Le tracteur entièrement autonome de John Deere.
Cent huit-cinq ans plus tard, les initiatives agricoles de Deere sont passées des charrues à une autonomie quasi totale du tracteur.
En 1837, John Deere a lancé la première charrue en acier auto-récurante à succès commercial. Aujourd’hui, l’entreprise mondiale fertilisée par son invention cherche à transformer à nouveau l’agriculture avec le tracteur autonome 8R John Deere. Combinant un tracteur phare avec sa charrue à ciseau compatible TruSet ™ et des technologies allant du guidage GPS à l’assemblage d’images, de l’IA à l’apprentissage automatique en passant par les données en temps réel, le système exclusif Deere et sa précision inférieure au pouce marque une étape majeure hors de la cabine. Un porte-parole de Deere a placé l’autonomie du système au niveau 4 avec certaines caractéristiques du niveau 5.
Joe Liefer, chef de produit senior pour l’autonomie, John Deere Intelligent Solutions Group, approuve avec enthousiasme l’utilisation de l’autonomie pour augmenter la productivité, la rentabilité et la durabilité pour ses clients. Un vétéran de Deere de 17 ans, Liefer définit son travail comme “découvrir ce dont les agriculteurs auront besoin dans leurs premiers produits autonomes, puis travailler avec l’ingénierie pour développer ces solutions.”
UI: QUAND DEERE EST-IL ENTRÉ EN AUTONOMIE?
LIEFER: Nous tirons parti de 20 ans de conduite autonome avec GPS sur les tracteurs. En 2019, nous avons commencé à former notre équipe de développement de l’autonomie, dont je fais partie maintenant, pour apporter de l’autonomie au travail du sol d’automne. Nous avons parlé aux agriculteurs — que cherchez-vous? Pourquoi le veux-tu ?
UI: QU’APPORTE L’AUTONOMIE À L’AGRICULTURE DE PRÉCISION ?
LIEFER: Nous croyons sincèrement que le prochain point pivot de l’agriculture est la pleine autonomie. En tirant parti de la vision par ordinateur, de l’apprentissage automatique et des logiciels avancés, precision a permis de passer du niveau du terrain à la gestion de chaque usine. Comment pouvons-nous nous assurer qu’il a le meilleur environnement de croissance, qu’il est protégé, qu’il est nourri et, en fin de compte, que nous allons cultiver le plus de nourriture pour nourrir le monde? L’autonomie de précision va permettre aux agriculteurs de cultiver plus de nourriture, d’aider à faire le travail à temps, d’améliorer leur qualité de vie et, finalement, d’être plus rentables.
UI: COMMENT CETTE AUTONOMIE RECOUPE-T-ELLE LES FORCES MACRO AUXQUELLES SONT CONFRONTÉS LES AGRICULTEURS ?
LIEFER: Les agriculteurs ont un travail incroyablement gratifiant. Ils sont également soumis à une pression de temps incroyable pour faire le travail au bon moment pour les conditions de croissance parfaites. Et dans de nombreux cas, plusieurs tâches doivent se produire en même temps. Il y a des pénuries de main-d’œuvre en Amérique rurale, et ils ne peuvent pas travailler 24/7. Certaines de ces saisons de croissance, c’est très, très intense 6 à 8 semaines, 12 à 18 heures par jour, et ils ne peuvent pas faire tous les travaux à la ferme. C’est pourquoi ils nous demandent l’autonomie.
UI: COMMENT CELA FONCTIONNE-T-IL DU POINT DE VUE DE L’AGRICULTEUR?
LIEFER: Nous avons abordé l’autonomie comme une solution de rénovation. C’est un boulon sur le tracteur John Deere 8R d’origine qui est dans leur hangar à machines aujourd’hui, de sorte qu’un agriculteur ne sera pas obligé d’aller acheter une toute nouvelle machine ou un véhicule spécialement conçu. En moins de huit heures, ce concessionnaire John Deere peut installer nos nacelles de caméra, les faisceaux de câbles, le nouveau logiciel de tracteur et notre technologie precision ag pour rendre cet équipement entièrement autonome. Cela va abaisser la barrière à l’entrée.
UI: ET SUR LE TERRAIN ?
LIEFER: Il est conduit manuellement sur le terrain. Ensuite, ils sauteront du taxi. Ils vont prendre leur téléphone portable, ouvrir le mobile du Centre d’opérations John Deere connecté au cloud et au tracteur également. Ils vont glisser pour démarrer le mouvement et ils sont ensuite libres d’aller faire un deuxième travail à valeur ajoutée, que ce soit en s’occupant des animaux ou en étant vendeur de semences ou agronome. Ou passez du temps en famille ou dans la communauté.
