« Ouvrier agricole de haute technologie » : l’équipe de recherche de Husker construit une planteuse autonome | Le Nebraska aujourd’hui

Par une calme matinée d’avril, Flex-Ro a traversé une parcelle de maïs à environ 2 milles à l’heure. Alors que les chercheurs se tenaient prêts à aider à éliminer les obstacles sur son chemin, le robot s’est déplacé et s’est planté tout seul.

L’ensemencement du champ sans labour de cinq acres de la Rogers Memorial Farm a marqué une étape importante pour le projet de recherche de l’Université du Nebraska-Lincoln, qui vise à utiliser des robots agricoles pour la plantation autonome.

Grâce à une subvention de 452 783 $ du NOUS L’Institut national de l’alimentation et de l’agriculture du Département de l’agriculture, Flex-Ro, est à la pointe de la recherche sur les planteurs de véhicules terrestres sans pilote, a déclaré Santosh Pitla, professeur agrégé de systèmes de machines avancées. Avec les défis de main-d’œuvre auxquels les agriculteurs sont confrontés, il considère les robots et l’autonomie comme un outil essentiel pour aider à maintenir la productivité agricole.

« Dans ces lignes, je considère cet équipement robotique comme des ouvriers agricoles de haute technologie », a-t-il déclaré.

Certaines entreprises agricoles travaillent déjà à produire et à perfectionner la technologie des tracteurs autonomes. John Deere et Monarch ont dévoilé des tracteurs autonomes lors d’une conférence technologique en 2022, et Sabanto dispose d’un système d’autonomie qui peut être installé dans les tracteurs.

Pitla considère Flex-Ro unique à partir de ces efforts. En plus de planter des graines de manière autonome dans un sol labouré, il peut effectuer d’autres opérations sur le terrain avec des modifications minimales de son matériel et de ses logiciels.

Le robot, qui est entré pour la première fois dans les champs en 2019 pour mesurer les caractéristiques des cultures, peut être contrôlé à distance et fonctionner de manière autonome. Flex-Ro a été conçu pour être modulaire et reconfigurable, avec différents modes de pilotage disponibles à la volée.

La machine de 3 800 livres repose sur une plate-forme réglable à grand dégagement et est alimentée par un moteur à essence. Chaque roue contient un moteur électrique et hydraulique qui peut être dirigé selon quatre modes différents.

Pitla gère le projet depuis la création du robot en 2015 et continue de travailler avec les étudiants pour développer de nouvelles capacités.

Apporter la jardinière aux champs

Au cours de l’année scolaire 2022-23, l’équipe de planteurs autonomes comprenait l’étudiant diplômé en génie agricole Ian Tempelmeyer et les étudiants de premier cycle en technologie des systèmes agricoles Landon Sokol, Seth Chandler et Zane Rikli.

Tempelmeyer, qui travaille sur le projet depuis l’automne 2021, a relevé les progrès des anciens étudiants diplômés et a décidé de relever le défi de l’ensemencement automatisé. Il a passé environ six mois à analyser la mécanique, décidant finalement d’une conception qui fournirait suffisamment de force pour pénétrer un sol sans labour.

« Nous avons réalisé rapidement qu’un outil tiré de manière traditionnelle ne fonctionnerait pas. Vous aviez besoin d’une certaine force d’appui », a-t-il déclaré. «Nous avons eu l’idée de le mettre à l’intérieur de l’empattement; c’est quelque chose que je n’avais pas vu.

Une fois que les ingénieurs se sont mis d’accord sur une conception, Tempelmeyer a assemblé un « livre de construction », un document de 30 pages présentant en détail toutes les pièces et comment elles s’emboîteraient. Ils ont commencé l’assemblage en décembre, puis ont travaillé sur le câblage et les systèmes de contrôle. Il s’est fortement appuyé sur les travailleurs étudiants, surtout compte tenu de leurs antécédents agricoles.

« Je laissais tomber des schémas, et ils commençaient à les assembler », a déclaré Tempelmeyer. « Nous travaillions main dans la main, mais souvent, c’était eux qui me guidaient. »

S’assurer que l’équipement fonctionnerait en toute sécurité et sans heurts a nécessité beaucoup d’essais et d’erreurs. Finalement, les étudiants ont affiné le code et calibré suffisamment la machine pour des commandes plus sophistiquées, telles que le réglage de la vitesse et la gestion des changements de terrain.

Lors de l’essai sur le terrain en avril, il a fallu quelques ajustements mineurs pour générer suffisamment d’appui, mais ils ont atteint leur objectif de planter toute la parcelle avec Flex-Ro.

Après avoir réglé un GPS, le robot peut naviguer de manière autonome pour planter, et il s’arrêtera s’il rencontre un obstacle. Il fonctionne en mode « autonomie supervisée », ce qui signifie qu’il a toujours besoin d’un opérateur pour le surveiller lors de la plantation et nécessite une supervision lors du déplacement d’un champ à l’autre.

Tempelmeyer a déclaré qu’il était «impressionnant» de faire partie d’un projet couvrant les carrières universitaires de plusieurs étudiants. Flex-Ro a attiré l’attention après avoir remporté le concours de pitch d’ingénierie 2022, organisé par le College of Engineering and UNentreprises technologiques.

« C’est inspirant à coup sûr de voir un groupe d’étudiants au cours des six dernières années avec rien d’autre que les pneus et de progresser », a-t-il déclaré. « Ça devient de plus en plus gros. »

Le projet de planteuse est représentatif du travail collaboratif entre les programmes de génie agricole et de technologie des systèmes agricoles proposés par le Département de génie des systèmes biologiques, a déclaré Pitla. Les étudiants des deux majeures aux niveaux universitaire et universitaire ont joué un rôle essentiel dans la conception, le développement et les tests du robot.

Cette entreprise existe parallèlement à d’autres projets Pitla Lab sur des véhicules aériens sans pilote et des machines Flex-Ro plus petites, avec des plans pour les combiner à l’aide de la technologie de réseau de zone de contrôleur. Couramment utilisée dans les voitures, cette technologie permet aux ordinateurs de communiquer.

Dans les mois à venir, l’équipe de Pitla testera UAV et UGV algorithmes de collaboration, dans lesquels UAVs suivra Flex-Ro pour amarrer et transférer des matériaux tels que des semences. Leur objectif est de planter de manière autonome les 300 acres de la Rogers Memorial Farm au cours des cinq prochaines années en utilisant des robots et des drones Flex-Ro pour la plantation, le remplissage des jardinières, la pulvérisation et l’application d’engrais.