Une application de la Blockchain (chaîne de blocs) en agriculture

blockchain

Sources : http://www.agroconnect.nl/LinkClick.aspx?fileticket=RHAnY8gnoEY%3D&tabid=2339&portalid=10

La blockchain (chaîne de blocs) est une technologie qui fait actuellement parler d’elle. Beaucoup d’experts s’accordent sur le caractère révolutionnaire de cette technologie qui pourrait impacter beaucoup de domaines, en particulier lorsqu’il s’agit de transactions financières ou d’échange de données.  Les chaînes de blocs pourraient également impacter certains domaines et en particulier l’agriculture. Les exemples de chaînes de blocs concernent aujourd’hui surtout les échanges financiers (crypto monnaies), il existe peu d’application dans d’autres domaines et il est par conséquent difficile d’imaginer comment cette technologie pourrait révolutionner certaines organisations. Aussi, toute application des chaînes de blocs dans le domaine agricole mérite d’être mentionnée afin de mieux en cerner le potentiel. L’objectif de ce billet est de partager un exemple de chaîne de Blocs appliqué à l’agriculture. Cette application a été présentée par des chercheurs Hollandais lors du congrès EFITA qui s’est tenu à Montpellier SupAgro du 3 au 5 Juillet 2017.

Les chercheurs hollandais ont proposé un démonstrateur de blockchain (basé sur hyperledger) pour la gestion de la certification des produits agricoles en se basant sur l’exemple du raisin de table. On pourra voir la présentation du cas d’utilisation ici. Le démonstrateur permet de gérer l’émission, le suivi et la validation des certificats de conformité par rapport à un cahier des charges de production. Il s’agit d’une chaîne de blocs privée pour laquelle seuls les acteurs impliqués ont les droits de consultation et de modification nécessaires. L’accès aux informations et la modification/ajout est possible pour les producteurs, les émetteurs/contrôleurs des certificats, l’organisme certificateur, le grossiste, l’acheteur final, etc.

Selon les auteurs les avantages que ce démonstrateur a permis de mettre en avant sont les suivants :
– transparence : tous les acteurs de la filière peuvent consulter les informations en temps réel, toutefois, ce seul avantage ne permet pas de justifier l’intérêt de la blockchain par rapport à une plateforme collaborative classique,
– transversalité et confiance : c’est l’un des plus gros intérêt mis en avant par les auteurs, en effet, la blockchain permet d’éviter la centralisation des informations qui sous-tendrait un pouvoir d’un acteur qui détiendrait de facto le serveur et la base de donnée associée (avec le pouvoir ultime d’arrêter le serveur et de supprimer ou de modifier les données à l’insu des autres acteurs). La blockchain, en dupliquant l’information chez l’ensemble des acteurs, permet d’éviter tout monopole de l’information, il permet également d’éviter tout acte de malveillance ou de vandalisme sur les données.

Parmi les limites mises en évidence par les auteurs :
– évolutivité de la blockchain : il semble que ce soit l’un des points difficiles à mettre en oeuvre techniquement,
– les difficultés techniques relatives à la mise en oeuvre, cette limite étant liée aux outils aujourd’hui disponibles mais pourrait être amenée à évoluer rapidement dans le futur.

Des satellites pour surveiller les invasions de criquets

Des scientifiques de l’Agence spatiale européenne (ESA) et des spécialistes du criquet pèlerin de l’Organisation des nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) ont annoncé, le 14 juin, la création d’une nouvelle imagerie satellitaire pour anticiper les invasions acridiennes, c’est-à-dire les invasions de criquets. Ils ont établi des modèles qui, en fonction des données reçues par les satellites (notamment l’humidité du sol), permettent de prédire un regroupement de criquets jusqu’à deux mois à l’avance.
criquet

