Macchine agricole: la condivisione dei dati tra sfide e soluzioni

L'agricoltura 4.0 - intesa come una rete integrata di operazioni in cui i dati vengono scambiati tra agricoltori e partner esterni, elaborati e analizzati in modo automatizzato - non è ancora giunta alla sua piena espressione a causa di ostacoli collegati al data-sharing. Tuttavia, l'uso efficace delle informazioni digitali permette di garantire la tracciabilità dei prodotti, nonché di ottimizzare consumi e produzioni. La condivisione facile, protetta e automatizzata dei dati lungo la catena può generare valore aggiunto.

Per migliorare la condivisione dei dati e quindi sviluppare ulteriormente l'agricoltura digitale, occorre stabilire regole chiare per tutti i soggetti coinvolti ed eliminare le barriere tecniche. Come si sta muovendo l'industria delle macchine agricole?

Secondo il Cema, che in una recente pubblicazione ha analizzato lo stato delle cose, per consentire ai mezzi agricoli di comunicare al meglio con l'esterno bisogna individuare dati di valore e standard adeguati, classificare correttamente le informazioni, ottenere l'interoperabilità effettiva tra modelli di dati/infrastrutture hardware, garantire la sicurezza dei flussi informativi, inviare il consenso automatico per la comunicazione tra cloud.
Non trascurabili sono poi le problematiche relative all'adozione di tecnologie di comunicazione e bande di frequenza efficienti, privacy, fiducia e sicurezza dei mezzi.
 

Non tutti i dati sono utili

Il volume delle informazioni raccolte in campo sta aumentando. Tuttavia, il 90% dei big data sono "dati oscuri" che una volta acquisiti non trovano riscontro pratico. Definire una categorizzazione e un filtraggio a livello di infrastruttura OEM, macchina o cloud porterebbe al recupero di soli dati di valore e a una conseguente condivisione virtuosa delle conoscenze.

Un processo così ottimizzato ridurrebbe le risorse necessarie per la mappatura e per la costruzione di un'architettura di alto livello (famiglia di standard correlati per un approccio unificato) che agevola la comunicazione tra piattaforme e l'uso di dati esterni. A migliorare sarebbero anche gli scambi di informazioni, le regole di elaborazione interoperabili, l'accesso standardizzato ai dati dei mezzi attraverso il cloud2cloud e il trasferimento del consenso automatico da un cloud all'altro.
   

Dialogo tra sistemi, servono standard adeguati

Le scelte di architettura, lingua e formato dei portali fatte finora dai fornitori di dati e servizi consentono l'invio di dati proprietari delle macchine a piattaforme di servizio proprietarie, generando difficoltà di comunicazione tra portali diversi. Tra le soluzioni, la più praticabile sembra essere quella di consentire l'accesso alle piattaforme di altri fornitori. Infatti, la creazione di un'unica piattaforma con un solo formato di dati potrebbe costituire un freno all'innovazione e sfavorire specifiche situazioni che richiedono flessibilità per lo sviluppo di nuovi servizi.

Diventa allora fondamentale che - tramite la semantica (una sorta di dizionario che definisce elementi di dati usati nella comunicazione) e procedure standardizzate per l'identificazione, l'autenticazione e l'autorizzazione - dispositivi e sistemi possano ricevere, inviare e comprendere i dati provenienti da altri dispositivi e sistemi. In agricoltura, l'esempio di standard più utilizzato e conosciuto è il protocollo Isobus (ISO11783) per lo scambio di informazioni tra trattrici e attrezzature.

 

Interoperabilità: la chiave per un data-sharing efficace

Per realizzare il trasferimento di informazioni tra diversi sistemi proprietari serve un sistema operativo di sistemi in cui un utente possa ottenere tutti i dati e i servizi in un unico punto centrale. L'architettura di tale ecosistema (spazio globale condiviso di dati) dovrebbe basarsi su standard intersettoriali per garantire l'interoperabilità tra sistemi. Non si è ancora arrivati ad una sua piena realizzazione, anche se alcune soluzioni sono già disponibili.

Secondo gli esperti del Cema, la scelta più logica è l'uso di API (Application Program Interfaces) personalizzate per ogni servizio che evita l'alterazione delle piattaforme cloud esistenti e richiede solo l'aggiunta di un'interfaccia per lo scambio di dati con l'esterno.

