I robot si sono ormai diffusi a macchia d’olio in molti settori produttivi industriali in tutto il mondo, dal settore alimentare a quello cosmetico e, perché no, perfino in quello agroalimentare. In molte aziende agricole, infatti, si stanno già sfruttando le tecnologie dell’agricoltura 4.0 per migliorare la qualità del lavoro.
Nel 2018 sono stati investiti 2,8 miliardi di dollari in aziende innovative nell’agritech e circa 170 milioni sono serviti per lo sviluppo di droni e robot in agricoltura, come anche trattori a guida autonoma in grado di automatizzare alcune operazioni portate avanti dagli esseri umani.
Alcuni esempi sono rappresentati dai robot agricoli per la potatura degli alberi da frutto o delle viti, sistemi intelligenti in grado di riconoscere una pianta malata e indirizzare il getto dei medicinali direttamente su di essa. Vediamo in pratica come i robot trasformeranno l’agricoltura 4.0.
i vantaggi dei robot per l’agricoltura
Partiamo da 4 ragioni per cui i robot sono utili in agricoltura:
- raccolgono un prodotto non standardizzato, mettendo l'agricoltore nelle condizioni di non dover pensare al reclutamento della manodopera durante la raccolta
- sollevano l'operatore dalle operazioni potenzialmente pericolose, come l'applicazione di agrofarmaci per i trattamenti antifungini
- con la guida parallela si risparmia all’operatore l'onere di dover correggere la traiettoria del mezzo
- grazie all'utilizzo di telecamere e algoritmi di riconoscimento delle immagini, le attrezzature per l’agritech identificano malerbe, insetti o piante malate, prendendo misure precise
Tutto ciò significa un minor consumo di prodotti, che si traduce in minori costi per l’agricoltore e in un elevato livello di sostenibilità.
Agrifood tech e alimentazione
Ad oggi i trattori funzionano grazie al gasolio e le attrezzature ad essi collegate sono azionate dalla presa di forza e dall’impianto idraulico. Gli automi del futuro useranno fonti alternative di energia, come quella elettrica.
Per i trattori a guida autonoma, il biogas generato in maniera autonoma dall’agricoltore grazie allo sfruttamento delle biomasse potrebbe essere una soluzione. Così, ogni azienda agricola avrà un piccolo impianto di biogas, oltre a impianti semplici.
Quanto all’agricoltura di precisione, per gli automi impegnati nelle operazioni come il diserbo di precisione o le potature si userà invece l’elettrico perché meno costoso e meno impegnativo nella manutenzione.
Si pensi alle ruote che fanno avanzare il mezzo in campo, ai sensori, alla pinza per il precision picking e ai pannelli solari sopra i robot.
Connettività dei sistemi agritech e sostenibilità economica
Gli automi intelligenti che si muovano in campo senza supervisione non sono ammessi sia per ragioni di sicurezza, sia per ragioni agronomiche. Un robot agricolo potrebbe urtare qualcosa o qualcuno e creare seri danni, perfino un malfunzionamento potrebbe mandare all’aria un anno di lavoro.
Per questo, con molta probabilità in futuro l’agricoltore supervisionerà le macchine da diversi monitor e software per l’agricoltura. Naturalmente dovrebbe essere presente in campagna una connessione 5G, che velocizza il tempo che passa tra l’invio di un comando e la ricezione.
In questo modo l’agricoltore, con un tocco del joystick, potrà aggiustare la traiettoria del trattore, supportare un potatore automatico o raccoglitore nel caso di un frutto complicato da raccogliere.
Uno dei nodi principali resta il costo della robotica agricola. I prototipi realizzati finora sono ancora lenti, costosi e poco adattabili a condizioni ambientali imprevedibili. Con l’intelligenza artificiale, i farm robot possono imparare a risolvere problemi che finora non hanno avuto soluzione.
MODELLI DI AGRICOLTURA ROBOTIZZATA
Quello dei trattori a guida autonoma è uno dei settori in cui la tecnologia dell’automazione si sta sviluppando maggiormente, grazie all’applicazione del GPS e delle reti RTK. I mezzi in questione non necessitano di conducenti, si tratta di trattori senza cabina che si muovono tra i vigneti o i frutteti in maniera autonoma.
Come si può immaginare, la costruzione di questi mezzi (già adottati dalla startup californiana Bear Flag Robotics o di Agribot) è piuttosto costosa, ma questo non è attualmente l’unico ostacolo da risolvere.
Sistemi di robotica
I sistemi di robotica in agricoltura non sono del tutto semplici e intuitivi nell’interfaccia di utilizzo. Potrebbe essere utile semplificare l’interazione uomo-macchina per facilitarne la diffusione.
Anche se il tutto è ancora sicuramente migliorabile, continuano i lavori per realizzare un’agricoltura più efficace e rapida, dal momento che l’attuale forza lavoro sta invecchiando e che è sempre più difficile da sostituire.
Anche i droni sfruttano la tecnologia GPS, ad esempio per il monitoraggio di vigneti o per eliminare i parassiti dalle piante. Un mini robot può perfino effettuare il diserbo dei campi da solo, lavorando fino a 12 ore e sfruttando unicamente l’energia solare.
Ciò avviene tramite un sistema per trattare le malerbe, riducendo l’utilizzo di erbicidi che danneggiano le colture e l’immissione di sostanze chimiche nell’ambiente.
Un robot per la raccolta della frutta
Tecnologie come gli agrobot e i droni cambieranno presto le sorti dell’agricoltura, ma non sono gli unici. Si possono sfruttare anche le potenzialità dei robot collaborativi, già utilizzati in più settori, come nella raccolta delle fragole.
