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IOT per l’agricoltura di precisione

giovedì 31 Marzo 2022 Ore 8:45 am - 9:45 am

Sistemi intelligenti per l'innovazione nell'agricoltura

La tecnologia è un fattore sempre più fondamentale per garantire un’agricoltura sostenibile e per assicurare alti standard di qualità dei prodotti che arrivano sulle tavole dei consumatori. Durante la Digital Food Conference “IOT per l’agricoltura di precisione” esploreremo gli scenari applicativi e tecnologici basati su sistemi elettronici intelligenti per: il monitoraggio di colture, la comunicazione delle informazioni e il supporto alle decisioni. Esporremo e condivideremo anche lo stato dell’arte di soluzioni multi-sensing e di sistemi di comunicazione utili in agricoltura, unitamente agli scenari futuri dell’applicazione di tecnologie digitali all’agricoltura di precisione.

Relatori

Abbiamo il piacere di parlare di "Sistemi intelligenti per l'innovazione nell'agricoltura" con:

immagne D. Demarchi
Prof.
D. Demarchi
POLITO
immagne L. Bolognini
L. Bolognini aizoOn
Argomenti trattati
  • Better Quality Food
  • Multisensoristica intelligente
  • Monitoraggio della produzione agricola a supporto delle decisioni
Digital Food Questions
1. Quanto sono mature le soluzioni per singola classe di coltivazione? Esempio di singola classe di coltivazione: grano, riso, olive... Ovvero, c'è già una serie di una stessa applicazione replicata sulla stessa coltivazione? C'è già una stessa applicazione replicata per la stessa applicazione?

Danilo Demarchi:
Se comprendo bene la risposta è: a mia conoscenza no, non ancora. Siamo ancora, come dicevo, in uno stadio di ricerca che comincia ad essere applicata, perché esistono già delle anche delle applicazioni industriali, della sensoristica industriale. Però ancora non ho visto, ecco, la puntualità.
Perché il tema toccato dalla domanda è sicuramente importantissimo, cioè: noi stiamo parlando di coltivazioni, cultivar generici, però giustamente poi il cultivar, magari non specificatamente, ma ci sono diverse tipologie anche alquanto diverse tra loro.
Dal punto di vista di chi fa al sensore, genera il dato, probabilmente, ecco, nel mio del caso non è così diverso. Certamente cambiano le dimensioni. Una cosa è lavorare col riso e una cosa è lavorare con un melo.
Quindi ovvio, dal punto di vista, diciamo, proprio delle geometrie, dei materiali e di quelle che sono le dimensioni delle cose che possiamo mettere in opera, certamente cambiano. Però non ho ancora visto soluzioni così puntuali.
Siamo ancora a risolvere i problemi prima, nel senso, sicuramente è molto utile l’intelligenza artificiale per mettere insieme tutte le cose, ma è anche importante generarne il meno possibile, cioè bisogna trovare il giusto equilibrio. Dal punto di vista dei sensori, di ridurli, ecco i perché gli studi sono anche legati al fatto di dire che alla fine con quel sensore ne copro due. Ecco quindi posso ridurre. Quindi andare a ridurre per poi invece ecco sì che secondo me a livello superiore e poi io posso customizzare, posso prendere i dati perché secondo me gli stessi dati, applicati (visto che è stato citato) al riso piuttosto che al melo, possono avere anche significati diversi dal punto di vista poi delle reazioni.

2. Nell'ambito agricolo quanto è possibile l'esecuzione di algoritmi e modelli di artificial intelligence in prossimità e vicino al tempo reale, in realtime?

Luca Bolognini:
In termini di principio non vediamo grandi difficoltà, nel senso che è stato accennato dal Professore in precedenza come ci sia una possibilità di lavorare on device, cioè la pianta on edge, il campo, e un cloud. Quindi è solo un problema di trovare l’algoritmica con i dati e i tempi di reazione giusti, ma credo che ci possa essere un parallelo assolutamente (almeno in termini di principio) molto chiaro e evidente con quello che facciamo già nella pratica industriale, quindi non c’è assolutamente un pregiudizio a scalare l’intelligenza su diversi livelli dimensionali, quindi dalla prossimità della pianta al campo e al cloud. É solo un problema direi di provarlo, ma, riprendendo anche parte della domanda precedente, è verissimo che non ci sono le soluzioni off-the-shelf pronte per la specifica cultivar, ma il metodo ci dà conforto perché assolutamente universale.

Quindi in questo abbiamo una robustezza nell’approccio che che ci porta a delle conclusioni credo ancora ad hoc e personalizzate ma di estremo potenzialmente e di estremo spessore e robustezza.

3. Lei ha caratterizzato i sistemi IOT network nello specifico dell'agricoltura, parlando di IOP e PAN e indicato che vi sono le condizioni di utilizzo della tecnologia a basso costo, basso impatto e alimentazione. Può darci qualche esempio in più, pensando non solo ai grandi produttori ma anche ai piccoli produttori?

