Esempio di evoluzione nella meccanizzazione e nella automazione agraria, i robot sono pensati per ottimizzare la gestione delle operazioni colturali. Diserbo meccanico, difesa, monitoraggio, raccolta semina e lavorazioni del terreno sono alcune delle funzioni svolte. Sebbene in molti casi in Italia queste soluzioni siano ancora ferme a livello prototipale o appena agli esordi, in alcuni altri Paesi sono già realtà. A Eima 2022 il workshop "Pieno campo, vigneto e frutteto: i robot in agricoltura sono già realtà" ha fatto il punto della situazione. Moderato da Edagricole, al workshop sono intervenuti Davide Facchinetti, dell'Università di Milano e Matteo Matteucci del Politecnico di Milano sul tema "Stato dell'arte e prospettive future nel controllo robotizzato delle malerbe in pieno campo", Marco Vieri sugli aspetti riguardanti "L'automazione e robotica per la viticoltura nell'era del green deal" e infine Luigi Manfrini dell'Università di Bologna sulla "Robotica in frutticoltura: come le nuove forme di allevamento seguono l'innovazione tecnologica".
Lo stato dell'arte del diserbo in pieno campo
Le tecniche di diserbo in pieno si applicano non solo a situazioni tra loro molto differenti che vanno dalle colture sarchiate, più facili da gestire per via dell'interfila più largo, ma si arriva poi a quelle seminate a righe, già più difficili da gestire con la sensoristica e la robotizzazione, per passare infine all’orticoltura da pieno campo. Esistono anche mezzi molto differenti per il controllo delle malerbe:
- selctive spraying (diserbo chimico ma modulando la distribuzione per colpire solo le malerbe e solo dove presenti);
- laser, esistono già delle applicazioni commerciali negli Usa ma si sta svilluppando anche da noi per il diserbo ma anche per la spollonatura.
- tecniche di diserbo meccanico con una sensoristica a monete simile a quella delle precedenti tecniche;
- scariche elettriche;
- pirodiserbo (solo a livello di ricerca);
- microonde (interessante per il futuro);
- calce più vapore per la sterilizzazione del terreno.
Ma la ricerca continua e nuove soluzioni sono alla studio, sia come mezzi (schiuma calda per le colture a file, raggi infrarossi, luce concentrata) sia come sensori e software (alcuni esempi: Weed It, Rometron, BlueRiver integrata poi da John Deere, Farming) mezzi di intelligenza artificiale che stanno alla base delle diverse tecniche di diserbo e che sfruttano telecamere che "vedono" le malerbe e decidono se intervenire o meno.
Un altro aspetto molto importante da capire è quale sarà la taglia dei robot destinati al diserbo. La tendenza è quella di prendere i mezzi attuali equipaggiati con sistemi Gps Rtk e sistemi elettronici di automatizzazione delle manovre a fine campo collegarli alle irroratrici e mandarli in campo. Sono già dei robot ma sono molto grandi e molto costosi e comportanto un compattamento eccessivo del terreno e quindi non adatti per il diserbo e altre lavorazioni leggere. Stessa cosa vale per le taglie large tipiche degli Stati Uniti con estensioni maggiori. In Italia dobbiamo orientarci su taglie medie e piccole e sistemi cooperativi, ovvero mezzi piccoli e semplici, più economici e più facili da gestire che intervengono contemporaneamente in campo. Mezzi che potrebbero essere adottati non direttamente dall'agricoltore ma da un fornitore di servizi.
In generale, mentre se sulla parte di intelligenza artificiale sono già stati fatti molti passi avanti, c'è ancora molto da lavorare sulla parte dimensionale e sulla navigazione autonoma.
La robotica in viticoltura
Due sono le operazioni in viticoltura drammaticamente onerose per le aziende una è la gestione dell'inerbimento e l'altra è la gestione dell'irrorazione. Per il diserbo ci sono già diverse applicazioni. Ma si sta lavorando anche per la potatura e le altre operazioni.
