L'era della robotica agricola è sempre più vicina. Le principali fiere a livello internazionale (Eima e Sima) dedicano spazi alla robotica e all'ultima edizione del World Fira - evento dedicato interamente ai robot agricoli - sono state presentate molte macchine pronte per il mercato.
Anche gli enti di ricerca e le università sono attivi con eventi e prove in campo utili a rendere pubblici i propri progetti e, parallelamente, i grandi costruttori di macchine agricole si muovono acquisendo start up e micro aziende di robotica.
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In questo contesto così fertile, non mancano dei limiti che ostacolano la reale diffusione dei robot in agricoltura. Tralasciamo in questo articolo le lacune normative legate all'uso di macchinari autonomi - a cui le maggiori organizzazioni europee stanno lavorando per porre rimedio - e la possibile reticenza degli agricoltori - tradizionalmente conservatori - nell'adottare soluzioni così avveniristiche. Ci concentriamo sui limiti legati alle soluzioni stesse e su come l'Unione Europea si sta muovendo per porvi rimedio.
I 2 limiti tecnici della robotica agricola
Innanzitutto, quali sono questi limiti? La maggior parte dei robot è progettata per automatizzare compiti specifici ma l'ampia varietà di operazioni e di ambiti d'impiego rende poco redditizio acquistare robot ultra specializzati. I ritorni sugli investimenti sono bassi e i rischi economici ancora elevati per gli agricoltori.
Il primo ostacolo da superare è proprio questo. Occorre pensare ai robot non come unità indipendenti bensì come parte di un sistema completo e integrato. Un approccio che però rende complesso (e costoso) lo sviluppo di soluzioni pronte per il mercato.
Un secondo problema sono le pratiche e gli standard agricoli a cui i robot non sempre si adattano bene. Per raggiungere risultati reali in tempi brevi su questo fronte è necessario il supporto di un ecosistema virtuoso di stakeholder formato da aziende, istituzioni e agricoltori che crei le giuste sinergie. E chi meglio dell'Europa può giocare questo ruolo?
Europa: culla ideale per la robotica agricola
Per comprendere il ruolo dell'Europa in questa partita, facciamo un passo indietro. 360iResearch ha pubblicato ad aprile 2023 un report in cui evidenzia come la dimensione del mercato globale dei robot agricoli, valutata circa 11,4 miliardi di dollari (10,5 miliardi di euro) nel 2022, dovrebbe guadagnare 32 miliardi di dollari (29 miliardi di euro) entro il 2030 registrando un tasso di crescita annuo del 18,2%. Sempre nel 2022, secondo il World robotics report dell'IFR, erano oltre 8mila le unità attive a livello mondiale.
Nel 2023 il mercato globale dei robot agricoli arriverà a 13,45 miliardi di dollari e nel 2030 raggiungerà i 43,40 miliardi
(Fonte foto: 360iResearch)
Uno studio pubblicato ad agosto 2022 dalla Triton Market Research prevede una crescita annua del mercato Europa ancora più elevata: oltre 20 punti percentuali tra il 2022 e il 2028.
Ad oggi i produttori di robot si concentrano maggiormente negli Stati Uniti e in Europa occidentale. Da uno studio del 2021 dell'Università di Padova, emerge che su un totale di 91 aziende, 55 hanno sede in Europa e in particolare in Francia e Olanda. L'Italia si posiziona al quarto posto a livello europeo.
A fare dell'Europa il luogo ideale per lo sviluppo della robotica agricola sono un'elevata presenza di terreni agricoli, un'alta concentrazione di tecnologie e un'attenzione crescente alla sostenibilità ambientale. Inoltre, la domanda europea di prodotti alimentari è in crescita e la disponibilità di manodopera rappresenta sempre di più un punto dolente nel bilancio degli agricoltori.
L'unione fa la forza
Nel Vecchio continente l'importanza del contributo della robotica agricola a un futuro più sostenibile è riconosciuta dagli agricoltori più virtuosi che approcciano ad un mondo per loro del tutto nuovo, ma anche dalle associazioni di categoria che sostengono la diffusione di conoscenze e le occasioni di incontro tra domanda e offerta e dalle istituzioni europee che incentivano lo sviluppo di progetti all'avanguardia.
È il caso di FlexiGroBots, progetto europeo inserito nel più grande Programma Quadro europeo Horizon 2020 per la ricerca e l'innovazione.
I partner del progetto FlexiGroBots impegnati nella realizzazione di una piattaforma per la gestione di flotte di robot
(Fonte foto: FlexiGroBots)
FlexiGroBots: la robotica gioca di squadra
Il progetto Flexible robots for intelligent automation of precision agriculture operations - da qui l'acronimo FlexiGroBots - avviato nel 2021, giungerà al termine a dicembre 2023 con un investimento di oltre 8 milioni di euro, di cui quasi 7 provenienti da fondi europei.