Danilo Demarchi:
Domanda fondamentale soprattutto per l’economia italiana, dove sappiamo che noi abbiamo più, molti più piccoli produttori, no? Ed è proprio nella direzione del low cost. Cioè: vedo la possibilità di generare soluzioni ad estremo basso costo che possono interagire tra loro con canali di comunicazioni anche a basso costo. LoRa oggi come oggi ha un accesso gratuito, oppure a costi molto bassi, anche perché poi i dati scambiati non sono tantissimi. La difficoltà è avere l’energia sufficiente per spararlo fuori, per dirla molto direttamente, però tutto il resto è abbastanza sotto controllo, per cui certamente oggi non esistono ancora queste soluzioni, però ci stiamo lavorando e ci stanno lavorando tantissime, anche ormai, imprese proprio per generare (la soluzione che io ho in mente) sono dei dispositivi molto piccoli con a bordo quel minimo di elettronica necessaria ad interfacciarsi con un sensore.
Ad esempio la cella solare.
Stiamo lavorando con ST a un progetto (posso raccontarvelo perché abbiamo già fatto una prima pubblicazione) in cui la cella non solo mi genera l’energia, ma siccome è legata all’illuminazione mi dice anche la luminosità dell’ambiente.
Quindi il lavoro da fare è usare intelligentemente le tecnologie che abbiamo a disposizione per prendere il dato dal sensore, lavorarlo e, in uno spazio molto piccolo, con un non consumo di potenza. Perché certo c’è il consumo di potenza, ma non c’è la batteria, quindi self powered, e a quel punto io trasmetto e questi dispositivi possono arrivare a costare molto poco proprio perché (e qui chiudo) se ci pensate la potenza della microelettronica dal punto di vista economico commerciale è stata lo scalamento, cioè produrre milioni di chip mi riduce
Se voi immaginate, pagate paghiamo qualche euro dispositivi che hanno milioni di transistor al proprio interno. C’è proprio un divario tra cosa fa rispetto a quanto lo pago.
E nell’agricoltura lo scalamento ci sta. Io come dicevo non vado a mettere il sensore per ogni pianta, però comunque non ne metto due per ogni per ogni area coltivabile.
Quindi è per questo che c’è interesse da parte dei produttori di elettronica dell’argomento perché può essere, a mio parere, davvero un nuovo scenario, un nuovo scenario economico che permetta all’elettronica (e quindi lo vedo da elettronico) di aprirsi un mercato simile a quello che c’è stato nei telefonini, cioè dal punto di vista economico e dello scalamento possiamo arrivare a numeri anche superiori. Quindi ecco il perché, però bisogna avere un po’ di pazienza, non ci siamo ancora.

4. Nella presentazione ha parlato di applicazione di un modello a reti neurali. Questo potrebbe essere il paradigma di riferimento per l'artificial l'intelligence in ambito agricolo?

Luca Bolognini:
Dipende molto dall’applicazione. É uno dei. Sicuramente è uno dei. Nei casi più complessi si va addirittura ad un ensemble di algoritmi che genera una stima della quale poi si va a fare una sorta di inviluppo, passatemi il termine.

Quindi dipende molto dal tipo di applicazione, però certamente è uno di quelli ad esempio per i modelli esplicativi quindi che vogliono trovare un nesso causa effetto di un sistema complesso, certamente è uno di quelli applicabili, assolutamente.

5. Quanto potrebbe essere applicata la tecnologia per coltivazione verticale in serra in ambiente ostile? Stile Olanda.

Danilo Demarchi:
Sì, questa è un’altra applicazione estremamente interessante cioè ci sono già investimenti proprio perché, come diceva l’Ingegner Bolognini prima, dell’applicazione che ci ha fatto vedere, se vogliano è fin più facile andare a lavorare.
Va bene, voi avete lavorato in clean room, diciamo, siamo a metà. Però andare a lavorare in ambiente.
In città, andare a lavorare in ambienti più controllati, le cose si semplificano. Quindi che sia verticale o sia orizzontale, dal punto di vista della tecnologia non cambia e un altro aspetto che viene fuori da questa domanda è l’acquaponica.
La coltivazione tramite tramite l’acqua che è un altro fattore, un altro canale, diciamo, di soluzione estremamente interessante e noi ad esempio abbiamo un progetto regionale con un’azienda nel quale stiamo proprio sviluppando le tecnologie per fare, per generare soluzioni industriali utilizzando l’acquaponica che va assolutamente tenuta presente.
Quello che mi dicevano gli esperti agronomi è che in Italia forse in questo momento non è la soluzione.
Ad esempio lavorando proprio con Israele potrete immaginare, invece, li sì che sono molto interessati. Infatti abbiamo anche fatto delle cose con loro.
Però, diciamo, se vogliamo muovere poi in ambito urbano certe cose sicuramente diventerà anche interessante secondo me a livello italiano. Noi diciamo del Sud Europa, perché il Sud Europa non ha ancora questa necessità. Il Nord Europa invece ce l’ha e infatti in Nord Europa stanno lavorando più di noi su queste cose.

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