ProgettistaPiù 2023: l’Automazione a Terra

Il 25 gennaio in occasione del convegno in streaming ProgettistaPiù 2023 la Redazione di AUTOMAZIONE OGGI propone il tema “L’automazione nei 4.elementi. Acqua. Aria. Terra. Fuoco.” La sessione TERRA tratterà di: wearable robotics a supporto di svariate attività, agricoltura di precisione, uso dei dati e cloud per l'agritech

Pubblicato il 4 dicembre 2022

La Redazione di Automazione Oggi propone il 25 gennaio 2023, nell’ambito della seconda edizione del convegno in streaming ProgettistaPiù, frutto della sinergia tra Quine e TraceParts, una mattinata, dalle 9.30 alle 12.30, dedicata al tema “L’Automazione nei 4.elementi: ARIA. ACQUA. TERRA. FUOCO.“

La sessione dedicata alla Terra, intitolata Terra: l’agricoltura ci “sostiene”, vedrà la partecipazione di:

  • Roberto Oberti, Prof. Ass. Ingegneria Agraria – Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali, Università degli Studi di Milano
    che tratterà di: Agricoltura in cloud

ABSTRACT
Gli enormi progressi ottenuti negli ultimi decenni nel campo delle tecnologie sensoristiche, dell’automazione, dei sistemi informatici per la gestione e analisi dei dati, hanno aperto una nuova era nell’agricoltura contemporanea, spesso indicata con agricoltura 4.0.
Già da tempo le moderne macchine agricole, grazie al diffuso impiego di sistemi di posizionamento GNSS, possono modulare i loro parametri operativi in funzione della variabilità sito-specifica delle esigenze colturali, realizzando così approcci di agricoltura di precisione. A queste si sono affiancate tecnologie per il monitoraggio a elevata risoluzione della variabilità spaziale e temporale dello sviluppo delle piante, le applicazioni di modellistica per la valutazione delle esigenze sito-specifiche e tempo-specifiche della coltura finalizzate a modulare in modo ottimizzato la distribuzione variabile degli input di produzione (semi, acqua, fertilizzanti, trattamenti, energia ecc.) secondo obiettivi di resa, qualità, redditività e sostenibilità ambientale delle produzioni.
Naturalmente in ambiti di ricerca tali tecnologie trovano applicazioni in architetture molto avanzate che esplorano nuove potenziali funzionalità spesso secondo approcci multidisciplinari. E’ il caso del progetto MINDFoods-Hub che ha sviluppato un’infrastruttura tecnologica di campo per rilevare la risposta di diverse specie e varietà di orticole a trattamenti innovativi effettuati durante la loro crescita, finalizzati a stimolare un miglioramento di caratteristiche desiderabili (resistenza ad avversità, efficienza d’uso dei fertilizzanti, accumulo di composti benefici per la salute del consumatore, ecc.).
A tale fine, è stato impiegato un pool di sensori multipli ed algoritmi appositamente sviluppati per stimare in modo non distruttivo un set di parametri anatomici e di alcune caratteristiche fisico-chimiche delle piante o di loro organi, così da caratterizzare quegli individui che mostrano i tratti più desiderati, evidenziando una positiva interazione della loro specificità genetica con condizioni ambientali e trattamenti gestionali applicate durante la crescita. I sensori hanno operato a bordo di una piattaforma robotizzata capace di condurre i rilievi con un’elevatissima risoluzione spaziale e temporale, mantenendo la tracciabilità dei dati tracciabili lungo l’intero ciclo di crescita, se necessario a livello di singola pianta. I dati acquisiti, trasmessi in cloud tramite rete 5G, hanno alimentato un datalake remoto interrogabile tramite interfacce semplificate sviluppate per app.
I requisiti di elevata accuratezza, frequenza, ripetibilità e analisi dell’enorme volume di dati acquisiti da tale piattaforma, rendono questa applicazione di campo un dominio ideale per approcci big-data consentendo, oltre a una raccolta autonoma e altamente efficiente di più dati, la loro integrazione con informazioni esterne, lo studio di relazioni complesse tramite tecniche di intelligenza artificiale, l’interfaccia intuitiva di estrazione di indicatori significativi ecc. È importante rilevare che questo tipo di architetture tecnologiche si presta non solo a funzioni di monitoraggio sensorizzato, ma tramite l’installazione di opportuni attuatori consente potenzialmente di effettuare trattamenti robotizzati a elevatissima precisione.
La gestione e analisi di dati colturali di tali densità (big-data), unitamente a tecnologie di automazione a elevata precisione consentono di esplorare approcci di agricoltura a un nuovo livello, spesso indicato come Smart Agriculture.

