Tecnologia in campo per monitorare la biodiversità

Conoscere la biodiversità per proteggerla non è solo uno slogan, ma il punto di partenza per affrontare in modo concreto la perdita degli impollinatori a cui stiamo assistendo, dovuta principalmente alla sempre più forte pressione antropica.

Leggi anche: Insetti impollinatori, perché monitorare la loro biodiversità è essenziale per la produzione agricola (e non solo)

Ma da dove si può iniziare? Dal monitoraggio cioè dalla raccolta di dati affidabili, confrontabili e continui nel tempo, essenziali per indagare i potenziali fattori e il loro impatto sul declino diffuso degli insetti, nonché per progettare strategie di conservazione efficaci, destinate ad agricoltori, tecnici e decisori politici.

Su AgroNotizie^® abbiamo già presentato PollinAction, un progetto cofinanziato dai fondi europei della Provincia Autonoma di Trento, nato dalla collaborazione tra una ricercatrice universitaria, un ente del terzo settore, una startup e diversi collaboratori esterni.

PollinAction unisce intelligenza artificiale, sensoristica di precisione e impegno per la sostenibilità. Il progetto lavora sul coinvolgimento diretto delle aziende agricole prima attraverso la somministrazione di un questionario e in seguito attraverso una sperimentazione gratuita di monitoraggio degli insetti impollinatori in campo. 

In questo articolo approfondiamo come è possibile monitorare la biodiversità degli impollinatori in azienda, osservando sul campo l'attività degli insetti pronubi grazie a sistemi di machine vision e telemetria, capaci di generare correlazioni ambientali e stagionali.

Il monitoraggio nella pratica, l'esempio di PollinAction

Esistono due modi generali per fare monitoraggio: con rimozione del campione e senza rimozione del campione. "Nel primo caso si prende un campione, lo si porta in laboratorio e lo si analizza - ci spiega Antonio Garosi, project manager and developer del progetto - Nel secondo caso, invece, si osserva l'ambiente senza invaderlo, ad esempio con una cartina tornasole o strumenti ottici e acustici. Negli ultimi vent'anni si sta affermando sempre di più l'approccio non invasivo, che evita qualsiasi contatto diretto e si affida a sensori, infrarossi, termogrammi, analisi sonore e dati atmosferici".

Nello specifico del progetto PollinAction, il monitoraggio della biodiversità si basa su tecnologie non invasive, capaci di raccogliere informazioni senza interferire con l'ambiente. "Stiamo adottando sistemi di rilevamento che agiscono senza contatto e rimozione del campione. Si tratta di tecnologie avanzate basate su fototrappole, machine vision, sensori ambientali e algoritmi di riconoscimento. Per esempio, la machine vision è la capacità di analizzare video e immagini tramite algoritmi che rilevano e riconoscono insetti in volo. Si parte da un flusso video per applicare algoritmi di detection. Esistono due approcci principali: uno deterministico, basato su formule matematiche per identificare variazioni nei video; e uno non deterministico, che si basa su modelli addestrati con migliaia di immagini. È il principio alla base dell'intelligenza artificiale, anche se preferisco definirlo riconoscimento automatico", spiega Antonio Garosi.

L'obiettivo è quello di ottenere dati validi per creare modelli di riferimento statistico affidabili.

PollinAction si è ispirato a un progetto di ricerca open source chiamato Insect Detect, che ha messo a disposizione un modello capace di riconoscere fino a 22 gruppi di insetti. Da lì il team di PollinAction ha sviluppato una propria infrastruttura hardware: "Siamo partiti da prodotti già disponibili sul mercato. Abbiamo utilizzato una camera Oak-1 della Luxonis, che consente di caricare direttamente il modello di riconoscimento senza che ci sia bisogno di un computer potente. Quindi, tutto viene elaborato all'interno della camera, che è collegata a una sorta di microcomputer chiamato Raspberry Pi Zero. Si tratta di un dispositivo minuscolo in cui ci ho caricato degli script forniti dal progetto open source per analizzare i dati, organizzarli, recuperarli automaticamente in rete. Il passaggio successivo sarà quello di utilizzare uno strumento che permette di inviare i dati ad un database centrale tramite un modulo Gps e Sim, che consente di geolocalizzare il dispositivo e trasmettere i dati in tempo reale".

Sensori di precisione per il monitoraggio della biodiversità

(Fonte: PollinAction)

In campo ci sono quindi dispositivi autonomi che raccolgono dati su ora, posizione, meteo, temperatura, attività degli insetti. Le informazioni vengono trasmesse a un server cloud e visualizzate tramite una piattaforma web.

"Quello su cui sto lavorando adesso - racconta Antonio - è rendere i dati interessanti: non basta sapere che è passata un'ape, serve creare correlazioni utili per chi coltiva". Il progetto, infatti, prevede anche una piattaforma online dove gli utenti potranno accedere ai propri dati, visualizzarli e ricevere informazioni significative su biodiversità e presenze di impollinatori.

Il sistema, già testato sul campo, è ora in fase di ottimizzazione. Il prossimo passo? "Migliorare i modelli predittivi e renderli più precisi. Ho già fatto diverse prove e quando funziona è promettente, ma serve lavorare ancora. Il mio obiettivo è sviluppare un dispositivo ad hoc, partendo da componenti facilmente reperibili, e magari aprire a laboratori fai da te, dove ognuno può assemblare il proprio strumento", racconta Antonio Garosi.

Per concludere, raccogliere dati è fondamentale per creare modelli predittivi più precisi, identificare le relazioni tra pratiche agricole e presenza di insetti utili e rispondere ai cambiamenti climatici con soluzioni basate su evidenze.

La visione a lungo termine del progetto PollinAction è ambiziosa: mappare su larga scala la presenza e l'attività degli impollinatori, contrastando l'impoverimento genetico e proteggendo le popolazioni autoctone, per un futuro in cui tecnologia e natura collaborano in sinergia.

Vuoi partecipare al monitoraggio? Compila il questionario di PollinAction

Per migliorare le conoscenze sull'impollinazione e promuovere una gestione più sostenibile delle risorse naturali, PollinAction ha messo a punto un questionario online rivolto alle aziende agricole. Compilarlo significa contribuire alla creazione di una fotografia aggiornata delle pratiche di impollinazione e della biodiversità funzionale nei sistemi agricoli italiani.

Le informazioni raccolte riguardano la localizzazione dell'azienda, le colture praticate, i sistemi di impollinazione adottati e l'eventuale utilizzo di impollinatori. Si approfondisce anche il grado di attenzione alla biodiversità e l'interesse per strumenti in grado di valutare in modo oggettivo l'efficacia dell'impollinazione, sia naturale che assistita.

Una sezione è dedicata a chi vuole fare qualcosa di più concreto: partecipare gratuitamente a una sperimentazione sul monitoraggio degli insetti impollinatori nella propria azienda agricola. Un’occasione per contribuire allo sviluppo di strategie innovative, adattabili e basate su dati reali.

Compila il questionario a questo link oppure contatta il team di PollinAction all'email team@pollinaction.com per ricevere maggiori informazioni e partecipare gratuitamente all'iniziativa sperimentale di monitoraggio della biodiversità degli insetti impollinatori.

AgroNotizie^® è un marchio registrato da Image Line^® Srl Unipersonale