Il progetto propone lo sviluppo di un'innovativa piattaforma adibita al controllo di un sistema integrato di robot capace di collaborare e portare a termine differenti e complessi tasks. Con FlexiGroBots l’autonomia operativa, la flessibilità e la precisione aumentano e i costi si riducono.
Robot, droni e software si integrano
L'integrazione dei dati provenienti da sensori IoT, satelliti, droni e robot in campo genera report accurati su campi, colture in atto e operazioni eseguite che vengono utilizzati per adattare in tempo reale il comportamento dei diversi robot, rendendoli più autonomi. "Mettere in comune le informazioni è la chiave per rendere l'intero sistema più intelligente" commenta Francisco Javier Nieto De Santos, coordinatore del progetto FlexiGroBots.
Le componenti dell'innovativa piattaforma realizzata dal progetto europeo FlexiGroBots
(Fonte foto: AgroNotizie)
La piattaforma FlexiGroBots, che giungerà a fine 2023 alla sua terza e ultima versione, integra e sfrutta piattaforme e componenti tecnologiche pre esistenti e fornite anche da enti terzi, utilizzando modelli e standard di riferimento per il settore. In particolare, è composta da:
- Un centro di controllo per la gestione delle informazioni e dei canali di comunicazione tra robot e altre componenti della piattaforma;
- Diversi strumenti per l'integrazione delle piattaforme terze (robot, azienda agricola, tecnologie loT, fonti dati esterne, etc);
- Servizi, applicazioni e modelli per l'automazione in campo (mappatura e riconoscimento ambiente circostante);
- Servizi di telemetria e geospaziali;
- Intelligenza artificiale (AI) e Machine Learning (ML) per accelerare la formazione dei modelli.
Per validare la piattaforma all'interno di FlexiGroBots, sono stati definiti 3 progetti pilota. Qui il sistema multi-robot è stato testato su diverse colture: vite in Spagna, colza in Finlandia e mirtilli in Serbia e Lituania.
Una marcia in più nella gestione dei vigneti
Nei vigneti spagnoli l'adozione della piattaforma FlexiGroBots dimostrerà l'elevata capacità e versatilità dei robot nello svolgere diversi compiti tra cui il monitoraggio delle uve e il supporto agli operatori durante la vendemmia.
Una flotta di robot segue gli operatori durante la vendemmia, trasportando in autonomia l'uva raccolta dal vigneto alla cantina. I mezzi autonomi registrano il peso e la geolocalizzazione dell'uva, dati di grande importanza per conoscere la produzione di ogni area del vigneto e per generare una mappa delle rese.
Primo test di utilizzo dei robot del progetto FlexiGroBots durante la stagione della vendemmia
I droni individuano la presenza di Botrytis cinerea e raccolgono dati relativi a stress idrico e grado di maturazione delle uve. I robot a terra integrano i dati raccolti con immagini delle aree potenzialmente infette da Botrite permettendo agli esperti di decidere se trattare o meno. In caso di trattamento, gli stessi robot possono eseguirlo in modo localizzato e solo sui frutti colpiti.
Robot a caccia di insetti in pieno campo
Il progetto pilota finlandese si concentra sulla coltivazione della colza e prende in esame la gestione di malerbe e patogeni. Qui i sistemi di rilevamento in campo forniscono dati per supportare il processo decisionale in azienda e coordinare le attività tra i sistemi robotici.
Tramite droni è possibile mappare lo stato della colza e delle malerbe in campo, raccogliere immagini geolocalizzate per identificare la presenza di insetti e, se dotati di irroratori, i droni sono utilizzati anche per la distribuzione degli agrofarmaci. Un robot si muove in campo per stimare le rese finali della colture e verificare l'effettiva presenza di insetti nelle aree identificate per via aerea.
Robot progettato da Probot Oy all'interno del progetto FlexiGroBots per il calcolo della resa basato su AI
Mirtillo, per non sprecare neppure un grammo
Infine, un doppio progetto pilota è condotto in 2 aziende agricole di mirtilli. Qui un robot si occupa inizialmente dell'analisi del suolo tramite uno strumento modulare di campionamento che stima il contenuto di nutrienti. I dati raccolti sono trasmessi allo strumento di supporto decisionale, aiutando così gli agricoltori a ottimizzare l'uso dei fertilizzanti.
Il test del robot per l'analisi del suolo è condotto in un frutteto artificiale per velocizzarne la progettazione
In seguito, il robot equipaggiato - in questo caso con un sensore multispettrale - valuta lo stato delle singole piante. Il rilevamento di malattie nelle fasi iniziali tramite immagini iperspettrali permette di identificare aree problematiche dove lo stesso robot - se dotato di modulo per la distribuzione dei fitofarmaci - esegue un trattamento localizzato.
