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H2020

Flourish — Risultato in breve

Project ID: 644227
Finanziato nell'ambito di: H2020-EU.2.1.1.5.
Paese: Svizzera
Dominio: Alimenti e Risorse naturali, Economia digitale

Nuovi robot pronti a trasformare l’agricoltura

Un team di scienziati finanziato dall’UE ha sviluppato dei robot adattabili, operanti sul terreno e in aria, che sono in grado di incrementare il rendimento dell’agricoltura, ridurre l’utilizzo di pesticidi e mitigare i rischi della sicurezza alimentare, strettamente connessi con l’incertezza in agricoltura.
Nuovi robot pronti a trasformare l’agricoltura
I consumatori europei si aspettano una catena logistica pulita e la preservazione della biodiversità; di conseguenza, è necessario ridurre al minimo l’impiego di pesticidi e fertilizzanti chimici e/o sostituirli mediante soluzioni agro-ecologiche o robotiche. Per di più, l’età media degli agricoltori europei è tra le più alte tra quelle di tutti i settori e l’agricoltura ha quindi bisogno di attirare giovani con allettanti opportunità di lavoro.

Questo è il campo in cui la nuova soluzione agricola robotica per l’agricoltura di precisione sviluppata nell’ambito del progetto Flourish (Aerial Data Collection and Analysis, and Automated Ground Intervention for Precision Farming), finanziato dall’UE, può fare la propria parte. L’uso dei robot nell’agricoltura di precisione potrebbe non solo incrementare il raccolto, ma anche ridurre la dipendenza da fertilizzanti, erbicidi e pesticidi attraverso l’irrorazione selettiva di singole piante o mediante l’eliminazione delle erbe infestanti.

Aiutare i terreni coltivati a essere floridi

L’agricoltura di precisione combina varie tecnologie che personalizzano la cura ricevuta dalle piante, senza però aumentare il lavoro a carico dell’agricoltore. Il consorzio del progetto si è concentrato sullo sviluppo di tecniche agricole innovative con il monitoraggio di indicatori chiave dello stato di salute delle colture e dirigendo il trattamento solo su piante o zone infestate che ne hanno bisogno.

«In confronto alle pratiche convenzionali, le tecniche dell’agricoltura di precisione sono molto più rispettose dell’ambiente e portano maggiori benefici economici», affermano il professor Roland Siegwart, coordinatore del progetto, e il dottor Inkyu Sa, uno dei ricercatori. Dal momento che la maggior parte dei pesticidi applicati sono erbicidi per controllare le erbe infestanti, la drastica riduzione dell’utilizzo di queste sostanze chimiche e la localizzazione delle sezioni del campo prive di infestazione contribuiranno alla crescita di colture più sane.

Coltivare con droni e robot

Lo sviluppo delle tecniche dell’agricoltura di precisione è un settore molto attivo della ricerca, quindi l’obiettivo di Flourish era quello di colmare il divario tra le capacità attuali dei robot agricoli e quelle desiderate. Il consorzio di progetto ha sviluppato un sistema di coltivazione autonomo in cui droni e robot lavorano assieme per monitorare le colture ed eliminare con precisione le erbe infestanti. Il sistema robotico appena sviluppato combina le capacità di indagine aerea di un piccolo velivolo senza pilota (UAV, unmanned aerial vehicle) multirotore autonomo con quelle di un veicolo terrestre senza pilota (UGV, unmanned ground vehicle) multiuso.

«Equipaggiato con una telecamera, vari sensori, GPS e software per l’analisi statistica lo UAV può esaminare differenti caratteristiche delle colture, quali ad esempio altezza, copertura della volta e livelli di clorofilla, e fornire informazioni relative a “fenotipizzazione” della pianta», spiegano il professor Siegwart e il dottor Inkyu Sa. Il drone è anche in grado di distinguere tra colture ed erbe infestanti, mentre algoritmi avanzati gli consentono di ottimizzare la sua traiettoria di volo. Una volta completato il suo compito, lo UAV comunica le aree che hanno bisogno di cure allo UGV.

Utilizzando i dati forniti dallo UAV, il prototipo di UGV, chiamato Bonirob, si fa autonomamente strada nel suo ambiente ed esegue gli interventi in luoghi prestabiliti. Per esempio, esso può spruzzare un pesticida su un’area selezionata della coltura e, in caso di presenza di erbe infestanti, può eliminarle meccanicamente evitando l’uso di pericolosi erbicidi.

Il riconoscimento dell’immagine svolge un ruolo chiave nel funzionamento di Bonirob. Basandosi su parametri quali colore, forma e dimensione della pianta, il robot può aiutare gli agricoltori a classificare più facilmente le piante. Esaminando modelli della coltura insieme alle immagini, esso può anche differenziare più accuratamente tra piante desiderate ed erbe infestanti, anche quando il loro aspetto visivo cambia notevolmente a causa delle condizioni atmosferiche o della crescita.

Al momento, i membri di Flourish stanno lavorando con degli utenti finali per definire i dettagli del prodotto e garantire che gli interessi rimangano allineati. Inoltre, stanno valutando e ottimizzando il sistema appena sviluppato per renderlo più robusto e facile da usare con un breve tempo di installazione. I membri del progetto stanno anche tentando di facilitare l’interoperabilità con altri prodotti presenti sul mercato utilizzando dei protocolli di comunicazione standard, come ad esempio il sistema operativo del robot. Questo garantirà che vi siano delle barriere minime quando il sistema sarà pronto a essere immesso sul mercato.

Progressi tecnologici in agricoltura come quelli introdotti da Flourish consentiranno agli agricoltori di ridurre al minimo l’utilizzo di sostanze chimiche e di produrre colture più sane e raccolti più abbondanti. Ci si aspetta inoltre che il sistema diminuisca i costi per gli agricoltori e riduca al minimo l’impatto ambientale della coltivazione delle colture.

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Keywords

Flourish, agricoltura di precisione, colture, robot, erbe infestanti, velivolo senza pilota, veicolo terrestre senza pilota, pesticidi