UI: VOUS AVEZ UTILISÉ UNE PHRASE INTÉRESSANTE“ « LA CONFIANCE DE QUITTER LE TERRAIN. »COMMENT LA TECHNOLOGIE AUTONOME PERMET-ELLE CELA?
LIEFER: Les agriculteurs créent des limites de champ avec notre technologie GPS depuis des années. Le tracteur sait déjà où il en est, il va donc automatiquement planifier la manière la plus optimale et la plus optimisée de cultiver ce champ. Nous avons trois paires de caméras stéréo à l’avant du tracteur et trois paires à l’arrière autour du haut de la cabine, placées pour nous donner une visibilité à 360 degrés. L’accès à un flux vidéo en direct à partir de l’une des caméras permet aux agriculteurs de surveiller la qualité du travail. Les agriculteurs peuvent effectuer des réglages à distance, de vitesse ou de profondeur, directement depuis leur téléphone portable, et le système s’adapte au nouveau réglage.
Sur chaque module de caméra, nous avons un GPU NVIDIA Jetson qui traite les images. Nous regardons le monde à trois images par seconde, et il faut environ 100 millisecondes pour traiter une image. Nous recherchons des changements dans l’environnement, des objets qui pourraient se trouver sur le chemin du voyage, ainsi que toute personne s’approchant de la machine par le côté. Si nous voyons un objet, le GPU va demander d’arrêter immédiatement le tracteur. Nous sommes confiants de pouvoir percevoir le monde qui nous entoure.
UI: QUEL EST LE RÔLE DES DONNÉES DANS CETTE SOLUTION ?
LIEFER: Nous disposons de données télématiques et de machines, où nous savons qu’il y a de nombreuses fois où la productivité ultime d’un agriculteur n’est pas à 100%. En optimisant les plans d’orientation, nous pouvons accroître l’efficacité du travail.
En 2019, nous avons commencé à collecter des images de champs agricoles. Les modèles réels se sont formés à partir d’environ 150 000 images, mais nous avons 50 millions d’images dans notre ensemble de données et cela augmente chaque jour. Nous utilisons l’apprentissage automatique pour classer le monde. Nous regardons le monde avec nos caméras stéréo à partir d’une classification d’images rouge / vert / bleu pour percevoir et catégoriser ce qui nous entoure. Nous utilisons également — ce que nous pensons être super nouveau – un canal de profondeur pour améliorer les prédictions des caméras stéréo, car nous devons être capables de localiser géospatialement des choses sur le terrain — des poteaux électriques, des lignes d’arbres. De plus, il existe une autre couche de modèle de vision par ordinateur que nous avons formée pour examiner la qualité du travail: le colmatage des résidus, en veillant à ce que les composants qui engagent le sol ne soient pas cassés. Nous avons également un modèle de vérification de la santé de la machine. Nous exploitons différentes modalités de capteurs, beaucoup d’apprentissage automatique par vision par ordinateur, pour remplacer les yeux et les oreilles de l’agriculteur.
UI: QUELS ÉTAIENT LES DÉFIS DE DÉVELOPPEMENT QUE VOUS AVEZ DÛ SURMONTER?
LIEFER: Nous avons des plages de températures extrêmes. C’est poussiéreux. C’est à l’extérieur. Nous avons donc dû renforcer le matériel et les composants. La puce NVIDIA Jetson n’était pas nécessairement conçue pour rebondir dans le champ d’un agriculteur toute la journée, nous avons donc dû travailler sur un boîtier pour cela. Nous avons développé un modèle pour reconnaître l’inattendu — quelque chose qui souffle dans un champ, un arbre qui se brise là où un agriculteur ne savait pas qu’il était en panne — pour s’assurer que nous nous arrêtons.
UI: COMMENT AVEZ-VOUS INCLUS LES AGRICULTEURS DANS LA BOUCLE DU DÉVELOPPEMENT?
LIEFER: Nous avons des partenaires de développement. D’abord en collectant des données sur leurs fermes, puis, au fur et à mesure que nous créions le produit, en nous donnant des commentaires. Répond-elle à leurs attentes ? De quoi ont-ils besoin pour pouvoir l’adopter ? Nous organisons des actions sur le terrain pour nous assurer que nous avons un système sûr.
UI: COMMENT LES ACQUISITIONS DE DEERE S’INSCRIVENT-ELLES DANS CE PROCESSUS ?