ABSTRACT
Il concetto di agricoltura di precisione (Precision Farming), così come quello della Smart Agriculture, è un concetto di gestione agricola relativamente recente, basato sull’uso delle tecnologie Internet of Things (IoT) che si pone diversi obiettivi: la riduzione dei costi di gestione dei processi, l’incremento della resa del suolo, l’obiettivo di ottenere una maggiore efficienza produttiva, una redditività sostenibile e prodotti di migliore qualità, riducendo al minimo l’impatto ambientale.
Questo intervento si pone l’obiettivo di fornire uno sguardo sullo stato attuale, sulle potenzialità e sulle sfide future che caratterizzano questo settore. Più nel dettaglio, l’agricoltura di precisione si avvale di una combinazione di tecnologie e dispositivi innovativi, come sensori per le colture e il suolo, sistemi di navigazione e posizionamento satellitare, telerilevamento, macchinari di nuova generazione connessi, e le potenzialità fornite dall’IoT. Vengono utilizzati metodi di analisi dei dati e di intelligenza artificiale per identificare i modelli spazio-temporali della variabilità delle colture, e allo stesso tempo predire eventi rilevanti, per prendere decisioni in merito alle modalità ottimali di gestione delle colture specifiche per ogni sito.
La capacità di predizione e la tempestività di applicazione del corretto intervento è un fattore dirimente, perché la produttività, i benefici economici e la sostenibilità dipendono dalla corretta gestione dell’azienda agricola. Secondo la ricerca dell’Osservatorio Internet of Things della School of Management del Politecnico di Milano, nel 2020 il comparto con la crescita più significativa all’interno dello scenario IoT è stato quello della Smart Agriculture, con un aumento di soluzioni pari al 17%, per un business da 140 milioni di euro. Nonostante questi numeri incoraggianti, si osserva come vi siano ancora ampie possibilità di crescita dell’agricoltura di precisione, che ha quindi un alto potenziale e può dare un contributo significativo alla produzione, alla sicurezza e alla protezione alimentare.

ABSTRACT
La missione del Wearable Robotics Laboratory è quella di inventare, realizzare e validare robot indossabili innovativi (detti anche esoscheletri, o ortesi attive), per assistere, riabilitare o accrescere specifici movimenti. Nei prossimi anni i paesi industrializzati sono chiamati ad affrontare il problema dell’invecchiamento della popolazione e, di conseguenza, il miglioramento delle condizioni di vita degli anziani. Si stima infatti che, nei prossimi quarant’anni, circa il 35% della popolazione europea sarà over 60: questo dato mette in luce l’urgenza di trovare soluzioni che mettano gli anziani in condizione di rimanere attivi, creativi, produttivi e indipendenti.
Le patologie legate al cammino e alla funzionalità degli arti superiori sono tra le più comuni e devastanti nella popolazione degli anziani, poiché portano a una riduzione drastica del tenore di vita e a un aumento della mortalità. In questo scenario, la missione del Wearable Robotics Laboratory è quella di inventare, realizzare e validare robot indossabili innovativi (detti anche esoscheletri o ortesi attive), per assistere, riabilitare o accrescere specifici movimenti.

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