Il servizio API standardizzato consentirebbe l'accesso di terzi (consulenti, riparatori indipendenti, assicurazioni) a dati macchina di buona qualità, previo consenso dell'agricoltore proprietario dei diritti. In fase di ulteriore sviluppo all'interno del progetto Ue Atlas, la piattaforma aperta Farm management information systems - Fmis promossa dall'industria e dall'Aef si propone quale strumento capace di fornire agli agricoltori una panoramica di tutti i set di dati e i portali cloud disponibili.
   

I flussi di dati vanno protetti

La protezione del flusso di dati è fondamentale per tutelare il funzionamento delle macchine, ma anche per generare fiducia tra i marchi di sistemi.
Condividere dati tra sistemi a livello di cloud OEM significa produrre un flusso di informazioni che "scorre" tra mezzi agricoli e portali, in entrambe le direzioni e in modalità wireless. Significa anche esporre tale flusso a terze parti che potrebbero usare il portale senza il consenso del proprietario per accedere al veicolo, entrando in possesso di dati agronomici o dati sensibili, e per manomettere qualcuno dei sistemi con ripercussioni negative sul comportamento, sulla durata e sulle funzioni di sicurezza del macchinario.

Una possibile soluzione è la schermatura del singolo mezzo o ancora meglio del cloud OEM. Infatti, proteggendo il cloud si tutela un punto centrale in cui arrivano tutte le richieste di dati. Inoltre, tramite il cloud OEM, l'agricoltore può trasferire i dati sulla piattaforma Fmis scelta.

La connessione tra il mezzo e il cloud OEM è poi garantita da una comunicazione simile a quella V2V (vehicle to vehicle) nelle combinazioni trattore-attrezzo.
Lanciato sul mercato dall'Aef nel 2019, il sistema TIM (Tractor Implement Management) permette all'attrezzatura di comunicare con la trattrice. Funziona con veicoli di brand diversi grazie a una PKI (infrastruttura a chiave pubblica) che fornisce chiavi di connessione all'azienda produttrice, alle realtà coinvolte nel processo del prodotto e all'impresa proprietaria del macchinario. Dunque, rappresenta un'infrastruttura di comunicazioni sicure basate su standard comprovati.
 

Data governance, codice di condotta per un mondo connesso

Disporre dei mezzi tecnici per consentire un flusso di informazioni continuo e sicuro tra piattaforme non basta. Occorre stabilire alcune regole e definire quali dati possono essere condivisi, come proteggerli, a chi è possibile inviarli e come garantirne la qualità. Principi di data governance sulla disponibilità, l'usabilità, la coerenza, l'integrità, la sicurezza e la definizione di processi esistono già.

Regole di governance simili ad hoc per la comunicazione cloud2cloud sui dati di valore delle macchine potrebbero arrivare dalla creazione di un Codice di condotta sulla connettività in agricoltura, cui far seguire l'elaborazione di standard tecnici.
Utili sarebbero anche sistemi di certificazione di Industry Cloud che assicurino parità di condizioni per l'accesso e qualità delle informazioni. Così avremmo dati accessibili solo all'agricoltore, dati certificati per la prova della conformità e dati aperti per la comunità di ricerca, i fornitori di servizi e il pubblico. Si partirebbe da un breve elenco di dati di valore da condividere che crescerebbe nel tempo andando a coprire diverse aree dell'agricoltura.

Comunque, l'autore dei dati (agricoltore) ne detiene i diritti e decide se e a chi rilasciarli. In caso di consenso fornito direttamente dal sensore, dal macchinario, dal proprietario ad una piattaforma cloud, non vi sono problemi. Diventa più complicato con il consenso per più piattaforme. In questo caso, usando uno schema di certificazione per piattaforme tramite standardizzazione basata su cloud API, si potrebbe trasferire il consenso in automatico ai cloud, senza interpellare il titolare dei diritti, e arrivare ad analisi automatizzate (basate sull'AI) di dati anonimi.
   

Tecnologie di comunicazione e bande di frequenza: a che punto siamo?

Per caricare i dati in cloud è necessario il segnale che, però, spesso manca nelle aree rurali. Per offrire un'ampia e adeguata copertura, l'attenzione è puntata sui segnali 5G, 4G e 3G (rispettivamente, 700, 800 e 900 MHz), capaci di coprire fino a 15-20 chilometri utilizzando una quantità ridotta di hardware, ma anche sulle partnership tra il mondo delle telecomunicazioni e l'industria delle macchine agricole che permetterebbero di completare la rete di antenne.

Al momento sono state avviate iniziative commerciali per costruire reti di banda larga a bassa potenza LPWAN con tecnologie di comunicazione wireless (NB-IoT, LoRA e Sigfox) che non necessitano di connessione cellulare. Probabilmente il panorama LPWAN verrà scosso dal 5G, che promette ridotte velocità di latenza, bassa potenza e alta velocità di trasferimento dei dati, una combinazione finora irraggiungibile.

