La production de fraises dans l’industrie agricole en environnement contrôlé est sur le point de connaître un changement transformateur, grâce aux progrès de l’intelligence artificielle. 

En tant que l'un des fruits les plus populaires au monde, les fraises présentent des défis uniques pour les producteurs commerciaux. L’un des plus grands est la capacité à produire systématiquement des rendements suffisamment élevés pour être rentable.

Les principales raisons contribuant à ce défi comprennent :

• Les prix fluctuants des fraises rendent difficile pour les producteurs de prédire la rentabilité.
• Les pénuries de main d’œuvre, notamment pour la récolte, peuvent affecter le rendement et la rentabilité.
• Les incohérences de température, d’humidité ou de lumière peuvent réduire le rendement.
• La lutte contre les ravageurs et les maladies peut être coûteuse et prendre du temps.
• Les fraises doivent arriver sur le marché encore fraîches.
• La production nécessite des ressources importantes.

L’industrie des produits frais, y compris les producteurs de fraises, a du mal à prévoir la durée de conservation. Selon OneThird, une entreprise technologique néerlandaise, les détaillants perdent souvent 10 à 40 % de leurs bénéfices du fait de devoir jeter des fruits et légumes, y compris des fraises. 

Cela entraîne des pertes financières et entraîne des coûts environnementaux importants, tels qu’une consommation excessive d’eau douce et des émissions de CO2​​.

La pénurie de cueilleurs de fruits a conduit à un intérêt accru pour les solutions automatisées telles que les robots de cueillette des récoltes. Par exemple, un robot de récolte de fraises développé par Organifarms, nommé BERRY, utilise un logiciel de reconnaissance d'images pour déterminer quels fruits sont prêts à être récoltés.

BERRY peut évaluer la maturité, la taille, la forme et la présence de défauts dans chaque fraise. Au-delà de la simple cueillette des fraises, le robot les place également dans des conteneurs. Un système de balance intégré garantit que chacun est correctement rempli.

Le rôle de l’IA pour relever les défis de la culture des fraises

L’IA continue de contribuer à remodeler la production de fraises dans des environnements contrôlés. Des chercheurs taïwanais ont utilisé l’IA pour optimiser les conditions de culture des fraises blanches, ce qui a entraîné une baisse des taux de perte de 70 % à 20 %. Cela montre le potentiel de l’IA pour améliorer les rendements des cultures et la durabilité​​​​. 

Les concours organisés en Chine ont également mis en évidence l'efficacité de l'IA, avec des startups affrontant des agriculteurs expérimentés pour démontrer leurs capacités à améliorer la croissance des fraises.

Un exemple est le concours Duo Duo Smart Agriculture en 2020. Organisé par Pinduoduo et l'Université agricole de Chine, le concours s'est déroulé en collaboration avec l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture. Le rendement, le goût et la rentabilité étaient les priorités principales.

Les équipes d’IA ont enregistré un taux de croissance de la production de fraises 175 % plus élevé que les méthodes traditionnelles. Cet objectif a été atteint en tirant parti des algorithmes d’IA pour contrôler la croissance, démontrant ainsi l’impact que l’IA peut avoir sur l’efficacité et la productivité. 

La concurrence a également mis en évidence la possibilité d'un accès plus rapide au marché pour les fraises, ce qui pourrait se traduire par des avantages en termes de prix.

Ces développements dans la culture des fraises en Chine soulignent le rôle que l’IA peut jouer dans la modernisation de l’agriculture. Ils fournissent des informations et des stratégies que les producteurs peuvent adapter pour améliorer la production alimentaire et la durabilité.

Outre les conditions de croissance, l’optimisation du climat et de la zone racinaire des plantes est également cruciale pour une production de fraises à haut rendement et de qualité. La gestion de la zone racinaire comprend des facteurs tels que la teneur en humidité, l’oxygène dissous, la concentration en nutriments et la température.

Le Dr Youbin Zheng, professeur d'horticulture environnementale à l'Université de Guelph, explique que presque toutes les cultures dans la production végétale en environnement contrôlé sont basées sur des apports humains, tels que l'expérience et le temps disponible pour gérer le climat et la zone racinaire. Par conséquent, dans les systèmes de production intensifs en environnement contrôlé, le climat et la zone racinaire sont souvent loin d’être optimisés.

"L'IA peut être utilisée pour contrôler automatiquement le système climatique et la fertirrigation, avec une gestion précise des données en amont, au milieu et en aval", a déclaré Zheng. "Les données en temps réel provenant des réseaux de capteurs dans les serres à petits fruits permettent une intégration intuitive de l'IA dans les opérations des serres, aidant ainsi les producteurs à prendre des décisions de gestion des cultures plus logiques, spécifiques au site et basées sur des données."

Naturellement, la production de fraises en environnement contrôlé étant encore un secteur émergent, l’utilisation de l’IA sur le terrain est tout aussi nouvelle. Pour que l’IA soit efficace, la collecte de données est essentielle pour les applications futures. 

Par exemple, Zheng souligne la nécessité de disposer de données scientifiques pour prévenir des conditions telles que les brûlures de la pointe des fraises. Ceci est particulièrement nécessaire car le problème n’apparaît pas immédiatement. Au lieu de cela, il se développe au fil du temps en raison des conditions environnementales. 

"Sans données, l'IA ne peut pas éviter de manière préventive ces conditions néfastes, qui ont un impact sur la santé et le rendement des plantes", a ajouté Zheng.

