Niente neve sulle montagne, un meleto multivarietale così da essere anche più resiliente agli attacchi di malattie e fitofagi, una melicoltrice con braccio robotico e vista alla RoboCop al centro del frutteto: Deus ex machina della produzione melicola. Non siamo in un romanzo di Philip K. Dick ma nella visione futuristica al 2044 di Walter Guerra, pomologo del Centro di Sperimentazione Laimburg e coordinatore scientifico del Congresso dedicato al meleto digitale che si è tenuto nella seconda giornata di Interpoma 2024, a Bolzano.
Ogni relatore del Congresso dal titolo "Rivoluzione digitale: i meleti del futuro" ha fornito la sua personale visione del meleto del futuro, su invito di Luigi Manfrini, Università di Bologna, chairman della seconda giornata di discussione. Fra le diverse visioni, il sogno di Walter Guerra ha catturato moltissimo l'attenzione e stimolato discussioni che si sono propagate, come un'onda, fra gli stand della principale fiera dedicata alla melicoltura.
"Le nuove frontiere della genetica e dell'innovazione in termini tecnologici sono il futuro" ci ha detto Luigi Manfrini. "Questi due settori che sembrano disgiunti tra loro, in realtà vanno a braccetto. La genetica, l'ambiente, le tecniche di management devono essere integrate. La ricerca quindi deve utilizzare una multifunzionalità per analizzare queste informazioni, tutte assieme, e ottenere poi una previsione di quello che le piante faranno. La mia idea - ha aggiunto Manfrini - è proprio quella di integrare conoscenze, integrare approcci di analisi di dati ed essere più multifunzionali. Bisognerà avere una visione molto ampia su quello che succede all'interno del frutteto".
Tecnologie nel frutteto del futuro
Digital twin, il meleto digitale
A proposito di visione, integrazione di dati e informazioni e previsioni, fra i diversi approfondimenti affidati ai relatori del convegno, Ken Breen, fisiologo del New Zealand Institute for Plant & Food Research, ha raccontato l'esperienza in corso in Nuova Zelanda, alla Baia di Hawke. Un team multidisciplinare del New Zealand Institute for Plant & Food Research sta infatti sviluppando un gemello digitale di un meleto.
Il meleto reale è allevato in un sistema a cordone planare, varietà Royal Gala su portainnesto M9. Si tratta di un sistema di allevamento studiato appositamente per essere a "misura di robot". Il cosiddetto digital twin, ovvero la copia digitale del frutteto reale, in futuro otterrà dati reali dal meleto, attraverso sensori e interfacce esterne e prescriverà interventi basati su modelli che integrano la fisiologia della pianta, in modo da prevederne la risposta e ottimizzare il risultato in termini di quantità e qualità dei frutti.
Il digital twin è ancora in fase di sviluppo. "Abbiamo un sistema fisico, con dei frutti, e abbiamo una copia digitale virtuale dello stesso" ha spiegato Breen. "Abbiamo poi sistemi di sensori per registrare dati, alcuni di questi dati sono raccolti in maniera manuale, altri in automatico. Questi dati poi confluiscono in una piattaforma che stiamo sviluppando. I dati ricevuti sono integrati in modelli fisiologici di crescita basati sulla fisiologia della pianta. Gli output - ha continuato Ken Breen - ci consentono di dire che c'è un certo sviluppo in termini di crescita della pianta e che dobbiamo intervenire. Il gemello digitale ci offre un elenco di opzioni per gli interventi. Le azioni verranno così applicate nel frutteto fisico, o manualmente o con l'uso di robotica, e noi misureremo la risposta".
Per costruire un digital twin affidabile e capace di fare la differenza sul risultato finale, quindi la qualità delle mele e la resa del frutteto, sarà centrale l'integrazione delle informazioni e dei modelli che riguardano la gestione della luce, dell'acqua, delle sostanze nutritive, dei trattamenti e della crescita delle piante e dei frutti. "Il melo è una coltura perenne, alcune delle risposte della pianta sono il risultato della stagione precedente. Costruire un digital twin su un sistema vivente richiede il concorso di molteplici team di lavoro e l'integrazione di discipline. Una bella sfida ma, anche se siamo all'inizio, siamo partiti bene. Dovremmo avere i primi risultati fra circa diciotto mesi", ha detto fiducioso ed entusiasta Breen.
Meleto e digital twin
Per arrivare alla realizzazione di un digital twin, anche sistemi di visione 3D avranno un loro ruolo e proprio su questa tecnologia si è invece concentrato, durante la sua relazione, Alexandre Escolà Agustí, professore all'Università di Lleida (Spagna). La definizione di agricoltura di precisione data dall'International Society of Precision Agriculture (Ispa), ha detto Alexandre Escolà Agustí, dice che "è una strategia di gestione che raccoglie, elabora e analizza dati temporali, spaziali e individuali di piante e animali e li combina con altre informazioni per supportare le decisioni di gestione in base alla variabilità stimata per migliorare l'efficienza nell'uso delle risorse, la produttività, la qualità, la redditività e la sostenibilità delle risorse".
Il problema è però, ha sottolineato il professore, che quando si tratta di frutticoltura tutto è più complicato: i dati che possono essere raccolti attraverso la visione da satellite non sono sempre utili anche perché la copertura, con filari in 2D, ha una superficie molto stretta. Fra le problematiche, per quanto riguarda le rilevazioni da remoto, c'è poi il fatto che possono essere presenti, a copertura del frutteto, pannelli fotovoltaici o reti.
Per la ricostruzione del frutteto in 3D risultano più adatte rilevazioni di prossimità e sono diverse le tecnologie che aiutano. Lo scopo è sempre monitorarne la variabilità. Fra i sensori che il professore Alexandre Escolà Agustí ha approfondito c'è il Lidar, Light Detection and Ranging. I sensori Lidar inviano impulsi laser che colpiscono il bersaglio e poi tornano al sensore. Si riesce così a definire la distanza dal bersaglio e si forma una nuvola di punti tridimensionale che identifica gli oggetti, compresi ovviamente i frutti.
"La frutta - ha spiegato - dà un ritorno più forte e possiamo individuare esattamente le sue coordinate". Attraverso modelli poi si arriva ad analizzare la micro e la macro variabilità in frutteto, si stimano i diametri dei frutti, la maturità, incrociando altri dati in arrivo da altri sensori di prossimità si possono avere informazioni sulla vigorìa del frutteto. Con tutti i dati raccolti e con Dss specifici si può arrivare a una gestione del frutteto precisa, dosando gli input a seconda della necessità e, in futuro, anche in tempo reale. Si possono potenzialmente anche individuare le posizioni all'interno del frutteto di potenziale rischio di sviluppo di problematiche.
La ricerca è al lavoro ma ci sono ancora molte criticità da risolvere. "I costi delle rilevazioni prossimali sono ancora molto elevati - ha detto il professore – in più tutta la procedura, dal momento della raccolta dati fino al momento in cui vanno prese decisioni pratiche di gestione, è molto complicata. C'è la necessità di integrare i dati da diverse piattaforme d'acquisizione e di includere le rilevazioni 3D in modelli già esistenti e che sono stati creati quando ancora la visione 3D non esisteva".
Le sfide da vincere sono ancora tante ma a Interpoma 2024 l'entusiasmo della ricerca e della platea che ha assistito al convegno dedicato al digitale era palpabile: il futuro sembra veramente dietro l'angolo.
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