l'innovation de rupture pour faciliter la transition agricole dans le monde

La naissance d'EXXACT Robotics

Réduction des intrants, meilleure prise en compte des sols, adaptation au changement climatique…Partout dans le monde, l'agriculture est engagée dans une transition extrêmement rapide de ses pratiques sous la pression de l'opinion et des pouvoirs publics, et face à l'urgence de viser la neutralité carbone. Leader de la pulvérisation et partenaire privilégié des agriculteurs, le groupe EXEL industries s'emploie à mettre au point des solutions qui permettent d'atteindre les objectifs ambitieux liés à la transition agroécologique. Les besoins en innovation s'accélèrent et concernent l'ensemble des marques du groupe.

Ce sont ces constats qui conduisent, en 2019, à la naissance d'EXXACT Robotics, centre de recherche mutualisé dédié à l'innovation pour l'agriculture de précision. EXXACT Robotics se structure ensuite rapidement sous la direction de Colin Chaballier en constituant une équipe d'experts ingénieurs et docteurs en robotique, en intelligence artificielle en mécatronique et en agronomie. Aujourd'hui, EXXACT Robotics compte 25 personnes et continue à recruter des profils ayant des compétences de pointe. L'objectif est clair : Concevoir et mettre à disposition des agriculteurs des solutions technologiques durables et pragmatiques qui facilitent la transition agricole à travers le monde.

La pulvérisation de précision, un impératif partout dans le monde

Sous l'effet de l'augmentation croissante de la population mondiale qui atteindra 10 milliards d'êtres humains en 2050, il est impératif d'augmenter la production alimentaire mondiale. La production de céréales (blé, riz, maïs,…) doit ainsi passer de 2,7 à 3,5 milliards de tonnes par an en moins de 30 ans tout en réduisant drastiquement l'usage d'intrants pour préserver les écosystèmes.

Un défi colossal et… accessible. Pour preuve, entre 1970 et 2020, la production agricole a été multipliée par 2 et les quantités de substances actives appliquées divisées par 3 dans la même période. Spécialiste mondial de la pulvérisation, le groupe EXEL Industries est particulièrement investi dans leur évolution technologique. Après avoir prôné « la bonne dose, au bon moment, au bon endroit », le groupe va encore plus loin avec la « Nouvelle Pulvérisation ».

Les innovations technologiques successives améliorent significativement la précision et la qualité lors de l'application des produits tout en réduisant significativement les doses de 30 à 80 % à terme : anti dérive, ajustement du débit par rapport à la vitesse ou sur la rampe dans les virages, ou encore dans le champ en fonction du tracé GPS, en fonction des ZNT (zones de non-traitement)… jusqu'au ciblage à la buse des zones à pulvériser par reconnaissance visuelle des adventices.

3S Spot Spray Sensor® , la technologie EXXACT Robotics au service de la pulvérisation de précision

EXXACT Robotics a mis au point une solution technologique de captation et d'analyse d'images en temps réel grâce à l'intelligence artificielle pour détecter les bio-agresseurs tels que les adventices, les maladies ou les nuisibles.

Les capteurs haute précision embarqués permettent l'acquisition instantanée des données qui sont analysées en temps réel par la technologie 3S Spot Spray Sensor®. L'information est ensuite envoyée au pulvérisateur pour délivrer uniquement la bonne dose au bon endroit.

EXXACT Robotics réussit le tour de force de commercialiser une technologie totalement intégrée dans la rampe des pulvérisateurs des marques du groupe Exel Industries, utilisable aussi bien sur sol nu que sur grandes cultures, de jour comme de nuit et jusqu'à une vitesse de 25 km/h.

Les premières rampes équipées de la technologie 3S Spot Spray Sensor® seront commercialisées à partir de fin 2022 pour l'usage des herbicides et intégrée progressivement aux marques du groupe EXEL Industries.

Une feuille de route pragmatique

Véritable cellule de R&D autonome du groupe EXEL Industries, EXXACT Robotics s'est imposé un cahier des charges à la fois ambitieux et pragmatique pour atteindre un seul objectif : mettre au point une technologie fiable au service de la pulvérisation de précision. Une solution réellement opérationnelle pour les agriculteurs, partout dans le monde : Adaptée à tous les usages de la pulvérisation, aussi bien pour les produits de protection des plantes que pour la fertilisation.

Des bénéfices directs pour les agriculteurs

EXXACT Robotics a pensé à tout pour faciliter le quotidien des agriculteurs. Les capteurs sont intégrés directement à la rampe du pulvérisateur pour un meilleur contrôle de la stabilité. La technologie 3S Spot Spray Sensor® communique directement avec le système de régulation du pulvérisateur pour une meilleure efficacité de la pulvérisation. La console de pilotage de 3S Spot Spray Sensor® est intégrée à la cabine pour une meilleure ergonomie.

Grâce à la régulation de la pulvérisation, les quantités d'intrants utilisées sont drastiquement réduites tout en optimisant le rendement des cultures. Aucune perte de temps grâce à un usage possible à une vitesse habituelle et jusqu'à 25 km/h.

Des configurations adaptées à tous les pulvérisateurs

La technologie 3S Spot Spray Sensor® s'adapte à tous les pulvérisateurs :

• Faible densité : un capteur tous les 3m, pour une haute précision sur les systèmes les plus répandus. Idéal pour la coupure de tronçons.
• Haute densité : un capteur tous les mètres, pour une précision optimale et une meilleure gestion des ombres dans les cultures en ligne. Idéal pour la pulvérisation à la buse.