Pour en savoir plus, lire l’article

Des drones utilisés pour lutter contre les acariens du fraisier

L’écologiste Elvira Simone de Lange, chercheuse postdoctorale du laboratoire Christian Nansen, va débuter une étude qui consiste à utiliser des drones pour détecter l’infestation précoce des acariens de la fraise, puis à cibler les organismes nuisibles avec des agents de lutte biologique.
Des différences très subtiles dans la réflexion de la canopée de fraises indique le stress induit par les araignées. La détection de ces différences permettra la libération de prédateurs dans les foyers d’araignées ce qui augmentera leur efficacité en tant qu’agents de contrôle biologique, et améliorera la durabilité des pratiques de gestion des acariens de la fraise.

drone_acarien_fraise

Aujourd’hui, les prédateurs sont largement utilisés dans l’industrie des fraises, mais ils peuvent succomber en quelques jours en l’absence de proies.
Avec cette étude, ils pourront démontrer que la télédétection aérienne peut être utilisée pour détecter les foyers d’araignées et donc déterminer où et quand la libération des prédateurs est nécessaire.

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Des micro-serres intelligentes

Et si on ajoutait de l’intelligence aux serres ?
Grâce à l’intelligence artificielle, des chercheurs du MIT Media Lab ont mis au point des micro-serres capable d’établir les conditions climatologiques idéales pour chaque espèce végétale. L’objectif est donc d’utiliser le machine learning afin d’établir des nouvelles « recettes climatiques » optimales et ainsi cultiver des fruits et légumes « parfaits » et le plus savoureux possible.
micro-serre
Cette initiative pourrait s’avérer indispensable au vu des réponses qui doivent être trouvées face au réchauffement climatique et à la baisse de l’utilisation des produits phytosanitaires.

L’article complet est à lire ici.

La ferme ovine du futur se dessine à la ferme du Mourier

A la ferme du Mourier, l’Institut de l’Elevage et le CIIRPO testent des technologies du numérique pour accompagner les éleveurs vers l’agriculture connectée et ainsi diminuer leur charge de travail et améliorer leur revenu.
Plusieurs projets sont en cours : l’identification électronique ultra haute fréquence (UHF), une bascule pour trier automatiquement les animaux, un traitement anti-parasitaire sélectif en fonction du risque d’infestation…
Cette ferme constitue ainsi la première Digiferme ovine : un bon début pour la filière !

Je vous invite à lire le communiqué de presse.

Notons que l’équipe du CIIRPO a remporté le prix de « l’Equipe Innovante » des ITA’Innov 2017. Vous pouvez lire l’article ici

Faire « vibrer » les plantes pour mieux les connaitre

Le projet VIBROPHENE réunit deux laboratoires de l’école polytechnique et de l’INRA et propose une méthode innovante pour le phénotypage des plantes.  ( « Le phénotypage non destructif consiste à identifier une caractéristique physique de lots de plantes et de la suivre au cours de leur croissance »).

L’innovation repose sur une étude du comportement vibratoire d’une plante face un brusque courant d’air, déterminant ainsi les déformations provoquées par le vent.  La vidéo qui décrit le dispositif est ici.

 

« La connaissance des fréquences vibratoires permet de construire une signature mécanique de la plante analysée, particulièrement utile pour connaitre, par exemple, le risque de casse au vent ou de déformation en période sèche. »

Le système (breveté) a permis de déterminer de nouveaux phénotypes et de mesurer des caractères qui sont notamment importants pour éviter la verse des plantes face au vent.

Pour plus de détails :

https://www.ladhyx.polytechnique.fr/fr/biomecanique-et-sante/biomecanique-et-biomimetique-vegetale/

https://www.ladhyx.polytechnique.fr/fr/phenotypage/

Des nanosatellites dédiés à l’IoT

Une startup australienne veut que ses nanosatellites puissent alimenter l’Internet des Objets. Fondée en 2015, Fleet a annoncé un financement en série A de 5 millions de dollars dans le but de construire sa constellation de satellites.

