In futuro probabilmente gli agricoltori resteranno seduti su una poltrona in ufficio, monitorando l’attività di decine di robot sparsi per i campi che compiranno, in maniera autonoma, la maggior parte dei compiti e avranno bisogno dell’intervento umano solo in caso di problemi.
Se questo futuro, per alcuni distopico, è ancora molto lontano, ad Agritechnica 2023 i produttori di robot agricoli erano molti.
C'è robot e robot
Per robot agricolo, talvolta abbreviato con AgriBot o Agbot, si intendono macchine in grado di muoversi in maniera autonoma all’interno di un contesto agricolo (come un campo, una serra o un frutteto) e di portare a termine un compito senza l’intervento dell’uomo. I robot possono essere full-electric, ma anche equipaggiati con un tradizionale motore endotermico. Inoltre, sono dotati di una serie di sensori necessari all’interazione con l’ambiente esterno.
Se sulla carta i robot possono svolgere qualunque compito, nella realtà le applicazioni sono ancora molto limitate e la convenienza economica di un loro impiego è spesso svantaggiosa rispetto ad approcci tradizionali. Ma è solo una questione di tempo prima che lo sviluppo tecnologico renda i robot la scelta migliore.
Il rover sviluppato da Avular Autopilots è pensato per portare in campo sensori utili al monitoraggio delle colture
(Fonte foto: Tommaso Cinquemani)
Robot agricoli: obiettivo diserbo
Il compito su cui le case costruttrici si stanno concentrando oggi è il diserbo meccanico delle colture. Questo per diverse ragioni. Prima di tutto l’uso di sostanze erbicide di sintesi è oggi mal visto dall'opinione pubblica e dal legislatore, che sta ponendo un livello crescente di vincoli.
In secondo luogo, il diserbo meccanico è un’attività ripetitiva e prevedibile, adatta dunque ad essere portata a termine da un automa. Infine, l'uso di robot avviene molto spesso in colture ad alto valore aggiunto, come la viticoltura o l’orticoltura, dove gli agricoltori hanno dei margini tali da giustificare l’acquisto di un automa.
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Robot: un'offerta sempre più ampia
L’azienda costruttrice forse più famosa in questo ambito è Naio Technologies, che offre a catalogo diverse soluzioni. Ted è il robot scavallante pensato per il diserbo meccanico del vigneto mentre Jo, che è il cugino minore, è un rover cingolato sviluppato per i filari stretti. Oz invece è progettato per il pieno campo ed è utilizzabile per diserbare, seminare e assolvere ad altri semplici task, come tracciare i solchi.
Novità di Agritechnica è Orio, un portattrezzi pensato per il diserbo meccanico delle colture orticole e di quelle estensive. Il robot utilizza 4 motori elettrici e 4 batterie, per un peso totale di 1.450 chilogrammi. La navigazione di precisione è assicurata da un sistema GNSS-RTK e da una serie di sistemi di sicurezza che ne rendono legale l'impiego anche senza la sorveglianza di un tecnico, una caratteristica battezzata da Naio ‘Augmented Autonomy’.
Al di sotto di Orio è possibile agganciare diverse tipologie di attrezzi
(Fonte foto: Tommaso Cinquemani)
Altro robot già operativo in campo è Bakus, di Vitibot, startup francese su cui ha investito il gruppo SDF. Bakus è un robot elettrico, pensato per il diserbo meccanico del vigneto, alimentato da 4 batterie al litio per un totale di 75 kWh (ricaricabili in 2 ore) e da 4 motori elettrici, uno per ruota.
Il robot è disponibile in 2 versioni: Bakus S (3,50x1,75x2,2 metri) e Bakus L (3,50x1,95x2,50 metri), rispettivamente per il vigneto stretto e largo. I robot pesano circa due tonnellate e montano pneumatici Michelin Multibib a bassa pressione, per limitare al massimo il compattamento del suolo.
Il robot scavallante può essere allestito con differenti attrezzi e tutti i parametri di lavoro possono essere personalizzati dall’apposita app per smartphone. La navigazione di precisione e in sicurezza è garantita da due antenne GNSS-RTK, da bumpers anti-uomo, da 6 bottoni di fermata d’emergenza e da altri sensori.
