中国科研团队研发智能育种机器人，实现温室作物育种全流程自动化

Une nouvelle ère de l’agriculture intelligente s’ouvre avec le développement par l’Institut d’automatisation de l’Académie des sciences chinoises (CAS) et l’Institut de génétique et de développement végétal de la CAS d’un système robotique entièrement automatisé pour accélérer les processus de sélection et de production des cultures en serre. Cette avancée, publiée le 11 août dans la revue Cell sous le titre Engineering tomato floral morphology facilitates robotization of cross-pollination and speed breeding, marque une percée majeure dans l’intégration de la biotechnologie (BT), de l’intelligence artificielle (IA) et de la robotique — un modèle baptisé « BAR » (Biological Technology + AI + Robotics) — qui transforme radicalement les méthodes traditionnelles de sélection végétale. Depuis des millénaires, l’humanité a domestiqué environ 400 000 espèces végétales, en tirant seulement 40 espèces pour alimenter le monde. Ces cultures sont au cœur de la sécurité alimentaire mondiale. Pourtant, dans les serres modernes, la phase de sélection reste un goulot d’étranglement majeur, particulièrement pour les plantes à fécondation croisée (comme les cucurbitacées ou les crucifères) et les plantes à auto-fécondation (comme les solanacées ou les graminées). Jusqu’à présent, cette étape dépend largement de l’intervention humaine minutieuse : il faut éliminer manuellement les étamines pour éviter la fécondation autogame et appliquer précisément le pollen sur le stigmate. Ce processus est extrêmement exigeant, chronophage et coûteux. Ce projet a surmonté ces défis grâce à une approche innovante combinant deux volets complémentaires. Pour les plantes à fécondation croisée, les chercheurs ont mis au point des algorithmes d’IA permettant une détection précise de structures florales extrêmement petites, même dans des conditions de faible luminosité, ainsi qu’un contrôle doux et précis des mouvements robotiques, associé à une navigation autonome sur rails en serre. Pour les plantes à auto-fécondation, une ligne de plantes stériles mâles a été conçue grâce à la génétique moléculaire, permettant une exposition naturelle du stigmate — une avancée qui rend la fécondation robotisée beaucoup plus efficace. Le robot a été déployé au centre de sélection de la ferme de Cuilake, à Beijing, où il a démontré des performances remarquables : une précision de reconnaissance du stigmate de 85,1 %, une durée moyenne de 13 secondes par fleur, et un taux de réussite de 77,6 % ± 9,4 % par cycle. Grâce à sa capacité à opérer en continu, 24 heures sur 24, il assure une pollinisation complète et répétée, garantissant une bonne fécondation. Dans les cultures à fécondation croisée, son efficacité est comparable à celle de l’homme ; pour les cultures à auto-fécondation, elle est nettement supérieure. Cette technologie, entièrement constituée de composants fabriqués en Chine, ouvre la voie à une agriculture de précision à grande échelle. Elle s’inscrit dans une logique de « conception biologique adaptée à la machine », permettant une optimisation réciproque entre les plantes et les robots. Elle pourrait être étendue à d’autres étapes du cycle agricole, comme la surveillance des phénotypes ou la récolte automatisée. Les auteurs principaux incluent le chercheur adjoint Yang Minghao (CAS) et les doctorants Xie Yue et Zhang Tinghao (Institut de génétique et de développement végétal), avec une contribution clé de Han Hua (CAS) et de Tao Jianhua (Université Tsinghua). Le projet a été soutenu par plusieurs programmes nationaux, dont le programme de recherche fondamentale du nord-est du bassin du fleuve Jaune, le programme stratégique de la CAS et des financements régionaux du Guangxi. Cette recherche représente un exemple emblématique de l’application de l’IA pour la science (AI for Science), ouvrant une nouvelle voie vers une agriculture résiliente face au changement climatique, tout en renforçant la souveraineté alimentaire chinoise.