Vers des robots intelligents et adaptables pour l'agriculture – Tiara

L’utilisation de la robotique en agriculture apparaît comme un levier capable d’accompagner la nécessaire réduction de l’impact environnemental des activités humaines, tout en maintenant des niveaux de production compatibles avec une population mondiale grandissante. En effet, la réduction, puis la suppression de produits phytosanitaires requière le développement de nouveaux outils pour l’agriculture, afin d’accroître la fréquence des travaux. En outre, la pénibilité et la répétabilité de ces travaux amène une difficulté de recrutement. Un tel déficit de main d’œuvre peut être compensé par le déploiement de machines dotées d’un haut niveau d’autonomie, réduisant par ailleurs la pénibilité du travail. En conséquence, de plus en plus de solutions robotiques voient le jour dans le domaine de l’agriculture, faisant de la robotique agricole une filière émergente. Néanmoins, le degré de maturité encore limité nécessite une supervision humaine, parfois limitante pour une utilisation vraiment efficace des robots. Aussi, le développement de nouvelles machines agricoles, dont le niveau d’autonomie peut être ajustée, et exploitant une source d’énergie respectueuse de l’environnement s’avère un atout précieux dans le cadre de la mutation de l’agriculture. C’est dans cet esprit que la société Sabi-Agri a été créée en 2007, avec pour ambition de proposer de nouvelles machines agricoles électriques, modulaires et agiles, aujourd’hui pilotée manuellement.
Le laboratoire commun vise donc à développer l’autonomie de ce type de véhicules agricoles. Il s’agit de mettre en œuvre plusieurs comportements robotiques, ainsi que les mécanismes d’adaptation permettant de sélectionner et ajuster ces comportements en fonction de la tâche à réaliser et du contexte d’évolution. L’objectif principal consiste ainsi à développer une architecture de commande versatile, autorisant le véhicule à travailler de façon autonome en interaction avec l’humain. Tiara mènera en particulier des recherches sur la capacité décisionnelle (IA) et la reconfiguration en ligne de comportement robotiques élémentaires. En effet, la diversité des situations rencontrées, ainsi que la variabilité des conditions d’interactions entre le robot, son outil et l’environnement, impose l’utilisation de plusieurs approches robotiques, pour permettre l’adaptation en temps réel du robot afin de garantir la sécurité et la précision du travail effectué. Ces travaux de recherche devront intégrer les actions humaines, à la fois en ce qui concerne les processus décisionnels, mais également en temps réel. À cette fin, l’architecture de commande intégrera les aspects de collaboration avec l’humain (cobotique), avec une attention particulière au dialogue Homme/robot.
La constitution du laboratoire commun est envisagée de façon progressive, en mettant tout d’abord en place plusieurs comportements élémentaires déjà éprouvés sur d’autres type de robots (suivi de trajectoire multi-capteur, poursuite de véhicule ou de piéton, ...), afin d’apporter un premier niveau d’assistance au véhicule automatisable d’ici 1 an. Cette première étape permettra ensuite de disposer d’une architecture matérielle et logicielle pour le développement de processus décisionnels intégrant le comportement humain, apportant un haut niveau d’autonomie au bout de 2 ans et de capacités de reconfiguration et de décision autonome au bout de 4 ans. Cette vision permettra en outre d’agréger des comportements supplémentaires en année 2 et 3, en fonction des besoins de terrain, ainsi que l’automatisation d’outils embarqués, au travers des recherches génériques menées sur la manipulation mobile en milieux naturels. Compte-tenu de la maturité des approches de navigation autonome, cette dernière composante constitue l’aboutissement de la robotique en agriculture, afin de mettre en œuvre concrètement une agriculture de précision, capables de réduire considérablement l’impact de l’activité humaine sur l’environnement.