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Agricoltura 4.0: prospettive per il rilancio di un settore strategico

L’agricoltura intelligente e l’agricoltura di precisione stanno decollando, ma potrebbero essere solo i precursori di un utilizzo ancora maggiore della tecnologia nel mondo agricolo. Ecco le tecnologie che faranno la differenza

18 Set 2020
Giambattista Gruosso

Associate Professor Politecnico di Milano


L’agricoltura deve urgentemente pensare all’introduzione di innovazioni tecnologiche, pena la sua sopravvivenza. Tra le tecnologie destinate a portare il comparto a un livello superiore troviamo l’internet delle cose e i droni.

Le prospettive e i vantaggi sono numerosi. Facciamo una panoramica sul presente e sul futuro dell’agricoltura di precisione.

Sensori intelligenti e droni, come stanno cambiando l’agricoltura

L’agricoltura diventerà più importante che mai nei prossimi decenni, e anche nei mesi di pandemia abbiamo visto come sia stato un settore essenziale per la sussistenza. Ma l’altro lato della medaglia è che di fatto l’agricoltura e l’allevamento sono molto sensibili alla presenza di manodopera, da cui ancora oggi dipendono tantissimo.

Abbiamo tutti visto, nei giorni del lockdown, le immagini di coltivazioni di fiori, frutta, verdura non raccolti per l’impossibilità della manodopera di accedere ai campi in modalità sicura.

Le motivazioni della necessaria innovazione del settore vanno, quindi, ricercate in due diversi punti di vista. Da un lato vi è la necessità di monitorare ed analizzare le prestazioni e l’efficienza delle coltivazioni al fine di migliorare l’efficienza e l’efficacia. Per soddisfare questa domanda, gli agricoltori e le aziende agricole si stanno rivolgendo all’Internet delle cose ed ai sensori intelligenti per ottenere analisi e maggiori capacità produttive.

L’internet degli oggetti è destinato a spingere il futuro dell’agricoltura ad un livello superiore. L’agricoltura intelligente, o di precisione, sta già diventando sempre più comune tra gli agricoltori, e l’agricoltura ad alta tecnologia sta rapidamente diventando lo standard grazie ai droni (aerei e terrestri) e ai sensori smart.

Gli agricoltori hanno già iniziato ad utilizzare alcune di queste tecniche ad alta tecnologia per migliorare l’efficienza del loro lavoro quotidiano. Ad esempio, i sensori posizionati nei campi permettono agli agricoltori di ottenere mappe dettagliate sia della topografia e delle risorse della zona, sia di variabili come l’acidità e la temperatura del suolo. Possono anche accedere alle previsioni climatiche per prevedere i modelli meteorologici nei prossimi giorni e nelle prossime settimane.

Gli agricoltori possono utilizzare i loro smartphone per monitorare a distanza le loro attrezzature, i raccolti e il bestiame, oltre ad ottenere statistiche sul loro bestiame che alimenta e produce. Possono anche utilizzare questa tecnologia per eseguire previsioni statistiche per i loro raccolti e il bestiame.

E i droni sono diventati uno strumento inestimabile per gli agricoltori per rilevare le loro terre e generare dati sui raccolti.

Come esempio concreto, John Deere (uno dei più grandi nomi delle attrezzature agricole) ha iniziato a collegare i suoi trattori a Internet e ha creato un metodo per visualizzare i dati sulle rese dei raccolti degli agricoltori. Simile alle auto intelligenti, l’azienda è all’avanguardia nel settore dei trattori a guida automatica, che consentirebbe agli agricoltori di svolgere altri compiti e di aumentare ulteriormente l’efficienza.

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Tutte queste tecniche aiutano a comporre l’agricoltura di precisione, il processo di utilizzo di immagini satellitari e altre tecnologie (come i sensori) per osservare e registrare i dati con l’obiettivo di migliorare la produzione, riducendo al minimo i costi e preservando le risorse. Il futuro dell’agricoltura: IoT, sensori agricoli e droni per l’agricoltura.

L’automazione in agricoltura: il potenziale

Dall’altro punto di vista invece va fatta crescere l’automazione in agricoltura per la gestione di serre o di porzioni di territorio. Questo può avvenire con sistemi fissi, ma ancor più con sistemi mobili di tipo autonomo. Trattori a guida autonoma integrati con robots, possono contribuire ad seminare, “potare”, e raccogliere permettendo di essere efficaci anche in periodi di scarsa manodopera, o per intervenire tutte le volte che il raccolto ne abbia più bisogno.

Oggi la gestione di una qualsiasi operazione va gestita e programma, per avere a disposizione persone e risorse, ma mai come nell’agricoltura l’imprevisto è sempre dietro l’angolo: maturazioni anticipate o ritardate richiedono di ripianificare l’uso delle risorse. La robotica mobile, anche a guida automa, permette invece di poter intervenire all’occorrenza. Selezionando solamente quanto va raccolto e rimandando a successivi interventi il raccolto di prodotti ancora lontani dall’ottimo di maturazione.

Il vero potenziale della robotica in agricoltura è nell’integrazione diversi tipi di robot e sistemi autonomi (aerei e terrestri). Per esempio, gli UAV (unmanned Aereal Vechicle) sono un’eccellente piattaforma per il monitoraggio dell’ambiente, ma con carichi utili limitati. Quindi, a terra e in aria, i veicoli devono essere integrati in flotte eterogenee, coordinato centralmente o in modo distribuito. Pianificazione, programmazione e coordinamento sono fondamentali per il controllo di sistemi multirobot nell’azienda agricola, e altro ancora in generale per aumentare il livello di automazione in agricoltura. Ad esempio, i sistemi di irrigazione intelligenti possono rispondere al cambiamento delle condizioni climatiche e del raccolto stato di crescita per ottimizzare automaticamente la strategia di irrigazione in modo da ridurre l’uso di acqua dolce senza perdita di resa.

Tali flotte coordinate pongono anche requisiti per l’utilizzo sul campo di infrastrutture di comunicazione, come le reti Wi-Fi, WiMAX reti ad hoc, approcci 5G o altri metodi di comunicazione peer-to-peer proprietari impiegati sul campo. Su scala più ampia, le flotte eterogenee impiegate, sul campo può anche includere la collaborazione tra esseri umani che condividono la ambiente di lavoro con le loro controparti robotizzate, dando aumento dei requisiti di interazione e di comunicazione tra i robot e l’operatore umano e gli operai.

Conclusioni

L’agricoltura intelligente e l’agricoltura di precisione stanno decollando, ma potrebbero essere solo i precursori di un utilizzo ancora maggiore della tecnologia nel mondo agricolo.

Ma anche la tracciabilità ne sarebbe tutelata. L’ascesa della tecnologia della blockchain si sta facendo strada e potrebbe essere importante nel settore agricolo grazie alla sua capacità di fornire alle aziende dati importanti sulle colture. Gli agricoltori possono utilizzare i sensori per raccogliere dati sulle colture, che sono scritti sulla blockchain, e includono fattori di identificazione, così come il contenuto di sale e zucchero e i livelli di pH.

Considerati tutti i potenziali vantaggi di queste applicazioni dell’internet degli oggetti in agricoltura, è comprensibile che gli agricoltori si rivolgano sempre più ai droni e ai satelliti agricoli per il futuro dell’agricoltura. I droni consentono agli agricoltori di monitorare la distanza tra le colture nei rispettivi periodi di crescita. Inoltre, gli agricoltori possono spruzzare le colture malate tramite i droni con sostanze per riportarle in vita.

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