Des collaborations référentes

Pour objectiver les bénéfices attendus de la technologie 3S Spot Spray Sensor®, EXXACT Robotics a engagé des collaborations avec les meilleurs experts scientifiques mondiaux.

Eurofins Agroscience Services et Wageningen Plant Research, service de Wageningen University and Research appuient actuellement le développement de nouvelles méthodologies scientifiques afin de mesurer les performances opérationnelles du système 3S Spot Spray Sensor®

De fortes ambitions pour un déploiement mondial

Développé en collaboration étroite avec les marques du groupe EXEL Industries, la technologie 3S Spot Spray Sensor® sera progressivement déployée sur les équipements des marques du groupe EXEL Industries (Agrifac, Apache, Berthoud, Evrard, Hardi et Tecnoma).

Les premiers pulvérisateurs équipés de la technologies 3S Spot Spray Sensor® seront disponibles dès la fin 2022 et seront présentés lors du prochain salon Agritechnica en février 2022, en premier lieu pour l'usage des herbicides.

En parallèle, EXXACT Robotics poursuit les développement les développements pour répondre au calendrier suivant :

• 2024 Introduction des fonctionnalités pour la fertilisation azotée
• 2025 Introduction des fonctionnalités pour l'utilisation de fongicides
• 2026 Introduction des fonctionnalités pour l'utilisation d'insecticides

source© Publicnow 2021

Aperçu du marché:

L'intelligence artificielle(IA) dans l'agriculture, la taille du marché est stimulée par l'adoption des robots dans l'agriculture. On estime que l'augmentation de la consommation et l'exigence croissante d'un meilleur rendement des cultures sont l'un des principaux facteurs qui alimentent la demande de robots dans l'agriculture. L'augmentation de la consommation incite les agriculteurs à étendre les opérations agricoles et entraîne l'exigence d'automatisation des opérations agricoles. Alors que les agriculteurs se tournent davantage vers l'automatisation, les drones et les robots font désormais partie intégrante des exploitations agricoles et améliorent le rendement et la qualité des produits. Etant donné que l'IA est l'épine dorsale de la robotique, on estime que l'adoption croissante de robots dans l'agriculture stimulera la croissance du marché de l'IA dans l'agriculture.

L'intelligence artificielle green, les tendances 2022

Face à l’accélération du changement climatique et la prise de conscience de la contribution de l’intelligence artificielle aux émissions carbone, deux concepts se distinguent : Green AI et AI for green.

Le premier promeut une intelligence artificielle moins gourmande en énergie, en ressources, et qui a pour but de réduire son propre impact carbone. Pour cela, les créateurs peuvent utiliser des modèles moins complexes, limiter le nombre d’entraînements des modèles ou encore faire un compromis entre performance technique et consommation énergétique.

Le second concept, "l’AI for Green”, qualifie les intelligences artificielles développées pour une utilisation à finalité durable et au service de l’environnement : optimisation des trajets en voiture pour économiser du carburant, prédiction des phénomènes climatiques extrêmes et anticipation de leurs impacts, etc. Ces applications de l’intelligence artificielle permettent donc de faciliter la transition durable, et ce, dans une majorité des secteurs économiques. 

Ces deux concepts répondent au final à une même nécessité, qui est celle – urgente – de participer aux efforts de réduction des émissions carbone. En 2022, il est indispensable pour les créateurs d’algorithmes d’intelligence artificielle de les intégrer : en entamant en amont une réflexion sur la finalité et l’utilité de l’algorithme, puis en favorisant l’IA frugale pour le développement et la mise en production.

Prévenir et protéger les solutions d'IA en production

L’accroissement du nombre de solutions d’IA mises en production et donc accessibles aux utilisateurs entraîne une augmentation des attaques et des détournements de ces outils. Ces attaques peuvent tromper un modèle en modifiant l’entrée : par exemple un classifieur de texte binaire considère la phrase “manger un enfant” comme “mauvais” alors que “manger un enfant car j’avais très faim” peut être considéré comme “bon”. À ajouter à cela, la possibilité que l’algorithme ne soit pas protégé : il peut alors dévoiler les données avec lesquelles il a été entraîné, générant de lourdes conséquences lorsqu’il s’agit de données personnelles. 

Pour faire face à ces menaces, trois mesures sont recommandées : (1) réaliser de la veille technologique pour identifier les nouvelles attaques et être sensibilisé au sujet, (2) lors de la construction d’un produit d’IA, intégrer dès la phase de cadrage l’identification des potentielles menaces et des contraintes de sécurité (du modèle, et l'infrastructure qui héberge la solution, le type d’accès, …) et (3) durant le développement du modèle, utiliser des techniques de protection des données d'entraînement comme la differential privacy¹ ou le knowledge distillation². Enfin, une autre méthode préventive consiste à appliquer systématiquement des tests de robustesse pour identifier les vulnérabilités de la solution avant sa mise en production. 

Avec tous ces paramètres en tête, il est clair que l’on gagne fortement à anticiper la sécurité et la protection des algorithmes d’intelligence artificielle avant leur mise en production : cela évite les dérives et la fuite de données confidentielles.

1 - differential privacy :confidentialité différentielle

2 - knowledge distillation :la connaissance de distillation