Objectifs: des coûts de main-d’œuvre réduits et une productivité accrue

Les cultivateurs de cannabis regardent l’IA et d’autres outils numériques pour améliorer les cultures et stimuler la productivité

Par David Hodes
8 mai 2023 - Mis à jour le 8 mai 2023

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Une étude de l’Université et de la recherche de Wageningen aux Pays-Bas a utilisé un casque HoloLens de réalité augmentée sur les cultures.

Les cultivateurs de cannabis examinent de près la technologie agricole traditionnelle pour atteindre un nouveau niveau de culture de précision qui utilise tout, de l’intelligence artificielle et de la réalité augmentée aux robots et aux drones.

Les objectifs : un cannabis de meilleure qualité, des coûts de main-d’œuvre réduits et une productivité accrue.

Au cours des dernières années, une foule de solutions basées sur l’IA ont vu le jour pour répondre aux problèmes suivants :

Méthodes ou protocoles de culture du cannabis.
Économies de main-d’œuvre quotidiennes.
Suivi du taux de croissance.
Prévision des rendements.
Gestion des stocks.
Gestion de la rentabilité.

Il s’agit généralement de systèmes numériques basés sur des capteurs gérés par diverses plates-formes – Aroya, Canix et Trym en sont quelques exemples – qui contrôlent la synchronisation de l’éclairage, l’intensité de l’éclairage, l’irrigation, la température, l’humidité, les ventilateurs et le débit d’air, le CO2 et les nutriments des plantes.

« Si vous regardez comment les opérations de cannabis sont gérées, tout le monde fait déjà ses propres essais ou expériences », a déclaré Ben Niehaus, fondateur de SpexAI, basé à Dresde, en Allemagne.

SpexAI développe et teste une caméra intelligente, appelée Hugin.

Montée sur un robot, la caméra roule dans les allées d’une serre la nuit en scannant les plantes, puis combine l’imagerie spectrale de la caméra avec l’apprentissage automatique et l’intelligence artificielle pour détecter les maladies et les cannabinoïdes directement à partir des plantes en croissance.

La technologie crée un modèle 3D de chaque usine en utilisant 1 000 points de données, puis le combine avec des données environnementales pour voir comment l’usine progresse.

« Les producteurs essaient toujours d’optimiser la plante, et ils ont de nouvelles génétiques qui arrivent », a déclaré Niehaus.

« Ils essaient de trouver la meilleure stratégie. Donc, dans un sens, ce sont déjà des chercheurs. »

Croissance de l’horticulture numérique

Un nouveau venu dans la technologie du cannabis est AgriSmart Engineering, basé en Afrique du Sud.

Selon le PDG d’AgriSmart, Constant Beckerling, l’entreprise se concentre sur trois domaines :

Systèmes hydroponiques à recirculation, où l’eau est continuellement récupérée et recirculée vers les plantes, avec des nutriments injectés au besoin.
Éclairage LED.
Gestion et automatisation des données.

« Nous combinons ces trois ensembles de compétences et de flux technologiques différents dans une conception d’installation clé en main, où nous travaillons avec des cultivateurs commerciaux ou des cultivateurs commerciaux potentiels pour mettre en place des environnements de culture, qui sont efficaces mais aussi conformes », a déclaré Beckerling lors d’un entretien téléphonique avec MJBizDaily.

AgriSmart a mis en place un système numérique clé en main dans une installation de culture hydroponique de cannabis à Johannesburg.

La société a identifié des domaines critiques où la technologie telle que l’IA peut jouer un rôle crucial, a déclaré Beckerling, y compris dans un contexte d’éclairage supplémentaire avec un variateur intelligent et réactif.

« Un capteur vous dirait quel serait le rayonnement solaire incident, et sur cette base, l’IA pourrait éclairer ou atténuer automatiquement la lumière LED de la plante », a-t-il déclaré.

« Vous pouvez examiner la composition nutritive de vos tissus végétaux, puis utiliser l’IA pour planifier les calendriers d’irrigation et d’alimentation. »

Influence croissante de l’IA

Justin Clune, PDG de Skysense, une société d’imagerie par drone et d’IA AgTech à San Mateo, en Californie, a vu un problème dans sa propre opération de culture : des plants de cannabis mâles et femelles mélangés dans une culture.

« Nous avions environ un ouvrier à temps plein pour 10 acres juste pour marcher entre les rangées de plantes et regarder chaque plante pour voir si elles sont mâles ou femelles », a déclaré Clune.

« C’est un problème d’aiguille dans une botte de foin. En gros, nous vérifiions le même endroit deux fois par semaine pendant huit semaines.

Il a donc pensé à demander à un drone transportant un capteur de faire le repérage – en d’autres termes, un drone pourrait faire le repérage de 10 à 20 personnes au sol.

« Le plus difficile n’est pas l’idée. C’est toujours l’exécution », a déclaré Clune.

Il a entendu d’autres personnes qui avaient essayé l’idée, certains affirmant qu’un capteur multispectral coûteux était nécessaire pour déterminer le sexe de la plante.