Per tutte le applicazioni vale però una considerazione base: perchè i robot siano realmente funzionanti è necessaria una digitalizzazione dei campi, specilamente nelle colture a file, ovvero la macchina deve poter riconoscere il campo in modo digitale. Alcuni esmpi di mezzi già in campo nei vigneti italiani: Vitibot Bakus, Xag R150, Icaro X4, Rovitis, Ted e alcuni altri. Si stanno sviluppando poi robot per il monitoraggio dei vigneti e per trattamenti UV, nell'ottica della riduzione degli interventi chimici.
La robotica in viticoltura, ma non solo, deve essere pensato come un sistema collaborativo di diversi mezzi. Entrambi i progetti ai quali abbiamo partecipato (Reha e Smash) prevedevano flotte di robot. L’introduzione di innovazione come i robot richiede la creazione di ecosistemi collaborativi, multicompetenze e dialogo tra più attori per raggiungere la maturità tecnologica. Se si vuole arrivare alla maturità tecnologica serve sì una tecnologia pronta e affidabile ma servono anche persone capaci di gestire queste tecnologie. La spinta e l'affidabilità per le nuove tecnologie richiedono un sistema di supporto territoriale alle imprese agricole ad alta tecnologia. Serve formare il capitale umano all'interno delle aziende. Robot significa indurre una transizione digitale e generazionale.
L'evoluzione della frutticoltura per accogliere la robotica
In frutticoltura è necessario produrre frutti perfetti che rispondano alla richieste del mercato, per farlo si devono compiere in campo diverse operazioni di gestione: la raccolta, i trattamenti fitosanitari, il diradamento manuale e la potatura coprono quasi il 70% dei costi di gestione del frutteto. Concentrandosi solo sulla prima voce, in frutticoltura l'applicazione dei robot incontra diversi ostacoli, prima di tutto la movimentazione dei frutti senza provocare delle modifiche estetiche e in più la variabilità (genetica, ambiente, management) del sistema frutteto lo rende particolarmente ostile. Gli obiettivi dell'automazione dei frutteti sono quindi: rilevazione e localizzazione precisa ed accurata delle strutture/organi della pianta; manipolazione del frutto/organo della pianta senza danneggiarlo; operatività continuativa in condizioni di luce naturale, notturne o meteorologicamente avverse; operatività su più tipologie di specie/cv con forme di allevamento e dimensione variabili; progettazione meccanica del robot semplice ed economica e che possa essere riparata sul campo.
Nel corso degli anni sono stati sviluppati nuovi mezzi e supporti per la sensoristica, che a sua volta si è evoluta per dare in tempi più ristretti informazioni utili ai mezzi. Si sono evoluti anche gli hand-effectors, ovvero utensili per la manipolazione dei frutti, così come i sistemi di visione low cost per l'identificazione e misurazione dei frutti. A oggi non esistono in commercio dei robot che raccolgano la frutta in maniera efficiente e autonoma.
Una delle ragioni è che non c'è ancora l'accoppiamento tra tecnologia e forme di allevamento del frutteto. Attualmente il prototipo per un frutteto meccanizzabile è la chioma multiasse con assi produttivi verticali. Si tratta di una forma di allevamento ‘semplice’ che rende standardizzabile e meccanizzabile la gestione della pianta (es. distribuzione precisa e omogena di prodotti fitosanitari).
L'automazione in frutticoltura potrà avere un futuro solo se riusciremo ad adattare le piante alla meccanizzazione. Le innovazioni devono essere su diversi fronti, tecnologiche, meccaniche ma anche agronomiche. La configurazione del frutteto deve evolvere pari passo con la meccanizzazione/automazione, servono per questo nuove competenze sia a operatori in frutticoltura sia a tecnologi e ingegneri. Ed è proprio per questa ragione che stanno nascendo nuove lauree e specializzazioni offerte dalle Università italiane per formare nuovo personale tecnico.
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- Stato dell'arte e prospettive future nel controllo robotizzato delle malerbe in pieno campo
- L'automazione e robotica per la viticoltura nell'era del green deal
- Robotica in frutticoltura: come le nuove forme di allevamento seguono l'innovazione tecnologica