 

Selon Flavia Tata Nardini, CEO de la startup, son équipe avait réalisé que les 75 milliards d’objets destinés à être connectés d’ici 2025 ne pourraient pas l’être sans les bons outils « notre idée était d’activer cette révolution, car cela va changer l’industrie, mais cela n’est pas aussi simple que tout le monde le pense ».

Dans le passé, les nanosatellites ont été utilisés pour des missions scientifiques, mais plus récemment pour des activités commerciales comme l’observation de la terre et la cartographie. Flavia Tata Nardini voudrait que sa constellation aide les périphériques et les capteurs intelligents dans toutes les industries.

Faciliter la connectivité dans les zones reculées

Bien sûr, les entreprises de télécommunications telles que Vodafone envisagent également des réseaux mobiles 5G, mais Nardini pense que ses satellites pourraient jouer un rôle  « connecter de personnes est en fait très différent des infrastructures pour les objets et les périphériques. Les objets ont besoin d’une infrastructure à part entière ».

Pour l’instant, la startup prévoit d’exécuter des programmes pilotes sur différents marchés, y compris l’agriculture, les transports, le pétrole et le gaz, avant de lancer ses premiers nanosatellites en 2018 « si tout se passe comme prévu, notre constellation de 100 nanosatellites devrait être disponible au cours des quatre prochaines années » ajoute-t-elle. De plus, l’ensemble des appareils de Fleet devraient être fabriqués en Australie.

Après le lancement, les satellites couvriront une partie importante du globe. On parle de la plupart de l’Amérique du Sud, de l’Afrique et de l’Asie « dans le futur, nous éperons couvrir une partie des États-Unis et de l’Europe » déclare Nardini. En effet, l’Europe est déjà bien connectée. Mais lorsque des bateaux transportent des cargaisons d’un continent à l’autre, la connectivité est tout simplement absente. C’est à ce niveau qu’une telle startup peut intervenir.

Alors que l’industrie spatiale privée a globalement décollé avec des entreprises comme Space X et Blue Origin, l’Australie a aujourd’hui besoin de sa propre agence spatiale. Flavia Tata Nardini a appelé le gouvernement à progresser dans ce sens « le gouvernement doit maintenir son soutien et apporter des changements radicaux au cours des prochaines années ».

Vous pouvez retrouver cet article ici : http://www.objetconnecte.com/nanosatellites-iot-1204/?utm_source=ownpage&utm_medium=email&utm_campaign=20170419&_ope=eyJndWlkIjoiZGJkYmFlNTI5YTJkOGY3NzdiZGZiY2IxNDlkN2ZjNzUifQ==

Influence du vent sur les mesures de végétation (3D) par proxi-détection

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Source : Andújar et al., 2017

Un article scientifique publié par des chercheurs de l’Institutdes sciences agronomiques de Madrid (Espagne) dans le journal Sensors. Cet article reste anecdotique dans le vaste domaine de l’agriculture de précision. Toutefois il met en évidence la maturité de ces technologies en agriculture. En effet la « premiére génération » d’articles dans ce domaine s’est focalisée (et se focalise encore) sur le lien entre les observations fournies par ce type de capteur avec des variables agronomiques d’intérêt. Cet article marque une « deuxiéme génération » d’études dans ce domaine puisqu’il s’intéresse à la robustesse de la mesure dans les conditions parfois difficiles du monde de l’agriculture. Notons que l’incidence de la lumiére fait partie des premiers travaux dans ce domaine, mais cet article adresse un nouveau type de question qui, à ma connaissance, n’avait jamais été explorée jusqu’à aujourd’hui et qui est assez pertinent : le vent et les déformations de la canopée qu’il provoque, a-t-il une incidence sur la mesure effectuée avec un capteur de végétation ?