In alcune zone della Gran Bretagna, infatti, più del 20% dei frutti non vengono raccolti a causa della scarsità di manodopera e i robot collaborativi risolverebbero in parte questo problema.
Alcuni ingegneri stanno studiando per capire come i robot possano raccogliere, controllare e confezionare la frutta in ambienti non strutturati, lavorando accanto a personale umano ma riducendo i costi di lavoro.
I problemi dei robot AGRICOLI
Le difficoltà derivano dal fatto che ciascun frutto ha forme, dimensioni e tempi di maturazione diversi. Oltretutto, l’ambiente muta costantemente a causa dei fenomeni atmosferici, per cui una manipolazione efficiente all’interno di un ambiente destrutturato rappresenta una grande sfida per la robotica.
I robot agricoli andrebbero a svolgere operazioni che per il personale umano sono semplici da svolgere, ma trattandosi di sistemi artificiali che ripetono sempre le stesse azioni servono degli specifici sensori di visione, tatto e forza, i quali corrispondono alle stesse abilità umane dei lavoratori.
I robot a due mani, ad esempio, ricreano il modo in cui gli umani raccolgono la frutta, con un sistema di visione per individuare i frutti nascosti dietro le foglie e per adattarsi ai cambiamenti delle condizioni ambientali.
Progetti di robot in agricoltura
Nel 2015 a Napoli veniva presentato RoDyMan, il robot che rappresentava la svolta nel lavoro dell’uomo e che aveva lo scopo di contribuire al progresso in campo medico. Si trattava in realtà di un robot pizzaiolo, pensato per sviluppare nelle macchine la sensibilità tattile.
I progressi nell’agrifood tech e nell’intelligenza artificiale hanno portato anche alla diffusione dei robot bartender e di quelli che coltivano e producono frutta e ortaggi al posto dell’uomo. Sicuramente i robot per l’agricoltura sono un incredibile passo avanti, perché in grado di ottimizzare numerosi processi, inclusa la raccolta.
Umani e macchine in agricoltura: i vantaggi
La startup californiana Iron Ox ha da poco iniziato a vendere le prime tre verdure frutto del lavoro delle macchine al Bianchini’s Market di San Carlos, specializzato in prodotti locali e biologici.
Per automatizzare il lavoro agricolo vengono usati dei bracci robotici per la raccolta, delle vasche idroponiche e dei robot che curano la fase delle coltivazioni. Nel contesto di questa agricoltura autonoma, gli esseri umani sono ancora indispensabili, poiché confezionano le piante e si occupano di porre i primi semi.
Gli automi impiegati nell’agricoltura robotizzata di produzione locale sono di piccole dimensioni ma sono in grado di ridurre i costi e le emissioni durante il trasporto. In poche parole, si tratta realmente di prodotti a km 0.
Un altro vantaggio è rappresentato dalla riduzione dei rischi in campo, visto che l’intelligenza artificiale consente di rilevare attacchi parassitari e malattie prima della loro espansione. Ovviamente, anche l’ottimizzazione del suolo ne trae i suoi vantaggi, riuscendo a produrre in meno spazio ciò che normalmente si produce in molti più ettari di terreno.
Il futuro dell’agricoltura fatta dai robot è ancora incerto, ma per gli esperti di settore si svilupperà restando comunque una realtà di nicchia.
L’IMPORTANZA DELLA ROBOTICA AGRICOLA
In Europa sta diventando complicato reperire lavoratori agricoli, perché sempre meno persone sono disposte a fare questo tipo di mestiere, soprattutto tra le nuove generazioni. Le persone si concentrano nelle città e abbandonano le campagne anche perché il lavoro agricolo è stagionale e non assicura la stabilità economica di cui molti hanno bisogno.
Eppure i consumatori pretendono di avere sulla tavola tutte le bontà offerte dalla terra. Per queste ragioni la robotica agricola rappresenta la giusta soluzione, supportando l’uomo nella semina e nella raccolta.
La semina nella robotica agricola
Alcuni ricercatori dell’Università israeliana stanno studiando la possibilità di impiegare i robot nella semina e nella raccolta. Essi stanno mettendo a punto dei droni capaci di impollinare i fiori al posto delle api, visto che la loro riduzione negli ultimi decenni richiede delle alternative che garantiscano la produzione di miele.
Oltre all’impollinazione, si sta provvedendo allo sviluppo di irroratori di pesticidi intelligenti in grado di calcolare la quantità di sostanza utile per prevenire le malattie delle piante. Sembrerebbe che basti una piccola quantità di prodotto per ogni appezzamento di terreno a risolvere il problema.
Si sta realizzando un robot capace di cospargere di pesticida solo l’area interessata, grazie all’analisi preventiva dei grappoli d’uva. Così facendo si ridurrà la quantità di pesticidi sulle viti, tutelando anche gli agricoltori dall’inalazione di sostanze chimiche tossiche.
La raccolta nella robotica agricola
Per quanto riguarda l’impiego dei robot agricoli nelle fasi di raccolta, il lavoro da svolgere è maggiore in primavera ed estate. Vista la ridotta forza lavoro che rende difficile tenere i ritmi, i prodotti cadono dagli alberi e spesso marciscono a terra, rilasciando gas serra dannosi per l’ambiente.
Un certo numero di contadini robotici che gestisce più raccolti contemporaneamente potrebbe essere la vera svolta per la raccolta agricola. Il robot non andrebbero a sostituire l’uomo, ma aiuterebbero i lavoratori ad essere più efficaci e costanti, ad esempio lavorando tutto il giorno e resistendo a temperature estreme. Il tutto per portare sulle tavole dei consumatori i prodotti di qualità, raccolti nel periodo giusto e non prima del tempo.
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