Un robot pensato per il campo aperto è FD20, di Farmdroid, una azienda danese che ha sviluppato un robot alimentato a pannelli solari in grado di seminare e diserbare meccanicamente differenti tipologie di colture, come ad esempio la barbabietola da zucchero, la cipolla, la colza e altre specie ancora.
Il robot di Farmdroid geolocalizza ogni singolo seme depositato al suolo
(Fonte foto: Tommaso Cinquemani)
Usando un sistema di navigazione GNSS-RTK, il robot memorizza la posizione di ogni singolo seme e quindi è facilitato nelle operazioni di diserbo, sia sulla fila che nell’interfila. Il robot ha un peso di soli 900 chilogrammi e una capacità operativa di 6,5 ettari al giorno. Inoltre può essere equipaggiato con una serie di attrezzature per adattarsi alle diverse colture.
Una piccola realtà svizzera è quella di Probotics che ha presentato Scarabeus, un robot tosaerba, simile a quelli che si vedono nei giardini delle villette, che si muove autonomamente in campo e possiede una barra falciante a rientro per eliminare le infestanti nell’interfila di colture arboree. Il robot è dotato di una stazione di ricarica dove si ricovera quando la batteria è scarica.
Il robot scarabeus mentre esce dalla stazione di ricarica
(Fonte foto: Tommaso Cinquemani)
Un altro sistema per il diserbo di precisione è quello sviluppato da Odd.bot, una startup olandese che ha applicato il classico robot delta al mondo del diserbo. In effetti Odd.bot ha sviluppato il solo elemento diserbante, costituito da camere ad alta risoluzione, algoritmi di riconoscimento delle immagini e dall’attuatore, che si muove per afferrare la malerba, anche di piccole dimensioni, per sradicarla.
Il robot di odd.bot elimina le malerbe afferrandole una ad una - Fonte foto: Tommaso Cinquemani
Il sistema di Odd.bot può poi essere montato su un qualunque robot portattrezzi, come ad esempio quelli di PixelFarming, un'altra startup olandese che ha sviluppato diversi robot tra cui Robot One, un automa per il campo aperto al di sotto del quale è possibile agganciare diversi attrezzi per il diserbo, dalle semplici ancorette ai finger weeder, fino ad emettitori di raggi laser.
Alcuni degli attrezzi montabili sotto il robot di Pixelfarming
(Fonte foto: Tommaso Cinquemani)
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Portattrezzi, ad ognuno il suo compito
D’altronde una delle tendenze in questo settore riguarda proprio la divisione tra aziende che si occupano di realizzare attuatori e altre che si concentrano sulle piattaforme semoventi, i portattrezzi.
Un esempio visto ad Agritechnica 2023 è Tipard, il robot di Digital Workbench, azienda bavarese partita proprio con l’idea di creare un rover autonomo, in grado cioè di muoversi senza difficoltà in campo aperto, e integrabile con soluzioni sviluppate da terzi o dall’azienda stessa.
Presso lo stand ad Agritechnica era presente una soluzione per la raccolta automatica delle mele grazie ad un braccio robotico di KUKA.
Il robot Tipard è stato equipaggiato con un braccio robotico per la raccolta delle mele
(Fonte foto: Tommaso Cinquemani)
Tipard 350 usa il segnale di due antenne GNSS-RTK per la navigazione, più sensori ottici per l’identificazione 3D delle file di piante. L’intera struttura, montata su pistoni auto-livellanti, permette al robot di essere sempre parallelo al suolo e di adattarsi alle differenti altezze della coltura.
Dalla Danimarca arriva Robotti, di Agrointelli. Anche questo portattrezzi può accogliere gli attuatori di soggetti terzi, come ad esempio seminatrici, sarchiatrici, barre falcianti e sprayer.
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La slovena Pek Automotive ha invece presentato Slopehelper, una piattaforma semovente per il frutteto e il vigneto alla quale possono essere agganciati un gran numero di attrezzi, come ad esempio atomizzatore, trinciasarmenti, barra falciante, spollonatrice, cimatrice, sarchiatrice e così via.
Ad Agritechnica era presente la versione dotata di sistema di raccolta automatica di pomacee. Il robot, alimentato elettricamente, è in grado di muoversi all’interno del filare (grazie ad antenna GNSS e a sensori che forniscono dati ad un software di intelligenza artificiale), di individuare la presenza del frutto tra le foglie e di coglierlo automaticamente.