Pour répondre à cette question, les chercheurs se sont intéressés à un capteur de proxi détection assez évolué qui permet d’estimer les caractéristiques 3D de la végétation. Ils se sont intéressés à deux types d’espèces avec des architectures différentes : les peupliers et les pruniers. l’analogie à des cultures pérennes (olive, vigne, fruitier, etc.) est donc possible.  Ils ont effectué des répétitions de mesures dans des conditions de vents différentes. Les résultats montrent des réponses différentes selon les espèces et la vitesse du vent. Les estimations de surface et de volume de canopée restent généralement plus cohérentes pour les pruniers que pour les peupliers pour des vitesses de vent élevées. Les mesures sur peupliers sont particulièrement affectées par des vitesses de vent supérieures à 5 m · s-1. Ces résultats montrent que l’utilisation de capteurs de proxi-détection (images 3D) pour la caractérisation des plantes pérennes doit considérer la vitesse du vent dans certains cas. En général, les auteurs préconisent un seuil de vitesse de vent de 5 m · s-1 (18 km · h-1) comme une limite prudente pour maximiser la qualité des estimations.

résumé : Weather conditions can affect sensors’ readings when sampling outdoors. Although sensors are usually set up covering a wide range of conditions, their operational range must be established. In recent years, depth cameras have been shown as a promising tool for plant phenotyping and other related uses. However, the use of these devices is still challenged by prevailing field conditions. Although the influence of lighting conditions on the performance of these cameras has already been established, the effect of wind is still unknown. This study establishes the associated errors when modeling some tree characteristics at different wind speeds. A system using a Kinect v2 sensor and a custom software was tested from null wind speed up to 10 m·s−1. Two tree species with contrasting architecture, poplars and plums, were used as model plants. The results showed different responses depending on tree species and wind speed. Estimations of Leaf Area (LA) and tree volume were generally more consistent at high wind speeds in plum trees. Poplars were particularly affected by wind speeds higher than 5 m·s−1. On the contrary, height measurements were more consistent for poplars than for plum trees. These results show that the use of depth cameras for tree characterization must take into consideration wind conditions in the field. In general, 5 m·s−1 (18 km·h−1) could be established as a conservative limit for good estimations.

référence : Andújar, D., Dorado, J., Bengochea-Guevara, J. M., Conesa-Muñoz, J., Fernández-Quintanilla, C., & Ribeiro, Á. (2017). Influence of Wind Speed on RGB-D Images in Tree Plantations. Sensors, 17(4), 914.

Utilisation des smartphones pour caractériser la production de café

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Sources : Giraldo et al., 2017

Un travail de recherche appliqué publié dans la revue scientifique « sensors » par des chercheurs Colombiens du Centro Nacional de Investigaciones de Café. Ce travail est intéressant à plusieurs titres :
– il propose l’utilisation d’un dispositif de mesure « Low Cost » ou frugal adapté aux conditions particuliéres de la Colombie,
– il propose une approche originale basée sur l’utilisation des accéléromètres du smartphone pour détecter les déplacements de l’opérateur et améliorer la précision de localisation (au moins en relatif) des points de mesures. L’originalité est basée sur une « fusion » des informations apportées par le récepteur GPS et les accéléromètres du smartphone avec une précision relative annoncée par les auteurs de plus ou moins 15 cm. Attention, la précision de la localisation en absolue reste fortement impactée par l’imprécision liées au positionnement en mode naturel (env plus ou moins 5 m.),
– il propose à partir d’images vidéo acquises, de sélectionner et stocker les images qui sont le plus informatives (netteté, contraste, etc.).

A noter que le dispositif ne permet pas d’extraire automatiquement des paramètres pertinents à partir des images. L’objectif est de géo référencer des informations brutes de qualité qui pourront faire l’objet d’une expertise ou d’un traitement particulier dans un deuxième temps. La mise en place d’un traitement d’images embarqué n’est pas mentionné dans les perspectives de l’article. Peut-être est-ce lié à des aspects sociaux et organisationnels de la production du café en Colombie qui ne nécessitent pas cette étape.

