Agricoltura, come si sta rinnovando con le tecnologie ICT

L’agricoltura può essere considerata come un ambito perfetto nel quale le principali tecnologie emergenti, quali l’intelligenza artificiale, l’IoT, la robotica, l’edge-computing, possono trovare immediata applicazione su vasta scala e in tempi molto rapidi [...]
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Innovare l’agricoltura e i sistemi di produzione alimentare costituisce una delle sfide più importanti e complesse che la società moderna deve necessariamente affrontare nel breve periodo. Il progressivo incremento della popolazione mondiale e la conseguente ulteriore erosione di risorse già limitate per soddisfare i fabbisogni sempre più elaborati e sofisticati di miliardi di individui, infatti, potrebbero condurre al collasso dell’intero sistema in assenza di una rivoluzione digitale in grado di innovare completamente schemi, paradigmi e regole di funzionamento. È necessario, pertanto, introdurre fin da subito strumenti, tecnologie e soluzioni in grado di ridurre l’impatto ambientale, automatizzare i processi produttivi e rendere efficiente, snella, sicura e “tracciabile” la complessa e articolata filiera agro-alimentare, con l’obiettivo di fornire a tutti prodotti sani in tempi rapidi e a prezzi controllati.

L’agricoltura come ecosistema digitale

Secondo un interessante studio effettuato dalla fondazione britannica Nesta, nei prossimi anni potremmo assistere a radicali mutazioni delle aziende agricole che saranno sempre più assimilabili ad ecosistemi digitali nei quali le nuove tecnologie integreranno il lavoro manuale svolto dall’uomo fino a divenire il cuore pulsante dell’intera organizzazione.

Si pensi ad esempio alla possibilità di disporre di una flotta di agribots in grado di arare i campi, a droni capaci di mappare con precisione il territorio e avviare processi di fotointerpretazione, ad animali interconnessi con una centrale operativa grazie all’Internet delle Cose, a trattori a guida autonoma e, infine, a un sistema completamente integrato nel quale convivono in maniera armonizzata tutti gli attori finora descritti.

L’agricoltura, pertanto, può essere anche considerata come un ambito perfetto nel quale le principali tecnologie emergenti, quali l’intelligenza artificiale, l’IoT, la robotica, l’edge-computing, etc, possano trovare immediata applicazione su vasta scala e in tempi rapidissimi.

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Sovrapponendo, infatti, lo studio della Nesta a una ricerca effettuata da un altro, prestigioso soggetto istituzionale di rilevanza planetaria, la World Bank Group, è possibile verificare come innumerevoli player in tutto il mondo siano già pronti a offrire alle aziende agricole prodotti, soluzioni e framework utilizzabili nel campo dell’irrigazione, degli allevamenti, della semina, della raccolta, del monitoraggio, dell’attività gestionale e manageriale connessa alla vita di una moderna azienda agricola.

Particolarmente interessante, sotto questo profilo, anche perché rende evidente la pervasività delle nuove tecnologie nelle fattorie del nuovo millennio, è l’info-grafica contenente le principali 100 aziende destinate a modificare con i propri servizi il volto del settore agro-alimentare nel suo complesso:

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Oltre agli aspetti prettamente tecnologici, però, è fondamentale comprendere quali possano essere i vantaggi “strategici” e di “lungo termine” che l’introduzione di sistemi di nuova generazione possa garantire.

Le tecnologie emergenti secondo il WEF

Un importante contributo, in tal senso, arriva dal World Economic Forum che ha analizzato e classificato le principali tecnologie emergenti in base al contributo che possono fornire nelle seguenti tre prospettive:

  • sensibilizzare i consumatori con l’obiettivo di migliorare le abitudini alimentari;
  • fornire certezza, tracciabilità e sicurezza a tutta la filiera agro-alimentare;
  • migliorare l’efficienza e ridurre l’utilizzo di materie prime.

Estremamente significativo, sotto tale punto di vista, è il rapporto Innovation with a Purpose: The role of technology innovation in accelerating food systems transformation dal quale è tratta la seguente immagine che illustra, anche dal punto di vista grafico, il ruolo principale che ogni tecnologia può svolgere in relazione agli obiettivi strategici sopra elencati:

 

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Il commento della FAO

Più settoriale e circoscritto ma decisamente importante è, soprattutto per il prestigio e il blasone del soggetto interessato, è il commento pubblicato sul sito istituzionale della FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) a margine della presentazione dell’edizione 2020 del rapporto “Emerging Opportunities for the application of blockchain in the agri-food industry” (Opportunità emergenti dell’applicazione della blockchain all’industria agroalimentare): “I registri distribuiti (DLT) e gli smart contract offrono un’opportunità unica per portare maggiore efficienza, trasparenza e tracciabilità allo scambio di valore e informazioni nel settore agricolo. Utilizzando i record digitali, la crittografia e la disintermediazione dell’elaborazione delle transazioni e dell’archiviazione dei dati, le DLT possono migliorare sia le supply chain di approvvigionamento agricolo sia gli interventi di sviluppo rurale. La tecnologia ha il potenziale per semplificare e integrare le filiere agricole, migliorare la sicurezza alimentare, facilitare l’accesso al finanziamento del commercio e ad altri tipi di servizi finanziari destinati al settore agricolo, migliorare la trasparenza del mercato, fornire maggiore certezza giuridica ai sistemi di proprietà fondiaria e rafforzare la responsabilità per il rispetto delle norme internazionali e degli accordi relativi all’agricoltura. […] Nel complesso, i DLT possono essere un impulso per raggiungere gli obiettivi di sviluppo sostenibile (SDG – Sustainable Development Goals)”.

