AGRIBOT – Robot autonome pour l'agriculture durable

Actuellement, un enjeu majeur est de réduire la consommation d’eau. Dans les exploitations maraîchères, l’arrosage des plantons présente un défi important. Durant les premières semaines, ceux-ci ont un système racinaire limité nécessitant des arrosages fréquents pour éviter tout stress hydrique (perte de production). La solution efficiente est de réaliser un arrosage localisé des plantons. Par contre, cette solution est coûteuse en temps ou en équipement. L’objectif du projet est le développement d’un robot autonome répondant de façon performante à cette problématique.

Depuis plusieurs années, l’institut a démarré le développement d’un prototype. Le robot doit permettre l'arrosage de plusieurs plantons, avec un volume d’eau contrôlé, dans une bande de culture. Celui-ci doit se déplacer de façon autonome dans le terrain, de détecter les plantons et de les arroser à l’aide de bras mécaniques. Afin de maîtriser la complexité du projet, celui-ci a été divisé en plusieurs parties. Les développements ont été réalisés par plusieurs travaux de Bachelor (TB) et un financement interne de l'institut. Une première version du concept du châssis a été réalisé par Samuel Chassot (2020). Nous avons beaucoup travaillé sur toutes les parties de contrôle et de conception de la commande embarquée. L'architecture de celle-ci est composée d'une carte de commande embarquée (Rasberry Pi4) et un microcontrôleur (STM32). Ce dernier gère l'ensemble des périphériques, tandis que la carte Pi4 assure l'ensemble du contrôle de la navigation autonome et la gestion de l'arrosage. Nous disposons de solution pour une géolocalisation GNSS avec une correction RTK permettant des précisions inférieures à 2 cm. 

Actuellement, nous disposons d'un prototype de robot constitué d'une maquette avec 4 roues motorisées et de toute l'électronique embarquée. Ce prototype permet de réaliser des déplacements autonomes en intérieur, utilisant un Lidar, et en extérieur avec un GNSS. Le système de commande est développé avec l'environnement ROS.

Une collaboration avec Ecorobotix, démarrée en 2023, nous a permis de dispose d’un robot P1. Il s'agit d'un robot autonome dont la fonction initiale est le désherbage par pulvérisation. L’architecture de celui-ci est similaire au prototype précédent. Le robot comprend une carte embarquée Jetson TX2 et un microcontrôleur STM32. Lors d'un TB, l'ensemble de la commande AGRIBOT développée sous ROS a été portée sur ce robot P1. Une application web permet de réaliser l'ensemble des commandes manuelles du robot. Une navigation autonome permet de démontrer l'arrosage de plantons fictifs disposés dans un champ à côté de l'école.

Suite aux différents développements effectués, nous disposons actuellement d'une solution fiable pour l'architecture de la commande embarquée déployée dans l'environnement ROS. Nous disposons de 2 démonstrateurs permettant des déplacements autonomes en intérieur et en extérieur dans un champ.