L'industria dei mezzi agricoli, tramite l'Aef, ha scelto l'applicazione per la comunicazione wireless Infield con standard WLANP, basato sullo standard per il Wi-Fi domestico, ma caratterizzato da una portata maggiore (fino a 1,5 chilometri) e una connessione più veloce. In agricoltura, il WLANP verrà usato per la comunicazione V2V e per l'invio di dati alla fattoria, consentendo una migliore organizzazione del lavoro in campo e l'invio di dati alla rete più vicina per il caricamento in cloud.
 

Il ruolo dell'industria nel data-sharing

La condivisione di dati può essere di tipo B2B (business to business) o B2G (business to government). Il data sharing B2B - inteso come la messa a disposizione o l'accesso ai dati di altre società a fini commerciali - richiede il rispetto di diversi principi individuati dalla Commissione europea: trasparenza, creazione di valore condiviso, rispetto degli interessi reciproci, concorrenza senza distorsioni, blocco dei dati ridotto al minimo grazie alla loro portabilità.

Le aziende che condividono informazioni B2B possono garantire l'accesso a set di dati completi o parziali (gratuitamente, a fronte di un pagamento o di un servizio) decidendo con chi e a quale scopo condividere le proprie informazioni.

Le previsioni a cinque anni vedono una crescita significativa del data-sharing B2B. Per i produttori condividere informazioni con gli agricoltori significa massimizzare il profitto, ottimizzare l'efficienza dei mezzi e migliorare i nuovi modelli tramite un corretto uso delle tecnologie intelligenti, dei dati macchina e dei dati agronomici. Per concretizzare la volontà di condivisione occorre, però, colmare lacune tecniche e costruire un'architettura adatta a supportare un data-sharing facile, protetto e indipendente dal marchio.
 

Connettività, prime prove tra competitor

In un mercato punteggiato di servizi cloud (John Deere Operation Center, New Holland MyPLM Connect, Case IH AFS Connect, Claas Telematics, AGCO Ag Command e Trimble Farmer Core cui presto si aggiungeranno i portali di Argo Tractors e Antonio Carraro), un impulso all'agricoltura 4.0 può arrivare senza dubbio dalla creazione di una piattaforma unica per lo scambio dei dati tra brand differenti.

A rendersene conto per prime, le case costruttrici - consapevoli delle esigenze degli operatori proprietari di flotte miste e del fatto che il libero scambio di dati sarà inevitabile - hanno aperto i loro servizi cloud, fino a poco tempo fa chiusi e capaci di trasferire solo dati proprietari, ad una comunicazione più libera. Di fatto, si sono fatte promotrici della connettività inter-brand realizzando piattaforme per il dialogo (ricezione e invio di dati) con i sistemi di alcuni competitor.

Già presente sul mercato, Agrirouter (creato nel 2017 da Dke con AGCO, SDF, Krone, KUHN, Lemken, Pöttinger, Amazone) consente agli operatori di trasferire file tra macchine di flotte miste e di inviarli in automatico ad altri. Permette il trasferimento in cloud, ma non lo stoccaggio dei dati. Sono oggi disponibili anche Nevonex di Bosch (premiato ad Agritechnica 2019) e Agro Link di AGCO (disponibile da inizio 2020) che gestisce e conserva più dati agronomici che dati macchina e funziona con file provenienti da sistemi operativi diversi, convertiti in un formato leggibile.

Svelata ad Agritechnica 2019 e pronta al lancio ufficiale nell'estate 2020, Data Connect è l'ultima soluzione cloud2cloud sviluppata e nasce dalla partnership tra i colossi John Deere, Claas, 365FarmNet e CNH Industrial.
 
Forte del supporto del sistema gestionale 365FarmNet aperto a tutti e presto dell'integrazione con i sistemi dell'Aef (che riunisce duecento costruttori), Data Connect è una piattaforma particolarmente ampia e pensata per lo scambio di informazioni in tempo reale tra cloud, nonché per il controllo remoto di mezzi agricoli di differenti brand. Garantisce un flusso di dati continuo e automatizzato senza complicazioni per il cliente, che ha una panoramica costantemente aggiornata dell'intero parco macchine.

Queste piattaforme rappresentano i primi passi di un percorso che quasi sicuramente porterà, nel giro di pochi anni, alla nascita di una sola piattaforma universale e di un unico protocollo di comunicazione, sull'esempio dell'Isobus.