alimentaire..

Vision du futur

Un autre domaine important de l'IA qui commence à avoir un effet positif sur l'agriculture est la vision artificielle, c'est-à-dire le domaine des machines à enseigner pour pouvoir «voir» et déchiffrer ce qui est vu..

Cainthus est une société de vision industrielle basée à Dublin, Ottawa et San Francisco. Curieusement, ce n’est pas un spécialiste de l’agriculture; la société a plutôt choisi ce domaine comme étant celui dans lequel son travail peut avoir le plus grand impact positif.

La société a créé un système de reconnaissance faciale capable d'identifier les vaches par leurs caractéristiques faciales en seulement six secondes, ce qui permet de surveiller facilement tout un troupeau avec un minimum d'interaction humaine directe..

Les systèmes "intelligents" existants nécessitent l'utilisation de dispositifs de suivi physique, dont l'ajustement ajoute un stress supplémentaire non désiré au bétail.

Cainthus est également en train de créer un algorithme permettant d'identifier les premiers signes de boiterie chez une vache en se basant sur la forme de son corps et d'alerter l'éleveur en conséquence. Il peut également détecter le moment où les vaches se disputent le meilleur aliment.

Fait intéressant, Cainthus travaille avec une autre société basée à Ottowa, Fermentrics, qui utilise l’apprentissage automatique pour prédire rapidement l’issue du processus de fermentation dans l’alimentation du bétail..

Juger de la composition appropriée des aliments du bétail est plus un art que la science à l'heure actuelle, et les tests de digestibilité existants peuvent s'avérer coûteux.

Fermentrics exploite les algorithmes d'intelligence artificielle et de vision artificielle de Cainthus pour "démontrer, sur chaque vache, l'impact mesurable de la sélection du fourrage sur la consommation alimentaire".

La vision par ordinateur ne bénéficiera pas que du bétail. Cainthus est l'une des nombreuses entreprises qui appliquent cette technique aux plantes, ce qui, espère-t-il, permettra un traitement ciblé, plutôt que le blitz de cultures entières avec des produits chimiques..

Cela pourrait conduire à une prévention plus efficace des maladies tout en réduisant l'utilisation de produits chimiques, ce qui serait plus rentable et moins dommageable pour l'écosystème au sens large.

L'avenir de l'agriculture

Alors à quoi pourrait ressembler la ferme de 2026 et au-delà??

"Je dirais que cette ferme serait complètement reliée par voie hertzienne - par Internet ou par satellite - au bureau, aux smartphones et tablettes qu'ils utilisent", déclare Howard.

La ferme intelligente du futur, largement automatisée, générera et traitera beaucoup plus de données qu’actuellement. Howard donne l'exemple de systèmes émergents utilisant des capteurs infrarouges et thermiques pour obtenir des données sur les éléments nutritifs d'une culture..

"Cela peut être retransféré dans le logiciel de gestion de batterie utilisé", ajoute Howard. "La plupart des fermes dans 10 ans utiliseraient ce type de technologie.

"Pouvoir prévoir ce que votre culture et ce dont votre ferme aura besoin au cours des deux à 18 prochains mois sur la base des données de culture apporterait beaucoup plus de sécurité à l'ensemble de l'exploitation."

Loin d’empêcher les agriculteurs de prendre le contrôle de leurs mains, exploiter la puissance de l’IA et de l’apprentissage automatique renforcera les capacités décisionnelles des personnes chargées de cultiver nos aliments..

Le problème avec l'agriculture à l'heure actuelle est que cela reste un jeu de hasard, avec un certain nombre de variables gênantes telles que la météo, les prix des produits de base et les prix du carburant en jeu..

La ferme du futur entièrement en réseau pourrait avoir un accès direct aux systèmes de satellites météorologiques. Des sociétés telles que Planet Labs et Spire travaillent actuellement à la démocratisation de ces données au profit de petites entreprises. Cela contribuerait à modifier encore plus l'équilibre de l'agriculture entre l'art et la science..

D'ici 2050, le genre humain n'aura probablement pas la capacité d'accroître sa production alimentaire parallèlement à une population en augmentation constante. En utilisant l'IA pour cultiver plus intelligemment, avec un taux de réussite plus élevé et moins de gaspillage, nous espérons ne pas avoir à.

Crédit image principal: Cainthus