"Stiamo entrando lentamente nell'era dell'agricoltura 5.0. L'intelligenza artificiale avrà un ruolo sempre più importante. Con il digitale si potranno migliorare la qualità dell'acqua, del suolo, dell'aria e avremo più qualità alimentare e più sicurezza alimentare. Certo, ci sono ancora molti punti interrogativi cui rispondere". Così il professore Josse De Baerdemaeker davanti alla platea di NovelFarm 2024, la mostra convegno internazionale sulle innovazioni in agricoltura che si è svolta alla Fiera di Pordenone il 21 e il 22 marzo scorsi.
Il professore De Baerdemaeker, che oggi insegna all'Università di Lovanio, nei Paesi Bassi, e che da molti è considerato il padre del concetto di agricoltura di precisione, era fra gli ospiti della sessione "Automazione, robotica e intelligenza artificiale nelle colture: dal pieno campo alle vertical farm". Ha relazionato su "Intelligenza artificiale e trasformazione digitale in agricoltura". Proprio Josse De Baerdemaeker è l'autore dello studio "Artificial intelligence in the agri-food sector" realizzato per il Parlamento Europeo proprio mentre si stava discutendo il cosiddetto "AI Act", la proposta di regolamento presentata dalla Commissione Europea con l'obiettivo di creare un quadro normativo armonizzato per l'intelligenza artificiale in Unione Europea (Ue) (l'AI Act è poi stato approvato il 13 marzo 2024, Ndr). (È possibile ascoltare un intervento del professor De Baerdemaeker sul tema all'ultima edizione del "Forum for the Future of Agriculture" in questa pagina).
Digital twin protagonisti a NovelFarm 2024
L'innovazione tecnologica a NovelFarm 2024: i digital twin
L'ultima edizione di NovelFarm è stata caratterizzata per aver allargato molto gli orizzonti dell'innovazione tecnologica, non concentrandosi solo su agricoltura fuorisuolo e vertical farming, ma abbracciando tutte le tecnologie che stanno plasmando il futuro del settore primario. Il professore Josse De Baerdemaeker si è particolarmente concentrato su una grande promessa per l'agricoltura, l'utilizzo di "digital twin". Con cloud computing, IoT, intelligenza artificiale e tutte le innovazioni tecnologiche che rapidamente stanno avanzando nei campi, viene prodotto un flusso di dati notevole e quasi in tempo reale. Questi dati sono fondamentali soprattutto quando si coltiva in serre avanzate o in vertical farm, in ambiente controllato. Questi dati possono essere utilizzati e sfruttati per migliorare la progettazione di questi ambienti e per implementare modelli avanzati di gestione, i digital twin appunto.
"Il gemello digitale è fondamentalmente un software che imita il mondo reale. Imita il mondo reale, ma funziona assieme al mondo reale. Quindi fondamentalmente fai prove sul computer, simuli e puoi apportare modifiche. E in questo senso, puoi anche prendere decisioni nel mondo virtuale del digital twin e vedere cosa accadrà e quindi puoi poi decidere che ciò non vuoi che accada, nel mondo reale", ha raccontato il professor De Baerdemaeker. "Il digital twin equivale ad oggetti della vita reale che rispecchiano il comportamento e gli stati durante la loro vita in uno spazio virtuale" (C. Verdouw et al., 2021).
Sostanzialmente, avvalendosi di gemelli digitali le decisioni di gestione operativa, soprattutto in ambiente controllato, sono facilitate perché, attraverso modelli nel mondo virtuale, si possono anticipare i risultati di decisioni che potrebbero essere prese nel mondo reale, quindi all'interno della serra. "Il gemello digitale si basa su due tipi di informazioni" ha continuato il professor Josse De Baerdemaeker. "È costruito sul modello meccanicistico biologico che conosciamo, su ciò che sappiamo su come funzionano le piante e le colture vegetali. Alcuni di questi dati provengono anche da esperimenti, esperimenti nel mondo reale, dati controllati che vengono poi aggiunti alla simulazione, al modello meccanicistico. I dati che usa l'intelligenza artificiale sono i dati analizzati che provengono dal mondo reale insieme alla conoscenza acquisita sulla coltivazione delle piante. Questo è il modo in cui costruisci la tua piattaforma del gemello digitale. Il mondo reale fornisce informazioni alla parte software, attraverso i sensori, quindi c'è una connessione digitale fra il mondo reale e il mondo simulato, interagiscono fra loro".
Digital twin in campo ma anche durante la fase del post raccolta, fino alla consegna. "Possiamo avere la simulazione anche nel post raccolta, per esempio per il trasporto possiamo vedere come cambiano le caratteristiche dei prodotti dentro al container, abbiamo sempre un mondo fisico e un gemello digitale. Il gemello è nutrito con i dati che arrivano fisicamente tramite sensori. Teniamo sotto controllo le caratteristiche del prodotto durante il viaggio e simuliamo continuamente le condizioni reali. Possiamo fare tentativi, senza preoccuparci degli effetti reali".
Modello di digital twin applicato alla post produzione orticola
(Fonte foto: Slide mostrata dal professore Josse De Baerdemaeker durante la sua relazione e tratta da "Artificial intelligence in the agri-food sector", studio per il Parlamento Europeo)
Digital twin, dalla teoria alla pratica
Fin qui la teoria, i digital twin, però, pur essendo alle prime sperimentazioni, iniziano ad essere sperimentati, anche in Italia. Un progetto che è appena partito coinvolge l'Università Ca' Foscari di Venezia e Legacoop Veneto, si tratta di un progetto nell'ambito del programma Interreg Italia-Slovenia finanziato con fondi Fesr e Esrr e cofinanziato dagli Stati Italia e Slovenia. Si chiama BeBlue e, per parte slovena, coinvolge l'Università di Lubiana e altri partner.
"Cercheremo di mettere a punto - ci ha raccontato il professor Roberto Pastres dell'Università Ca' Foscari di Venezia - un gemello digitale di coltivazione in acquaponica. Avremo due impianti pilota, uno in territorio italiano e uno in territorio sloveno. E quello che faremo sarà cercare di simulare il comportamento di questi impianti in cui verranno allevate orate e carpe insieme a salicornia e micrortaggi rispettivamente". BeBlue è partito a settembre 2023 e dovrebbe concludersi a fine 2025.
I due centri di ricerca lavoreranno condividendo i dati tramite cloud che arrivano da un piccolo container in cui è stato progettato l'impianto acquaponico. Saranno calcolati sia l'impatto ambientale sia la sostenibilità economica. "Cercheremo di mettere a punto un calcolatore via web per capire costi e introiti di un impianto di questo tipo. L'idea è usare il digital twin per un primo studio di fattibilità. Puntiamo a ottenere - ha continuato il professore - uno strumento che poi sarà reso in qualche modo disponibile agli operatori, che consenta di capire meglio quale sia il potenziale produttivo dell'acquaponica".
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