« Tout le monde pensait qu’il y aurait comme ce type de capteur, juste cette solution miracle. Et ce n’est tout simplement pas vrai », a déclaré Clune.

Ce qu’il a trouvé qui fonctionne est quelque chose qui imite la façon dont les humains travaillent.

L’IA transmet essentiellement au drone le même type de connaissances spécifiques au domaine qu’un gestionnaire de ferme ou un travailleur sur le terrain, a déclaré Clune.

« L’IA est vraiment la meilleure technologie pour le travail », a-t-il ajouté.

La vision d’avenir

« De mon point de vue, l’agriculture en environnement contrôlé (ACE) n’était qu’un problème de contrôle. Ce n’est pas un problème agricole », a déclaré Kenneth Tran, PDG et directeur de la technologie de la start-up d’automatisation intelligente Koidra, basée à Seattle.

Tran a déterminé qu’une façon de gérer l’ingénierie des systèmes de serre à l’avance est de créer un modèle de serre 3D.

« Notre modèle de jumeau numérique de serre comprend deux composants entrelacés », a déclaré Tran.

« L’un est un modèle de culture, et l’autre est un modèle de climat de serre. »

Tran a déclaré que la société avait des modèles de culture pour les tomates ainsi que pour la laitue et les légumes-feuilles – mais pas encore pour le cannabis.

« Ce n’est qu’une question de temps », a-t-il déclaré.

« Si quelqu’un le demandait, et que nous pouvions développer le modèle de culture pour le cannabis, alors nous branchons simplement ce modèle de culture dans le modèle de serre, qui est le jumeau numérique de serre. »

Le jumeau numérique informe ensuite le moteur d’optimisation – qui a été formé par un processus d’apprentissage automatique – pour prendre les meilleures mesures en temps réel, telles que l’augmentation ou la diminution de la consommation d’énergie, l’ajout ou la réduction de l’irrigation ou tout autre objectif d’optimisation de la rentabilité.

Un rôle pour la réalité augmentée ?

La réalité augmentée (RA) pour la culture du cannabis pourrait également être à l’horizon.

Joseph Peller, professeur d’imagerie spectrale à l’Université et à la recherche de Wageningen aux Pays-Bas, classé comme la meilleure institution mondiale pour les sciences agricoles, fait partie d’une équipe qui termine un projet de quatre ans utilisant un casque de réalité augmentée sur les cultures.

Son équipe a démontré qu’il est possible de détecter les caractéristiques de maturité des tomates en utilisant les capacités de numérisation 3D de l’appareil HoloLens AR de l’entreprise.

« Nous avons vérifié cela dans une configuration expérimentale avec plusieurs variétés de tomates », a-t-il écrit dans une étude de 2022.

Peller a noté qu’il y a eu des efforts de recherche avec le cannabis à Wageningen, tels que le scan 3D du sommet des plantes pour estimer le rendement.

Il pourrait y avoir une prochaine opportunité d’utiliser la technologie AR dans la production de cannabis.

« Mais je ne pense pas pouvoir parler des détails à ce sujet à cause des aspects juridiques étranges », a écrit Peller.

La culture du cannabis du futur

Sept à 15 types de sous-systèmes matériels / logiciels – tels que les systèmes de contrôle CVC et les systèmes de consommation d’électricité – exploitent la moyenne des grandes installations de culture intérieures, selon Vince Harkiewicz, cofondateur et PDG de Grownetics à Boulder, Colorado, qui a développé une plate-forme de détection et d’automatisation entièrement intégrée pour la culture du cannabis.

« Si vous vouliez vraiment l’autonomie, vous deviez intégrer chaque sous-système », a déclaré Harkiewicz. « Et cela n’a tout simplement pas encore été fait.

« La position que nous prenons est de rechercher tous les systèmes et les nouveaux systèmes qui sortiront à l’avenir. Pour même être en mesure d’extraire les données d’eux pour appliquer et enseigner ces algorithmes d’IA, nous avons besoin d’un middleware qui relie tout cela.

« Et c’est ce que nous avons entrepris de construire. »

Le middleware Grownetics est une base de données de séries chronologiques qui agit comme une sorte de traducteur universel, a-t-il déclaré, en agrégeant toutes les données.

La technologie crache ensuite des rapports et des recommandations basés sur ces données provenant des différents capteurs des sous-systèmes recueillis pendant les opérations - telles que les lectures d’utilisation du CVC, les niveaux d’éclairage, l’humidité du sol, la température, l’humidité relative, le CO2 niveaux, quantités d’eau d’irrigation, niveaux d’électricité utilisés tout au long de la journée.

« Le but de la culture autonome du cannabis est de diriger les caractéristiques de croissance des plantes en court-circuitant et en manipulant tous les stimuli que la plante aurait reçus dans l’environnement naturel avec ceux que nous créons et contrôlons à la milliseconde », a déclaré Harkiewicz à MJBizDaily par courrier électronique.

« L’ACE est un type unique de bio-ingénierie, car nous créons vraiment des environnements étrangers que les plantes ne connaîtraient jamais dans la nature pour accélérer ou les diriger vers la production des composés précieux que nous recherchons. »

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