I Robot Agricoli per l’Agricoltura Sostenibile del Domani

Pisa ha acquisito nell’ambito della ricerca e dell’applicazione nel settore della robotica un ruolo di leadership internazionale, tale da poter essere considerata la città delle tecnologie e autentico polo di eccellenza. Il “Festival Internazionale della Robotica”, giunto alla seconda edizione, coglie l’opportunità di mostrarlo, presentando un ricco programma di eventi, che consentono al pubblico e agli specialisti di apprezzare i livelli raggiunti dall’innovazione, accompagnati da una approfondita riflessione culturale. Anche l’edizione 2018 del Festival, promosso dalle università e istituti di ricerca pisani e dalla Regione Toscana, ha riservato spazio alle applicazioni di avanguardia della robotica e dei sistemi di automazione applicati all’agricoltura. In un affollato workshop sono stati discussi i progressi scientifici e tecnologici ottenuti da gruppi di ricerca internazionali e aziende specializzate, che hanno introdotto il pubblico nell’affascinante campo della robotica agricola al servizio dell’uomo e dell’ambiente. Dopo gli indirizzi di saluto da parte dell’Arch. Giovanni Maffei Cardellini, Presidente del Parco regionale di San Rossore, Migliarino e Massaciuccoli, e del Prof. Alberto Pardossi, Direttore del Dipartimento di Scienze Agrarie Alimentari e Agro-ambientali dell’Università di Pisa, i lavori si sono aperti con l’intervento del Prof. Qin Zhang della Washington State University. Dopo avere descritto l’evoluzione tecnica e sociale del settore primario negli USA, il relatore ha descritto le ricerche che hanno portato alla realizzazione di prototipi di robot in grado di eseguire in maniera autonoma le operazioni connesse alla raccolta di alcune importanti produzioni orto-frutticole.
Il Prof. Marco Vieri (Università di Firenze) ha effettuato un articolato excursus delle principali rivoluzioni che hanno interessato il mondo agricolo italiano dal XVIII secolo fino al moderno concetto di agricoltura di precisione. Ha quindi illustrato le esperienze che hanno portato alla realizzazione di un modello innovativo di irroratrice accoppiata a una trattrice autonoma, capace di effettuare la distribuzione sito-specifica di prodotti per la difesa delle colture.
Davide Nardini, dell’Università Milano-Bicocca, ha esposto una rappresentazione di un processo innovativo di progettazione e gestione delle aree urbane in chiave intelligente. In questo modo potrebbero essere risolte, o quanto meno minimizzate, le problematiche ambientali e sociali derivanti dall’urbanizzazione, adottando un modello di sviluppo più sostenibile per l’ambiente, che avvalendosi delle nuove tecnologie dell’informazione e delle telecomunicazioni possa anche favorire la crescita economica.
Il Prof. Enrico Borgogno Mondino, dell’Università di Torino, è stato il relatore sul telerilevamento ottico in agricoltura, che sta trovando sempre maggiore applicazione grazie all’uso dei droni, ovvero aeromobili a pilotaggio remoto (APR), provvisti di fotocamere multispettrali. Si tratta di analizzare la riflettanza spettrale dell’apparato fogliare, così da caratterizzare in maniera oggettiva lo stato vegetativo della coltura. Il fine di queste tecniche è la creazione di “mappe di prescrizione”, preziosi sistemi di supporto alle decisioni, tali da coadiuvare una gestione specifica della variabilità dell’agroecosistema, come, ad esempio, la distribuzione a rateo variabile dei fertilizzanti.
La seconda sessione, dal titolo “Agricoltura, animali e robot”, ha visto come relatori il Prof. Cesare Stefanini e il Dott. Donato Romano dell’Istituto di Biorobotica della Scuola Universitaria Superiore Sant’Anna di Pisa. Sono state presentate le ricerche che hanno portato alla realizzazione di robot ispirati da strutture anatomiche e funzionali di animali (“biomimetica”). Nello specifico si è discusso di un robot con un sistema di locomozione a salti tipico degli insetti rincoti cicadellidi e di un automa acquatico che si muove e localizza i bersagli come una lampreda. Sono state poi illustrate le ricerche inerenti la neuroetologia di alcuni artropodi. Infine, è stato preso in esame un caso di applicazioni dell’intelligenza artificiale con sciami di robot interconnessi e perfettamente coordinati a vari livelli (autosufficienti sotto il profilo energetico e in grado di dialogare tra loro con l’ausilio di bio-algoritmi derivati dagli insetti sociali) impiegati nel monitoraggio di ambienti marini.
La terza sessione, “Tecnologie robotiche”, è iniziata con l’intervento di Anthony Gelibert, della Carbon Bee Company, una azienda specializzata in tecnologie per l’agricoltura di precisione, che ha realizzato un’attrezzatura autonoma e semovente per il controllo meccanico della flora spontanea. Il sistema ottico per il riconoscimento delle infestanti si basa sull’acquisizione e l’analisi d’immagini multispettrali e su algoritmi per il riconoscimento di forma basati sull’intelligenza artificiale e sul deep learning.
Infine, il Prof. Stefano Giordano (Università di Pisa) ha illustrato uno speciale dissuasore per mammiferi selvatici, sviluppato con la filosofia di Internet-of-things; esso è dotato di un sensore a raggi IR in grado di percepire la loro presenza, che attiva un altoparlante che produce ultrasuoni (la pressione sonora raggiunge valori di 120 dB), non udibili dall’uomo ma insopportabili per gli ungulati. Con questa tecnologia è possibile creare delle recinsioni “virtuali”, ma anche raccogliere dati inerenti la presenza di branchi di animali in modo da controllarne i movimenti.
Facili le conclusioni della giornata. Dai droni ai trattori autonomi e robot colturali, la tecnologia viene impiegata in applicazioni creative e innovative, con vantaggi di natura economica e ambientale: l’agricoltura (di precisione) sta rapidamente diventando un’entusiasmante industria high-tech, attirando nuove imprese, nuovi investitori e nuovi professionisti, specializzati in sensoristica, elettronica, informatica, telecomunicazioni, telerilevamento e sistemi di informazione geografica. La componente agronomica umana risulta, comunque, ancora indispensabile per calibrare gli strumenti tecnologici e validare e interpretare i dati analizzati. Ovviamente, in futuro dovremo contare su figure professionali con specifiche competenze di avanguardia e il sistema universitario è chiamato a investire risorse in questa direzione.