Tracciatura della filiera agroalimentare basato sulla blockchain

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Dal punto di vista applicativo, particolarmente interessante è l’accordo siglato tra Vodafone e Alleanza Cooperative Agroalimentari che ha condotto, tra le altre cose, a un sistema di tracciatura della filiera agroalimentare basato sulla blockchain grazie al quale i consumatori, attraverso un’App per la lettura del QR code applicato sull’etichetta di uno specifico prodotto, hanno la possibilità di visualizzare tutte le informazioni che lo riguardano, partendo dal campo nel quale è stato coltivato fino ad arrivare a tutti i metodi di lavorazione e trasformazione posti in essere.

Nel mondo cooperativo c’è una attenzione crescente alle innovazioni e alle nuove tecnologie, che stanno assumendo un ruolo sempre più strategico per la competitività del comparto – ha dichiarato Giorgio Mercuri, presidente di Alleanza Cooperative Agroalimentari, a margine della presentazione dell’accordo – Abbiamo scelto di farci affiancare da Vodafone in un percorso di ammodernamento del comparto, in cui le nostre aziende cooperative non partono certo da zero. In particolare per rispondere alle aspettative e alle crescenti richieste di trasparenza dei consumatori abbiamo bisogno che le aziende riescano a trasferire tutte le fasi di lavoro che ci sono dietro un prodotto. Questo possiamo farlo solo tracciando in modo innovativo le nostre produzioni attraverso il ricorso alla blockchain, una tecnologia in forte crescita proprio perché ha il vantaggio di arrivare direttamente ai consumatori”.

L’obiettivo che ci poniamo come Vodafone Business – precisa Alessandro Canzian – Head of Corporate Sales & Innovative Services in Vodafone Italia – è quello di sviluppare un completo ecosistema di soluzioni, replicabili e scalabili a supporto della produttività e sostenibilità delle aziende agricole italiane combinando la migliore connettività fissa e mobile con la piattaforma di servizi IoT, Analytics e Cloud. L’utilizzo esteso di soluzioni IoT, da parte delle piccole imprese agricole riunite in cooperative e rappresentate nell’Alleanza Cooperative Agroalimentari, permetterà da un lato di porre maggiore attenzione al raccolto, alla lavorazione e alla conservazione, e dall’altro di favorire il passaggio ad un’agricoltura, dove i dati – raccolti in tutta la filiera – rendono evidente la qualità del prodotto. Andremo ad automatizzare alcuni elementi della blockchain per semplificare l’adozione di questa tecnologia da parte di tutti i soggetti che fanno dell’Alleanza Cooperative Agroalimentari un soggetto importante per guidare la trasformazione digitale del settore agroalimentare”.

Il progetto internazionale GRAPE

Un ulteriore esempio di introduzione di pratiche innovative nel contesto della filiera agroalimentare è rappresentato da un progetto internazionale, denominato GRAPE (Ground Robot for vineyArd monitoring and ProtEction) che, nato dalla collaborazione tra il Centro Tecnologico della Catalogna Eurecat, il Politecnico di Milano e l’azienda francese VitiRover, mira a creare le tecnologie abilitanti per consentire alle aziende di servizi agricoli e ai fornitori di attrezzature di sviluppare robot da vigneto in grado di aumentare l’economicità dei loro prodotti rispetto alle pratiche tradizionali.

In particolare, il progetto, che è finanziato dalla Commissione Europea nell’ambito del programma Echord++, si rivolge al mercato dei dispositivi per il controllo biologico, sviluppando gli strumenti necessari per eseguire il monitoraggio semi-autonomo dei vigneti e le conseguenti analisi di collocazione dei pesticidi attraverso veicoli terrestri senza pilota con l’obiettivo di ridurre l’impatto ambientale rispetto al controllo chimico tradizionale.

Secondo gli ideatori del progetto, le pratiche di agricoltura di precisione sono il modo più efficace per ridurre significativamente l’impatto ambientale negativo dell’agricoltura dovuto all’eccessiva applicazione di sostanze chimiche.

Attraverso e funzionalità messe a disposizione da GRAPE, in particolare, sarà possibile, in particolare, individuare le postazioni migliori nelle quali collocare i pesticidi, lasciando al robot il compito di stabilire l’itinerario più adatto e di collocare i dispenser presso i punti stabiliti a priori.