Résumé de l’artice : Smartphones show potential for controlling and monitoring variables in agriculture. Their processing capacity, instrumentation, connectivity, low cost, and accessibility allow farmers (among other users in rural areas) to operate them easily with applications adjusted to their specific needs. In this investigation, the integration of inertial sensors, a GPS, and a camera are presented for the monitoring of a coffee crop. An Android-based application was developed with two operating modes: (i) Navigation: for georeferencing trees, which can be as close as 0.5 m from each other; and (ii) Acquisition: control of video acquisition, based on the movement of the mobile device over a branch, and measurement of image quality, using clarity indexes to select the most appropriate frames for application in future processes. The integration of inertial sensors in navigation mode, shows a mean relative error of ±0.15 m, and total error ±5.15 m. In acquisition mode, the system correctly identifies the beginning and end of mobile phone movement in 99% of cases, and image quality is determined by means of a sharpness factor which measures blurriness. With the developed system, it will be possible to obtain georeferenced information about coffee trees, such as their production, nutritional state, and presence of plagues or diseases.

références : Giraldo, P. J. R., Aguirre, Á. G., Muñoz, C. M., Prieto, F. A., & Oliveros, C. E. (2017). Sensor Fusion of a Mobile Device to Control and Acquire Videos or Images of Coffee Branches and for Georeferencing Trees. Sensors, 17(4), 786.

Evaluation d’un Lidar embarqué pour cartographier le poids des bois de taille en viticulture

Une recherche effectuée par des scientifiques de l’université d’Athénes qui vient d’être publiée dans le journal of precision agriculture. Cet article mérite d’être mentionné car, à part le physiocap, il existe peu de capteurs permettant d’accéder directement à la vigueur de la vigne. L’article propose d’utiliser un Lidar embarqué pour estimer le volume de bois présent sur la vigne en hiver. De maniére rigoureuse, l’approche reste un estimation de l’expression végétative mais pourrait permettre, à terme, d’accéder à une mesure de la vigueur. Sur deux années consécutives, les chercheurs ont montré qu’il existait une corrélation significative (R > 0,8) entre les mesures d’impact données par le lidar et le poids des bois de taille. Remarquons toutefois que cette corrélation est obtenue sur des surfaces élémentaires de 20*20 m, ce qui pose la question de la résolution des informations et du lissage qui en résulte.

Résumé : Vine vigour assessment has been a major concern of precision viticulture studies in order to identify areas of uniform vine performance within vineyards. Moreover, the counting and weighing of winter dormant canes is considered as the most informative measurement to indicate vine balance and is commonly performed manually by grape growers for management purposes. The main concern of this measurement is that it is time consuming and laborious and it cannot accommodate detailed sampling density. In the present study, the potential of using laser scanner technology as an automated, easy and rapid way to perform mapping of the winter pruning wood across the vineyard was investigated. The study was conducted during 2010 and 2011, in a one hectare commercial vineyard in central Greece, planted with cv. Agiorgitiko, a traditional Greek variety for the production of red wine. Parameters of topography, soil depth, soil texture, canopy properties (NDVI), yield, and grape quality were mapped and analysed in conjunction to winter canes weighing at pruning time. The mapping of the dormant canes was carried out using a 2D laser scanner sensor prior to pruning and manually measuring the pruning weight on a 10 × 20 m grid. Laser scanner measurements showed significant relationship in both 2010 and 2011 with pruning weight (r = 0.809 and r = 0.829 respectively, p < 0.001), yield and early season NDVI, showing the potential of using laser scanner measurements to assess variability in vine vigour within vineyards. These results suggest that laser scanners offer great promise to characterize within field variability in vine performance.

références : Tagarakis, A. C., Koundouras, S., Fountas, S., & Gemtos, T. Evaluation of the use of LIDAR laser scanner to map pruning wood in vineyards and its potential for management zones delineation. Precision Agriculture, 1-14.