Digiforest

Lors d'un atelier organisé dans la forêt de Dean sous un ciel gris de février, les membres de l'équipe de Digiforest Oxford ont présenté certains aspects de la navigation robotique et de la cartographie sémantique sur lesquelles ils ont travaillé. Ils ont présenté le robot mobile quadrupède (un ANYmal adapté) et un capteur LiDAR fixé sur un sac à dos.

Contrairement à la plupart des robots déployés en milieu industriel, le prototype ANYmal de Digiforest a été entraîné à traverser des terrains forestiers plus accidentés. Le robot étanche est assis plus bas que le sol et marche lentement afin d'améliorer sa stabilité. Il est équipé d'un capteur LiDAR et de plusieurs caméras. Conçu pour fonctionner sans fil, le robot peut fonctionner pendant environ une heure et demie, en fonction du terrain. Il parcourt en moyenne un mètre de terrain par seconde.

Sur leurs ordinateurs, les chercheurs définissent des itinéraires que le robot doit suivre. Le robot suit ces itinéraires en les adaptant légèrement lorsqu'il rencontre des obstacles (notamment des arbres ). Au fur et à mesure que le robot se déplace, le capteur LiDAR recueille des données sur le diamètre des troncs d'arbres qu'il croise, ce qui permet de calculer la biomasse. Le LiDAR crée une carte du sol forestier et offre une vue de la forêt sous la canopée pour compléter les balayages aériens. On espère qu'à terme, le robot sera programmé pour identifier les espèces d'arbres, en utilisant l'écorce pour enregistrer l'identité. Les informations sur les espèces sont essentielles pour aider les forestiers à calculer le carbone .

Le mouvement du robot est indéniablement troublant. À l'arrêt, il oscille légèrement, son corps se soulevant et s'abaissant dans un mouvement ondulatoire qui rappelle la respiration. Ce balancement est dû au fait que le robot est programmé pour s'aligner sur la gravité. Les changements dans l'environnement immédiat signifient que le robot ajuste constamment sa position.

Le robot pourrait être utilisé pour mesurer la biomasse, suivre l'évolution de l'environnement dans le temps (en comparant les balayages annuels) et évaluer les zones dangereuses ou inaccessibles, mais sa conception actuelle présente des difficultés. En outre, le déploiement du robot soulève d'importantes questions sociales, écologiques et politiques.

Tout d'abord, le robot a une agilité limitée et éprouve des difficultés à franchir des obstacles tels que les souches d'arbres, ce qui laisse supposer qu'il aurait du mal à avancer s'il rencontrait un sous-étage enchevêtré ou des arbres à la végétation dense. Les interactions du robot avec les arbres sur son chemin sont également quelque peu laborieuses - un processus de collision, suivi d'une lente correction de trajectoire. L'équipe de Digiforest admet que si le robot tombe, il aura du mal à se redresser. Le processus de mesure de la biomasse peut également être d'une précision limitée. Parmi les troncs vérifiés à l'aide d'un mètre ruban, certains ont une marge d'erreur de 2 à 4 pouces. L'équipement robotique est coûteux, encombrant et lourd à transporter, tandis que le grand nombre de points de données dans les scans de la forêt entraîne des téléchargements lents. Enfin, les caméras ont du mal à intégrer les couleurs, car l'éclairage derrière les arbres produit souvent des images surexposées.

Les considérations sociales, écologiques et politiques soulevées par le robot comprennent d'autres questions sur la manière dont les espèces, des cerfs aux chiens en passant par les humains, interagiront avec le robot. Le robot peut également avoir des implications pour certains emplois forestiers. Alors que les robots ANYmal non adaptés comme celui-ci coûtent actuellement environ 100 000 livres sterling, avec le temps, ces robots pourraient être considérés comme une alternative rentable à la main-d'œuvre humaine. Leur utilisation pourrait également centraliser la prise de décision, et les acteurs à distance pourraient également réduire les possibilités de participation des communautés locales. Enfin, le robot n'offre qu'une vue limitée de la forêt, ne permettant pas de saisir les systèmes écologiques complexes, le carbone du sol ou le sous-étage.

Le sac à dos LiDAR est un mécanisme plus simple, qui effectue les mêmes tâches de détection que le LiDAR du robot, mais qui est porté par un humain. Le porteur doit marcher lentement et régulièrement pour permettre au LiDAR de créer un balayage des arbres environnants. Si ce sac à dos permet de se déplacer avec plus d'agilité dans les arbres et ne remet pas en cause aussi directement la participation humaine dans la forêt, les problèmes liés à la précision des mesures des troncs d'arbres persistent.

L'équipe d'Oxford Digiforest travaille à l'amélioration de l'estimation des volumes, à l'intégration de l' identification des espèces et à l'amélioration de la vitesse des drones .

Alors que la robotique commence à être déployée plus fréquemment dans le secteur forestier, ses implications sociales, écologiques et politiques méritent d'être examinées de plus près.