L’ingénieur en biodétection Azahar Ali, professeur adjoint de sciences animales et d’ingénierie des systèmes biologiques à Virginia Tech, se prépare à l’arrivée d’une quatrième révolution agricole.
C’est une époque qui devrait exploiter le potentiel de transformation des technologies de connexion apparues lors de la quatrième révolution industrielle. Pour Ali, trois technologies se distinguent par leur potentiel à faire progresser une agriculture de précision intelligente face au climat : les capteurs agricoles portables, les appareils compatibles Internet des objets – ou « intelligents » – et l’intelligence artificielle (IA).
Dans un article de revue publié par Systèmes intelligents avancésAli et ses collègues Matin Ataei Kachouei de l’École des sciences animales et Ajeet Kaushik de l’Université polytechnique de Floride ont écrit que la fusion de ces technologies de pointe pourrait créer un changement de paradigme dans la façon dont le secteur agricole surveille la sécurité et la qualité des aliments ainsi que la santé et la productivité des plantes dans le monde entier.
Pour Ali, donner la priorité à une surveillance rapide, précise et précoce sera essentiel pour nourrir de manière durable et sûre la population mondiale en croissance rapide, qui devrait atteindre près de 10 milliards d’ici 2050 et aura besoin de 50 pour cent de nourriture en plus pour maintenir la chaîne d’approvisionnement alimentaire mondiale. selon l’article.
Selon le rapport 2023 sur la productivité agricole mondiale, ou GAP, publié par le Collège d’agriculture et des sciences de la vie, la croissance de la productivité agricole mondiale s’est considérablement contractée et les efforts actuels pour accroître durablement la production sont insuffisants.
Ali a déclaré que les chercheurs doivent collaborer pour exploiter tout le potentiel des nouvelles technologies qui pourraient aider les producteurs à répondre à la demande future. Les agronomes doivent travailler avec des experts en ingénierie, en médecine humaine et vétérinaire et en science des matériaux.
« Il y a une énorme lacune dans ce type de collaboration », a déclaré Ali. « Je développe des capteurs, mais j’ai besoin de collaborer avec des experts en apprentissage automatique. Nous devons collaborer davantage pour résoudre la crise alimentaire. »
Dans leur article, Ali, Kachouei et Kaushik exposent les progrès récents réalisés par les chercheurs dans l’application de capteurs, d’appareils intelligents et d’IA à la surveillance des aliments et des plantes. Ils décrivent également le potentiel et les défis de la combinaison des technologies.
La technologie des capteurs alimentaires a connu un développement remarquable, ont-ils écrit, en mettant l’accent sur la mesure des toxines, de l’humidité, du pH, de la fraîcheur, de la température, des contaminants et des agents pathogènes. Garder un œil sur ces facteurs est essentiel pour la sécurité alimentaire, la qualité des aliments et des normes d’emballage élevées.
Les chercheurs ont décrit comment ces capacités de détection pourraient être améliorées lorsqu’elles sont associées à d’autres technologies : grâce à l’association de capteurs et d’appareils intelligents, les systèmes de détection des aliments, du bétail et des plantes pourraient collecter avec précision des données en temps réel, sur site et à grande échelle. échelle. Les réseaux de nouvelle génération pourraient alors transmettre rapidement les gros volumes de données générés par ces systèmes.
L’IA pourrait rationaliser l’analyse des données grâce au traitement automatique des données, ont écrit les chercheurs. L’IA pourrait prendre en charge les volumes de données générés par les capteurs intelligents, a déclaré Ali. Les appareils intelligents et l’IA offrent également un potentiel d’analyse prédictive, permettant aux producteurs d’anticiper de manière proactive les défis tels que les épidémies et les conditions météorologiques.
Tout au long de l’article, Ali et ses collègues ont souligné des exemples de la manière dont les chercheurs explorent actuellement l’intégration de plusieurs technologies, notamment le développement de capteurs électrochimiques utilisés pour détecter les biomarqueurs de maladies dans le lait de vache, le jus d’orange et le jus de pomme et l’utilisation de micro-aiguilles. des capteurs de plantes intégrés aux côtés d’appareils imprimés en 3D sur smartphone pour détecter les virus dans les tomates.
Ali et ses collègues voient des solutions prometteuses, mais ils ont également noté les défis existants pour exploiter les technologies de la quatrième révolution agricole : il existe des problèmes de sécurité dans la collecte de données à l’aide de capteurs intelligents ; les coûts des capteurs, de l’infrastructure réseau et de la gestion des données pourraient être prohibitifs ; et il pourrait y avoir des problèmes de connectivité Internet lors de l’utilisation d’appareils intelligents dans les zones rurales ou isolées où se trouvent de nombreuses fermes.
Pour relever ces défis, Ali a souligné la collaboration entre les scientifiques, les décideurs politiques et les agriculteurs. « Pour résoudre nos problèmes communs, nous devons travailler ensemble », a-t-il déclaré.
Plus d’information:
Matin Ataei Kachouei et al, Des capteurs alimentaires et végétaux compatibles avec l’Internet des objets pour renforcer la durabilité, Systèmes intelligents avancés (2023). DOI : 10.1002/aisy.202300321