Une  » agriculture de précision « , où les agriculteurs réagissent en temps réel aux changements de croissance des cultures à l’aide de la nanotechnologie et de l’intelligence artificielle (IA), pourrait offrir une remedy pratique aux défis qui menacent la sécurité alimentaire mondiale, révèle une nouvelle étude.



Le changement climatique, l’augmentation des populations, les demandes concurrentes de terres pour la creation de biocarburants et la dégradation de la qualité des sols signifient qu’il devient de in addition en as well as difficile de nourrir les populations mondiales.

Les Nations Unies (ONU) estiment que 840 thousands and thousands de personnes seront touchées par la faim d’ici 2030, mais les chercheurs ont élaboré une feuille de route combinant une agriculture intelligente et nano-activée avec des capacités d’IA et d’apprentissage automatique qui pourraient aider à réduire ce nombre.



En publiant leurs résultats aujourd’hui dans Nature Crops, une équipe internationale de chercheurs dirigée par l’Université de Birmingham définit les étapes suivantes nécessaires pour utiliser l’IA afin d’exploiter la puissance des nanomatériaux de manière sûre, resilient et responsable  :

  • Comprendre le devenir à extensive terme des nanomatériaux dans les environnements agricoles – remark les nanomatériaux peuvent interagir avec les racines, les feuilles et le sol 
  • Évaluer l’impact à very long terme du cycle de vie des nanomatériaux dans l’écosystème agricole, par exemple comment l’application répétée de nanomatériaux affectera les sols 
  • Adopter une approche systémique de l’agriculture nano-activée – utiliser les données existantes sur la qualité des sols, le rendement des cultures et l’efficacité de l’utilisation des nutriments (NUE) pour prédire comment les nanomatériaux se comporteront dans l’environnement  et

Le co-auteur de l’étude, Iseult Lynch, professeur de nanosciences environnementales à l’Université de Birmingham, a commenté :  » Les estimations actuelles montrent que près de 690 millions de personnes ont faim, soit près de 9 % de la populace de la planète. Trouver des remedies agricoles durables à ce problème nous oblige à adopter de nouvelles approches audacieuses et intégrer les connaissances de divers domaines, tels que la science des matériaux et l’informatique.

 » L’agriculture de précision, utilisant la nanotechnologie et l’intelligence artificielle, offre des opportunités passionnantes pour une generation alimentaire strong. Nous pouvons lier les modèles existants pour le cycle des nutriments et la productivité des cultures avec des approches nanoinformatiques pour aider les cultures et le sol à mieux fonctionner – de manière sûre, resilient et responsable.

Le principal moteur de l’innovation dans l’agritech est la nécessité de nourrir la inhabitants mondiale croissante avec une superficie agricole en diminution, tout en préservant la santé des sols et en protégeant la qualité de l’environnement.

L’intensification de l’agriculture a entraîné une NUE mondiale extrêmement faible, ce qui constitue une menace sérieuse pour la qualité de l’environnement, automobile de grandes quantités de nutriments sont perdues dans l’eau et l’air – réchauffant la planète, avec près de 11% des émissions mondiales de gaz à effet de serre provenant de l’agriculture.

L’émission d’oxyde nitreux  » gaz hilarant  » résultant d’une fertilisation abnormal de l’azote des terres, qui est 300 fois additionally puissante que le dioxyde de carbone pour induire le réchauffement climatique, est particulièrement préoccupante. Quelque 70 % des émissions d’oxyde nitreux de resource anthropique dans l’air proviennent du secteur agricole.

Les nano-engrais offrent le potentiel de cibler la fertilité des cultures, d’améliorer les NUE et de réduire les émissions d’oxyde nitreux, ce qui peut ainsi contribuer à atteindre les objectifs nets de zéro émission de gaz à effet de serre d’ici 2050 en vertu de la loi britannique sur le changement climatique.

L’équipe de recherche, qui comprend des gurus de l’Académie militaire hellénique de Vari, en Grèce et de Novamechanics Ltd, à Nicosie, à Chypre, observe que la nanotechnologie offre un grand potentiel pour améliorer l’agriculture de quatre manières clés  :

  • Améliorer les taux de production et les rendements des cultures 
  • Améliorer la santé des sols et la résilience des plantes 
  • Améliorer l’efficacité des ressources, telles que les engrais, et réduire la pollution  et
  • Développer des plantes à capteurs intelligents qui peuvent alerter les agriculteurs des tension environnementaux

Le co-auteur, le Dr Peng Zhang, chercheur Marie Skodowska-Curie à l’Université de Birmingham, a commenté :  » Les approches informatiques, notamment l’IA et l’apprentissage automatique, joueront un rôle essentiel dans les progrès de l’agriculture nanométrique. De telles approches commencent déjà obtenir l’acceptation réglementaire pour l’évaluation de la sécurité des nanomatériaux, permettant le développement de nanomatériaux sûrs dès la conception pour les produits de consommation et les médicaments.

 » L’intégration de l’IA et de la nanotechnologie dans l’agriculture de précision jouera un rôle essentiel dans l’exploration des paramètres de conception des nanomatériaux à utiliser dans la distribution d’engrais et de pesticides afin de garantir des impacts minimaux sur la santé des sols couplés à un minimal de résidus de nanomatériaux restant dans les parties des tissus comestibles – aidant à garantir une agriculture sûre et resilient. »