La robot ica in agricoltura ha braccia, gambe e un “cervello” talmente evoluto da poter effettuare operazioni complesse come la potatura invernale della vite.
E soprattutto ha una fucina dove tutte queste parti possono essere sviluppate e assemblate dagli agronomi dell’Università Cattolica del Sacro Cuore di Piacenza assieme agli ingegneri dell’Istituto italiano di tecnologia.
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La nuova fucina di robot
È stato inaugurato venerdì 5 marzo in diretta streaming il nuovo laboratorio congiunto UCSC-IIT per la robotica in agricoltura, una struttura con sede nel campus di Piacenza che è stata ottenuta dalla riconversione di un laboratorio originariamente al servizio della ex- centrale termonucleare di Caorso (Pc).
«Introdurre applicazioni robotiche in ambito agricolo – ha sottolineato Matteo Gatti,
docente di viticoltura e referente del laboratorio per l'Università Cattolica -,significa favorire la crescita sostenibile delle produzioni agricole, aiutando anche ad affrontare il problema della carenza di manodopera emerso con particolare gravità nel corso dell’ultima annata a causa dei problemi connessi all’emergenza Covid19».
L'intervista a Matteo Gatti per Vigneto InNova:
Il progetto Vinum
Il nostro obiettivo – ha aggiunto Gatti– è il perfezionamento di soluzioni robotiche in ambito agrario sia orientato principalmente verso tre aree applicative:
- la navigazione autonoma,
- il monitoraggio con sensori
- la manipolazione delle colture.
Un esempio tangibile è quello del prototipo per la potatura robotizzata della vite, mostrato durante l'inaugurazione e sviluppato nell'ambito del progetto “Vinum”.
L’addestramento della rete neurale dei robot
«Attraverso il ricorso all'intelligenza artificiale – ha affermato Claudio Semini,
responsabile della linea di ricerca Dynamic Legged Systems dell'IIT - è stata addestrata una rete neurale artificiale con l'obiettivo di distinguere i diversi organi della vite e di identificare i punti di taglio in corrispondenza dei quali un braccio robotico collegato a una forbice elettrica decide di eseguire la corretta potatura».
Si tratta di un vero “Cobot”, un robot collaborativo come hanno messo in evidenza i telespettatori intervenuti in diretta con i loro quesiti e le loro osservazioni direttamente dalle pagine social di Ucsc e Iit nell’evento moderato da Lorenzo Tosi della redazione di VVQ, Vigne, Vini & Qualità di Edagricole.
L'intervento di Claudio Semini:
Per potare serve intelligenza, anche artificiale
I robot stanno entrando piano piano tra i filari. Le primissime applicazioni le abbiamo viste all’opera nel corso delle diverse edizioni di “Nova agricoltura in vigneto” organizzata dalla redazione di Edagricole: macchine autonome che si muovono spesso su cingoli, in alcuni casi assistite da gps, per operazioni non selettive come la spollonatura, lo sfalcio, il diserbo, il monitoraggio del vigneto.
Per la potatura ci vuole qualcosa in più: l’intelligenza artificiale per poter assumere decisioni variabili in base all’architettura della pianta da potare e della forma di allevamento che si vuole ottenere.
Un sistema di visione per schematizzare la vite
«Abbiamo dotato il prototipo – ha spiegato Carlo Rizzardo del settore Advanced Robotics di Iit – di un sistema di visione in grado di estrarre una rappresentazione schematica della pianta per ricavare una gerarchia e un grado di parentela dei diversi organi su cui dovrà intervenire localizzando i punti di taglio».
L’intervento di taglio viene deciso in base di alcuni algoritmi trasferiti alla pianta tramite un processo di deep learning. La rete neurale viene in un certo modo “allenata” attraverso centinaia o migliaia esempi e questo allenamento deve essere effettuato nel corso di settimane da tecnici esperti. Nel caso del progetto Vinum questo processo è stato eseguito unendo le competenze di Ucsc e Iit.