Le Dr Chieri Kubota, professeur au Département d'horticulture et de sciences végétales et directeur du Centre d'agriculture à environnement contrôlé de l'Ohio à l'Université d'État de l'Ohio, convient que davantage de données sont nécessaires avant que les producteurs puissent intégrer pleinement l'IA dans la production de fraises.

"Les données et les connaissances sur la croissance et le développement des fraises dans des environnements contrôlés sont encore limitées et, par conséquent, les applications de l'IA sont également limitées", a-t-elle déclaré. 

Outre les données, elle souligne la nécessité de davantage de connaissances physiologiques, en particulier sur les réponses des plantes aux conditions environnementales.

Conformément aux observations de Kubota, un aspect qui mérite attention est le manque de connaissances sur les réponses des fraises aux variables environnementales telles que la lumière et la température. Ces facteurs sont critiques en raison de la sensibilité de la culture. 

En particulier, différents cultivars de fraisiers présentent des réponses de floraison variables, où la lumière et la température sont des influences significatives. Cette spécificité de la réponse est importante, explique MS Karla Garcia, spécialiste des services techniques et consultante chez Hort Americas, car la production de fraises en serre est un domaine d'intérêt relativement nouveau. 

« La plupart des cultivars de fraises ont été étudiés et classés en fonction de leurs performances sur le terrain », a-t-elle déclaré. « Il existe donc un besoin urgent de recherches spécifiques aux cultivars pour comprendre et gérer efficacement chaque type dans des environnements contrôlés. »

Actuellement, l'équipe de Kubota à l'OSU collabore avec Koidra, un acteur clé de l'agriculture basée sur l'IA, pour explorer des moyens innovants d'optimiser la croissance des plantes. Leur objectif est de comprendre les réponses des plantes à divers facteurs environnementaux et d’intégrer ces connaissances dans les algorithmes d’IA. 

Cette collaboration vise à combler le fossé entre les pratiques agricoles actuelles et les applications avancées de l’IA, ouvrant la voie à une production plus efficace et durable. 

Le rôle de Koidra dans le défi de l'innovation locale

Koidra cherche également à faire des progrès significatifs dans la production de fraises grâce au Homegrown Innovation Challenge. Le défi vise à prolonger la saison de croissance des petits fruits au Canada, à réduire la dépendance du pays à l'égard des produits frais importés et à améliorer la sécurité alimentaire. 

Le projet de Koidra, « Système d'environnement contrôlé autonome pour la production de baies toute l'année », est réalisé en collaboration avec le Dr Youbin Zheng et le Dr Xiuming Hao d'Agriculture et Agroalimentaire Canada​​.

« Grâce à la technologie avancée de l'IA, notre objectif n'est pas seulement d'améliorer les rendements », a déclaré Kenneth Tran, PDG de Koidra. « Nous cherchons à tirer parti de nos succès lors de projets précédents pour définir davantage ce qui est possible dans l'agriculture en environnement contrôlé. Avec les fraises, nous visons une plus grande efficacité, durabilité et rentabilité. 

Les solutions d'IA de Koidra affinent et optimisent les paramètres environnementaux dans les serres, tels que la température et les niveaux de CO2, garantissant des conditions de croissance idéales. Cela augmente le rendement tout en améliorant l’efficacité des ressources, rendant le processus de culture plus durable. 

Les précédents succès de l'entreprise dans des projets de serres autonomes avec des concombres et de la laitue, où elle a atteint des rendements records et des notes de durabilité, démontrent l'impact potentiel de leur technologie sur la culture des fraises.

L'avenir de l'IA dans la production de fraises

L’intégration de l’IA dans la culture des fraises est une étape vers une culture durable des petits fruits. Cela représente également un pas en avant pour l’avenir de l’agriculture. 

Le Homegrown Innovation Challenge souligne le besoin d’éducation et de collaboration dans l’agriculture canadienne, créant ainsi un précédent pour les pratiques agricoles mondiales. Cette initiative illustre le rôle clé des innovateurs technologiques et des producteurs dans l’élaboration de l’avenir de la production alimentaire​​​​.

L’IA offre une solution prometteuse aux défis auxquels sont confrontés les producteurs de fraises, en particulier dans l’agriculture en environnement contrôlé. Grâce à des initiatives telles que le Homegrown Innovation Challenge et au travail pionnier d'entreprises telles que Koidra, l'industrie de la fraise devrait connaître des progrès significatifs. 

À mesure que l’IA continue d’évoluer, son rôle dans l’agriculture va certainement s’étendre, offrant de nouvelles opportunités aux producteurs et contribuant à un système de production alimentaire plus durable et plus efficace.

Sources : Urbanagnews.com

-----

À propos de Koidra Inc.

Koidra Inc. est une société de contrôle autonome dont le logiciel aide les producteurs à augmenter les rendements, à réduire les ressources et à promouvoir une agriculture durable. Prenant en charge la technologie de copilote IA, ce logiciel s'intègre parfaitement à tous les ordinateurs climatiques existants.

Koidra a remporté des victoires consécutives dans le prestigieux Défis des serres autonomes (AGC) par l'Université et la Recherche de Wageningen aux Pays-Bas. Surpassant les cultivateurs expérimentés, l’entreprise a obtenu des rendements inégalés grâce à ses solutions d’IA.

Koidra a obtenu des subventions d'organismes réputés, notamment le USDA, pour son travail innovant. En intégrant l'intelligence artificielle, l'apprentissage automatique, l'IoT et les connaissances d'experts, l'entreprise a développé des outils avancés et robustes. Ces outils permettent aux producteurs et aux fabricants d'atteindre leurs objectifs de production et de durabilité tout en minimisant les coûts.