Per comprendere al meglio le principali caratteristiche del progetto, di seguito sono riportati i principali step operativi che consentono al robot di portare a termine il proprio compito in maniera semi-autonoma all’interno di un vigneto:

L’operatore prepara il robot, attraverso un’attività di verifica e calibrazione dei sensori.

 

L’operatore può monitorare in tempo reale le operazioni attraverso un’interfaccia grafica.

L’operatore individua i punti in cui deve essere rilasciato il pesticida; il robot individua in maniera autonoma il percorso migliore.

Il robot percorre l’itinerario prescelto senza necessità di essere guidato da un operatore umano.

Una volta raggiunto un punto di deposito, il robot è in grado di posizionare il dispenser con il pesticida nella posizione più adeguata.

 

 

Video: GRAPE

Solarfertigation: un esempio di partenariato pubblico-privato

Il progetto Solarfertigation, al quale hanno contributo, a vario titolo, tre atenei (il Politecnico di Bari, l’Università del Salento e l’Università del Molise) e l’azienda pugliese Asepa Energy Srl, con sede a Montemesola, rappresenta certamente un importante esempio di collaborazione e partnership strategica tra il settore privato e la pubblica amministrazione.

Il progetto, in particolare, propone un modello applicativo della tecnologia IoT al settore agricolo attraverso l’implementazione di un innovativo sistema di fertilizzazione e irrigazione automatica basato su tecniche di intelligenza artificiale.

L’obiettivo di fondo è quello di garantire un minor consumo di risorse idriche e di fertilizzanti attraverso soprattutto l’integrazione di un modulo software per il supporto alle decisioni dell’agricoltore con un dispositivo hardware in grado di attuare concretamente le soluzioni individuate in base all’analisi dei dati provenienti dal terreno e captati grazie ad una rete di sensori “intelligenti”.

Particolarmente interessante è l’integrazione di un impianto fotovoltaico, che rende il prodotto energeticamente autosufficiente e permette agli agricoltori di arrivare anche nelle zone del proprio terreno non servite dalla corrente elettrica. Il sistema, inoltre, è munito di un modulo automatico per il dosaggio di fertilizzanti che consente di gestire differenti colture in diverse parti del medesimo campo.

Con l’obiettivo di migliorare continuamente le attività di irrigazione e di tararle in base alle condizioni del terreno, Solarfertigation consente anche di raccogliere i dati ambientali dal campo, effettuare un’integrazione con le informazioni meteorologiche ed elaborare la corretta soluzione di fertirrigazione per la tipologia di coltura selezionata e la specifica fase di crescita, così da incrementare la produttività dei terreni, semplificare la gestione del campo e recuperare aree fertili.

 

Video: Solarfertigation

L’agricoltura 4.0 data driven

Un approccio differente, in quanto basato non focalizzato su specifiche applicazioni “verticali” ma orientato a garantire una visione “olistica” di un’impresa agricola, è quello adottato dalla celebre multinazionale Accenture che ha implementato un servizio finalizzato a superare il periodo di transizione verso il digitale, nel quale gli imprenditori agricoli devono gestire in maniera separata molteplici strumenti e soluzioni informatiche, per avviare una nuova era nella quale la tecnologia non produce informazioni settoriali ma coordina l’intera attività attraverso una serie di azioni correlate e basate sui dati raccolti ed elaborati in tempo reale.

In particolare, l’obiettivo di Accenture è quello di aiutare gli agricoltori a prendere decisioni operative basate sui dati per ottimizzare la resa e aumentare i ricavi riducendo al minimo le spese, le possibilità di fallimento del raccolto e l’impatto ambientale, incrementando la redditività complessiva di una cifra stimata da 55 dollari a 110 dollari per acro.

Il servizio di agricoltura digitale proposto da Accenture, in particolare, aggrega in tempo reale dati granulari provenienti da molteplici fonti eterogenee come sensori ambientali, immagini ottenute da telerilevamento (che mostrano lo stress del raccolto prima che sia visibile ad occhio nudo), “attrezzature da campo”, informazioni metereologiche e database del suolo.

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Conclusioni

La rivoluzione digitale potrebbe trasformare drasticamente il volto delle aziende agricole nel corso dei prossimi anni: se, infatti, da un lato il comparto agroalimentare deve necessariamente innovarsi per soddisfare le esigenze della crescente popolazione mondiale, dall’altro sono innumerevoli e fortemente qualificati i player di caratura internazionale che stanno implementando soluzioni in grado di automatizzare le attività, ridurre l’impatto ambientale e i costi di produzione, migliorare il benessere degli animali e la qualità degli alimenti.

Tecnologie emergenti quali l’IoT, la blockchain, l’intelligenza artificiale, la robotica sono già al centro di progetti particolarmente interessanti per la nuova agricoltura, promossi e sponsorizzati da attori istituzionali particolarmente prestigiosi quali il World Bank Group, la FAO e la Commissione Europea.

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