Les robots comme auxiliaires dans la récolte des salades
Solution robotique pour l'automatisation de la récolte des salades
La laitue est une culture précieuse en Europe et aux États-Unis. Mais la pénurie de main-d'œuvre rend difficile la récolte de cet important légume de plein champ, car la recherche d'une main-d'œuvre saisonnière suffisante pour respecter les engagements en matière de récolte est l'un des principaux défis du secteur. De plus, comme l'inflation des salaires augmente plus vite que les prix à la production, les marges sont très étroites. En Angleterre, les spécialistes de l'ingénierie et des machines agricoles développent une solution robotique pour l'automatisation de la récolte des laitues en collaboration avec IDS Imaging Development Systems GmbH (Obersulm).
L'équipe travaille sur un projet financé par Innovate UK et comprend des experts de Landmaschinenfabrik Grimme, du centre Agri-EPI (Edimbourg, Royaume-Uni), de l'université Harper Adams (Newport, Royaume-Uni), du Centre for Machine Vision de l'Université de l'Ouest de l'Angleterre (Bristol) et de deux des plus grands producteurs de salades du Royaume-Uni, G's Fresh et PDM Produce.
Le projet permet d'adapter les machines existantes chargées de la récolte des poireaux pour soulever les laitues du sol et les pincer entre des bandes de compression. Les feuilles extérieures de la laitue sont enlevées mécaniquement pour exposer la tige. Grâce au traitement d'image industriel et à l'intelligence artificielle, un point de coupe précis sur la tige est ensuite déterminé pour séparer la tête de la laitue de la tige.
« La coupe d'une laitue iceberg est l'étape du processus la plus compliquée à automatiser sur le plan technique selon les coéquipiers de la filiale Salad Harvesting Services Ltd », explique Rob Webb, spécialiste des ventes de produits IDS. Une caméra GigE Vision de la famille uEye FA est intégrée dans le prototype du robot de récolte. Elle est considérée comme étant particulièrement résistante et convient donc parfaitement aux environnements exigeants. « Comme il s'agit d'une application extérieure, un boîtier de classe de protection IP65/67 est nécessaire », souligne Rob Webb.
Le choix s'est porté sur le modèle GV-5280FA-C-HQ, équipé du capteur CMOS compact 2/3" à obturateur global IMX264 de Sony. « Le capteur a été choisi principalement pour sa polyvalence. Nous n'avons pas besoin de la pleine résolution pour le traitement de l'IA, la sensibilité peut donc être augmentée par compartimentage. Le format plus grand du capteur élimine également la nécessité d'utiliser des optiques grand angle », explique Rob Webb, résumant ainsi les exigences. À l'usage, le capteur CMOS impressionne par sa qualité d'image exceptionnelle, sa sensibilité à la lumière et sa plage dynamique exceptionnellement élevée. Il fournit des images de 5 mégapixels au format 5:4 à 22 images par seconde, pratiquement sans bruit et avec un contraste très élevé, même dans les applications où les conditions de luminosité sont fluctuantes. Les nombreux accessoires, notamment les tubes d'objectif et les câbles compatibles avec les chaînes porte-câbles, sont tout aussi robustes que les boîtiers de caméra et les connecteurs à vis (connecteur M12 à 8 pôles avec codage X et connecteur Binder à 8 pôles). Autre avantage : les fonctions internes à la caméra comme le prétraitement des pixels, LUT ou gamma, réduisent au minimum la puissance de calcul nécessaire.
Le prototype du robot de récolte sera utilisé pour des essais sur le terrain en Angleterre vers la fin de la saison 2021.
« Nous sommes heureux de cette participation au projet et nous attendons avec impatience les résultats. Nous sommes convaincus de son potentiel pour automatiser et accroître l'efficacité de la récolte des laitues, et pas seulement pour compenser le manque de main-d'œuvre saisonnière », affirme Jan Hartmann, directeur général d'IDS Imaging Development Systems GmbH.
Les défis du secteur agricole sont en effet complexes. Selon les prévisions de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO), la productivité agricole devra augmenter de près de 50 % d'ici 2050 par rapport à 2012 en raison de l'augmentation spectaculaire de la population. Une telle attente de rendement représente un énorme défi pour le secteur agricole, qui n'en est encore qu'au tout début en termes de numérisation par rapport à d'autres industries et qui est déjà soumis à une forte pression pour innover face aux changements climatiques et aux pénuries de main-d'œuvre.
L'agriculture de demain repose sur des dispositifs en réseau et sur l'automatisation. Les caméras sont un élément important, et l'intelligence artificielle est une technologie centrale ici. Les applications intelligentes telles que les robots de récolte peuvent y contribuer de manière significative.