Une plateforme innovante de capteurs et la technique de Physical Reservoir Computing (PRC) ont permis de « calculer » avec succès le comportement des plantes.
Les plantes réagissent de manière complexe mais prévisible à leur environnement
Les plantes s'adaptent à leur environnement pour atteindre des objectifs précis, comme s'étendre au-delà d'une zone ombragée pour maximiser l'ensoleillement de leurs feuilles. Derrière cette réponse, un système complexe s'active dans la plante, pourtant sa réaction à l'ombre reste prévisible.
Cette prévisibilité ouvre des perspectives fascinantes pour « calculer » via le comportement des plantes. Olivier Pieters, chercheur à l'ILVO-UGent, a équipé des fraisiers de capteurs d'épaisseur foliaire et de caméras. Il a développé une plateforme précise mesurant variables environnementales et caractéristiques végétales (épaisseur et allongement des feuilles), puis appliqué avec succès le Physical Reservoir Computing (PRC) à ces données.
Les réservoirs physiques en action
Issue de l'informatique, la technique PRC permet par exemple à un robot d'ajuster ses mouvements en temps réel face à des stimuli visuels. Bien qu'une plante semble « plus simple » qu'un robot, sa dynamique est tout aussi complexe : ses réponses varient selon l'âge, la saison ou d'autres facteurs. Contrairement à un robot statique, les plantes évoluent – bourgeonnement printanier ou flétrissement automnal – ce qui complique l'application du PRC, qui suppose une stabilité des réactions et de la mémoire.
Première étape réussie, avec recherches complémentaires en cours
Olivier Pieters a limité son étude à une semaine sur des plantes adultes, mais a démontré l'efficacité du PRC et des capteurs pour prédire, à partir de mesures comme l'épaisseur foliaire, les interactions complexes plante-environnement (intensité lumineuse, humidité, photosynthèse).
Cette recherche exploratoire est révolutionnaire. Le professeur Wyffels déclare : « Cette thèse illustre une interdisciplinarité forte, testant un concept informatique sur les plantes. Elle ouvre de nouvelles perspectives en informatique, électrotechnique et physiologie végétale. »
Pieters et ses collègues poursuivent avec cette plateforme et d'autres capteurs (y compris sans contact) pour cartographier efficacement les caractéristiques de diverses espèces végétales, visant une surveillance conviviale et exhaustive.
Perspectives d'applications prometteuses
Olivier Pieters explique : « Notre vision des plantes évolue : d'organismes passifs à processeurs d'informations actifs. Le PRC uniformise l'analyse des réponses végétales, utile pour les sélectionneurs. À long terme, cela pourrait révolutionner l'agriculture de précision et l'horticulture sous serre, où une plante pourrait même réguler son microclimat via PRC. »
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