Christian Luedtke, chercheur à la Michigan State University, présente un prototype de robot carreleur. (Capture d’écran de Iowa Learning Farms)
Des chercheurs de l’Université d’État de l’Iowa se sont associés à l’Université d’État du Michigan pour développer un robot capable de détecter les nitrates et de surveiller l’état des carreaux afin d’aider les agriculteurs à maintenir la productivité de leurs terres.
Près de la moitié des terres cultivées récoltées dans l’Iowa sont dotées d’un drainage souterrain, selon données de recensement agricole du Département de l’Agriculture des États-Unis. Les systèmes de drainage souterrains contribuent à accroître la productivité des cultures, mais les groupes environnementaux et ceux chargés de l’eau ont souligné qu’ils peuvent également déverser des quantités excessives de nitrates et d’autres nutriments en aval.
Mike Castellano, professeur de sciences du sol à l’ISU, a déclaré que les robots et les capteurs de nitrate pourraient aider les agriculteurs à détecter où, comment et quelle quantité de nitrate ils perdent. Castellano a pris la parole lors d’une journée virtuelle sur le terrain avec Fermes d’apprentissage de l’Iowa 19 décembre.
« Cela permet aux agriculteurs de mieux gérer leurs champs à une échelle précise, d’améliorer à la fois la productivité et les performances environnementales de nos systèmes de production agricole », a déclaré Castellano.
Castellano a déclaré que les technologies actuelles limitent les tests de nitrates à l’extrémité du tuyau de carrelage, mais que le robot serait capable de déterminer « exactement quand et où ces nutriments sont perdus ».
Liang Dong, directeur du centre de recherche en microélectronique de l’ISU, a travaillé avec Castellano pour développer la partie capteur de nitrate de cette technologie.
Dong a déclaré que le capteur est terminé et est commercialisé pour devenir une technologie abordable pour les agriculteurs.
« Lorsque le capteur est suffisamment petit et que le prix est suffisamment bas, les agriculteurs peuvent installer les capteurs dans leur canalisation de drainage, et ils sauront alors quel est le débit d’eau et quelle est la perte de nitrate de leur champ », a déclaré Dong.
L’objectif final est de placer le capteur de nitrate, ainsi qu’une caméra et un capteur de débit d’eau, sur un robot capable de parcourir tout un système de drainage et de stocker les informations destinées aux agriculteurs.
Le robot, développé par l’équipe dirigée par Xiaobo Tan, professeur de génie électrique à la Michigan State University, est encore un prototype.
Christian Luedtke, un chercheur diplômé travaillant avec Tan sur le projet, a pris la parole lors de la journée virtuelle sur le terrain et a présenté le prototype actuel.
Le robot de près de deux pieds de long est actuellement conçu pour utiliser plusieurs barbes en forme d’aileron à l’avant et à l’arrière pour se déplacer dans des tuyaux ondulés.
Luedtke a déclaré avoir appris grâce à ce projet que toutes les tuiles ne sont pas ondulées et que leur diamètre change souvent à travers un champ, ce qui présente des défis supplémentaires pour la création du robot.
« Nous ne savons pas cela en tant qu’ingénieurs et non agriculteurs », a déclaré Luedtke.
Ce sont des choses qu’il a apprises lors de son séjour dans l’Iowa cet été en discutant du projet avec des agriculteurs, dont beaucoup possèdent des tuiles en terre cuite ou en béton installées plusieurs générations auparavant.
Luedtke a déclaré que le robot devait également se déplacer plus rapidement dans les tuyaux, avoir une autonomie de batterie d’au moins quelques heures et être étanche avant que l’équipe de recherche puisse commencer les tests pratiques sur de vrais carreaux.
« En ce qui concerne les problèmes de qualité de l’eau ici dans l’Iowa, si nous pouvons contribuer à fournir une solution facile et peu coûteuse permettant aux agriculteurs de prendre des décisions en ce sens, je pense que cela aurait un grand effet sur notre travail », a déclaré Luedtke.