Slopehelper è pensato per automatizzare il 90% delle operazioni in vigneto e frutteto
(Fonte foto: Tommaso Cinquemani)
Molto specifico è il lavoro svolto da AgriRobot, altra startup danese, che si è concentrata sui sistemi di guida in ambienti agricoli. Nello stand era ad esempio presente un sensore Lidar, che grazie ad un software specifico è in grado di ricreare un digital twin dell'ambiente circostante, in modo da identificare le piante, ma anche eventuali persone e quindi gestire il robot in sicurezza.
D’altronde la navigazione in ambienti complessi, come ad esempio i vigneti stretti, è una sfida non da poco. Si tratta infatti di guidare un macchinario in spazi angusti, con una precisione che ammette un errore di pochi centimetri, mantenendo la giusta distanza da una vegetazione la cui forma varia temporalmente e spazialmente. Una missione che non può basarsi solo sulla correzione RTK, ma che ha bisogno anche di altri sensori per poter avvenire correttamente, garantendo anche la sicurezza degli operatori.
Presso lo stand di AgriRobot era presente un Lidar che ricostruiva un gemello digitale dello spazio adiacente allo stand stesso (immagine a sinistra). Si notino le pareti dello stand ad angolo retto e davanti le sagome delle persone
(Fonte foto: Tommaso Cinquemani)
Sempre sul fronte della navigazione lavora anche il centro di ricerca Fraunhofer IPA, che ad Hannover ha presentato i prototitpi CURTrobots, 2 rover di terra (CURTmini e CURTmaxi) in grado di muoversi autonomamente e di portare a termine diverse lavori, come seminare, irrorare, concimare o monitorare le colture.
CURTmini in mostra ad Agreitechnica
(Fonte foto: Tommaso Cinquemani)
Irrorazione delle colture, di precisione e non grazie ai robot
Se il diserbo meccanico è il principale task dei robot, anche il tradizionale diserbo chimico e in generale l’applicazione di agrofarmaci è un’attività che può essere svolta dagli automi. Anche perché l’assenza di un operatore e la possibilità di applicare i prodotti in maniera precisa e a rateo variabile, favorisce la sostenibilità ambientale e la sicurezza degli agricoltori.
Ecorobotix è un brand ormai noto nel campo degli automi, avendo sviluppato una barra in grado di applicare prodotti erbicidi (ma anche fungicidi, insetticidi o fertilizzanti fogliari) in maniera precisa. Il sistema utilizza delle camere ad alta risoluzione e degli algoritmi di riconoscimento delle immagini per identificare le malerbe e colpirle con un getto mirato di prodotto.
In mostra ad Agritechcnia ARA è a tutti gli effetti un attrezzo trainato che, con un rateo di appena 6x6 centimetri e una produttività di 4 ettari all’ora, è adatto non solo alle colture sarchiate ma anche ai pascoli e all’orticoltura. Tuttavia, Ecorobotix ha sviluppando negli anni anche soluzioni 100% autonome che non richiedono quindi l'abbinamento ad un trattore.
Ecorobotix ha sviluppato sia delle barre trainate, come quella in foto, ma anche dei veri e propri robot in grado di muoversi autonomamente in campo
(Fonte foto: Tommaso Cinquemani)
Meno ‘precisa’ è invece la soluzione sviluppata da XAG, un’azienda cinese tra i leader nel settore dei droni, che ha messo a punto un rover terrestre, gommato o cingolato, di piccole dimensioni, pensato per l’irrorazione delle colture grazie alla presenza di due cannoncini per nebulizzare la miscela fitoiatrica.
Largo 1 metro e lungo 1,5 metri, R150 è alimentato da 2 batterie al litio e da 2 motori elettrici che forniscono coppia alle 4 ruote. Con una capacità di carico di 150 chili, il rover può trasportare la miscela fitoiatrica in campo ma, all’occorrenza, può anche essere usato per movimentare materiali e assistere i raccoglitori nello spostamento delle cassette piene.
Il rover di XAG è dotato di 2 cannoncini per il trattamento delle colture
(Fonte foto: Tommaso Cinquemani)