LIEFER: En 2017, nous avons acquis Blue River Technology, une société d’apprentissage automatique par vision par ordinateur. Récemment, nous avons fait l’acquisition de Bear Flag Robotics, une entreprise autonome. Nous pensons que les possibilités d’autonomie sont vastes, et donc, alors que notre entrée initiale ici est avec des caméras stéréo, Bear Flag Robotics a approché l’autonomie avec le LiDAR et le radar. Au fur et à mesure que nous entrerons dans de nouveaux emplois, nous aurons des modalités de capteur supplémentaires pour nous assurer que nous pouvons faire tous les travaux qu’un agriculteur attend de nous.
UI: QUEL EST LE CALENDRIER POUR TRANSMETTRE CE SYSTÈME À L’AGRICULTEUR?
LIEFER: En 2022, il sera disponible en version limitée; nous commençons par le travail du sol d’automne. Je l’ai déjà présenté aux agriculteurs; je suis déjà épuisé pour l’automne 22 des unités que nous aurons. À l’approche de 2023, nous qualifierons davantage de tracteurs et mettrons en œuvre des modèles capables de faire des travaux de manière autonome pour les agriculteurs.
UI: LES CULTURES, LA TAILLE, L’EMPLACEMENT ET LE SOL DES EXPLOITATIONS AGRICOLES SONT TRÈS VARIABLES. OÙ VERRIEZ-VOUS CELA POSITIONNÉ?
LIEFER: Pensez à un agriculteur qui a un emploi de jour à temps plein, mais qui pourrait tout de même cultiver des acres 1,500 les nuits et les week-ends, manquant du temps en famille et des événements sportifs. Cet agriculteur à temps partiel pourra commencer un travail le matin, aller à un travail de jour, peut-être revenir, déplacer le tracteur vers un autre travail, le laisser fonctionner toute la nuit. Pour eux, cela va changer la donne pour la qualité de vie. Agriculteurs à temps plein – ils pourront tirer parti de leur autonomie tout en se concentrant sur d’autres moyens de générer des revenus. Passons ensuite aux très grandes fermes. Ils ont des dizaines de machines, des dizaines d’employés, ce qui est un défi, trouver, former, retenir la main-d’œuvre. Courons avec autonomie pour remplacer ce besoin.
UI: ET LES PRIX?
LIEFER: Nous n’avons pas publié de prix, mais ce sera un modèle d’affaires différent pour Deere. Alors que nous réfléchissons à la façon de rendre l’autonomie plus accessible à un plus grand nombre de producteurs, nous allons examiner un modèle de type de paiement à l’utilisation, pour permettre aux agriculteurs d’avoir continuellement accès aux logiciels les plus récents et les plus performants.
UI: UNE PARTIE DE LA COUVERTURE A EXPRIMÉ DES CRAINTES QUE L’AUTONOMIE ANÉANTISSE LES AGRICULTEURS. COMMENT EN PARLEZ-VOUS ?
LIEFER: Ce n’est pas que les agriculteurs pensent que cela va les remplacer. C’est vraiment ce multiplicateur de force qui les passionne. Nous n’essayons pas de sortir les agriculteurs de la ferme; nous essayons de leur donner des opportunités pour quoi, comment et où ils veulent passer leur temps.
Les agriculteurs aux États-Unis ont environ 55 ans et cette moyenne continue d’augmenter. Et il y a de moins en moins de gens qui veulent travailler en Amérique rurale. Nous espérons que cela excitera une jeune génération très disposée à adopter de nouvelles technologies pour continuer à être agricultrice.
UI: QUELS AUTRES PROJETS AUTONOMES ESSAYEZ-VOUS DE FAIRE?
LIEFER: Nous commençons, je l’appellerai agriculture en rangs – c’est là que se trouve notre pain et notre beurre. Mais les agriculteurs nous demandent d’aider à automatiser le système de production complet, nous prévoyons donc que cette technologie passe à un pulvérisateur automoteur, une moissonneuse-batteuse, et nous intégrerons la technologie de détection dont nous avons besoin. Et pas seulement dans l’agriculture; il y a la construction pour les chantiers. Nous servons les clients dans de nombreux aspects différents de la production de nourriture, de carburant et de fibres, où nous voyons des opportunités d’autonomie.
UI: ENFIN, QUE DIRAIT JOHN DEERE S’IL REVENAIT ET VOYAIT ÇA?
LIEFER: Il apportait de l’innovation à la ferme sous la forme d’une charrue en acier. Nous sommes passés des chevaux à un robot capable de faire le travail avec l’agriculteur. C’est vraiment, vraiment cool de faire partie d’une marque qui a cette histoire d’innovation. Ant il y a notre partenariat avec les agriculteurs alors que nous développons une technologie pour aider à nourrir le monde.