Si parte dal cordone speronato
«Le istruzioni che stiamo trasferendo – ha detto Gatti – riguardano la potatura corta propria del cordone speronato, una delle forme più diffuse oggi, che punta all’asportazione di un numero elevato di gemme per garantire una produzione adeguata nella stagione corrente (raccorciamento a due nodi del tralcio basale)».
La fusione braccio-gambe: si può fare!
Il braccio, che per ora agisce in laboratorio spostandosi su un carrello cingolato, verrà poi installato su un innovativo sistema di locomozione, il robot quadrupede HyQReal, che vedrà i primi test al termine della prossima stagione vegetativa e sarà poi perfezionato nel corso del 2022.
Tra fine 2022 e inizio 2023 il robot muoverà i primi passi nel vigneto.
«Il robot quadrupede HyQReal, realizzato in IIT grazie al supporto di INAIL, Moog e nel contesto del progetto europeo ECHORD++, è stato presentato per la prima volta nel 2019 - ricorda Semini - quando ha mostrato la sua forza trainando un aereo di 3,5 tonnellate all'Aeroporto di Genova, e ora è pronto per una nuova sfida».
Il video integrale dell'evento:
«La sostenibilità ha bisogno di innovazione»
«La sostenibilità ha bisogno di innovazione – ha testimoniato Marco Trevisan,
preside della Facoltà di Scienze agrarie, alimentari e ambientali dell’Università Cattolica di Piacenza- L’agricoltura di precisione è il modo più efficace per contenere l’utilizzo di mezzi tecnici massimizzandone l’efficacia. Per soddisfar il fabbisogno di innovazione del sistema agroalimentare italiano occorre favorire le interconnessioni tra ricerca e didattica e tra ricerca e mondo della produzione e la nascita del laboratorio di robotica è solo l’ultimo esempio del contributo dell’Università Cattolica di Piacenza in questo senso».
l laboratorio congiunto è frutto di un accordo tra Ucsc e Iit nato «per sviluppare approcci innovativi nell'ambito delle scienze agrarie, alimentari e ambientali- ha spiegato Pier Sandro Cocconcelli, responsabile del programma di ricerca per l'Università Cattolica -, con particolare attenzione alla messa a punto di metodi diagnostici molecolari rapidi, di nuovi materiali derivati da sottoprodotti dell'industria agro-alimentare e di sistemi robotici per il monitoraggio e la gestione dei sistemi colturali».
I robot e il ministro Patuanelli: «Un progetto che traina l’agricoltura sostenibile»
Sul suo profilo facebook il ministro delle Politiche agricole Stefano Patuanelli ha commentato positivamente la nascita del nuovo laboratorio.
«Già da Ministro dello Sviluppo Economico – ha scritto - ho lavorato molto in misure che rendessero proficue le collaborazioni tra il mondo della ricerca e quello dell’impresa, così da favorire l’innovazione e la transizione tecnologica dei prodotti e dei processi».
«Oggi è nato un nuovo laboratorio che integra gruppi di ricerca attivi a livello internazionale nel campo delle scienze agrarie e della robotica applicata: un progetto congiunto dell’Università Cattolica del Sacro Cuore e dell’Istituto italiano di tecnologia per realizzare robot capaci di monitorare e gestire le colture al fine di incrementare l'agricoltura sostenibile».
«Questo progetto va esattamente nella direzione che stiamo seguendo e che abbiamo già tracciato con il Governo precedente. Il settore agricolo italiano ha bisogno di un cambio di paradigma che passi proprio attraverso l’utilizzo delle nuove tecnologie, di macchine smart, di applicazioni robotiche: strumenti in grado di migliorare le pratiche e i processi produttivi nel pieno rispetto delle biodiversità e della sostenibilità ambientale».
«Voglio congratularmi con i soggetti coinvolti in questa interessante iniziativa che rappresenta molto bene la strada che intendo percorrere come Ministro delle Politiche Agricole».
