Raccolta di frutta, diserbo di precisione in pieno campo, sostegno alle coltivazioni al chiuso, semina: sono diversi i campi di applicazione della robotica in agricoltura. Secondo un rapporto di Tractica si passerà da 32.000 unità di robot venduti in un anno nel 2016 fino a 594.000 unità annue nel 2024, momento in cui il mercato dovrebbe raggiungere 74,1 miliardi di dollari di fatturato
Secondo un nuovo rapporto di Tractica, sviluppato in collaborazione con The Robot Report, il solo impiego di robot in agricoltura aumenterà in modo significativo negli anni a venire, passando da 32.000 unità nel 2016 fino a 594.000 unità annue nel 2024, momento in cui il mercato dovrebbe raggiungere 74,1 miliardi di dollari di fatturato annuo.
La crescita della domanda di robot agricoli nasce dal complesso intreccio di alcuni fattori economici-sociali-ambientali:
- la crescita della popolazione globale
- La necessità di produrre più cibo
- la diminuzione della disponibilità dei lavoratori agricoli,
- i costi e le complessità del lavoro agricolo
- il cambiamento dei terreni agricoli
- i cambiamenti climatici
- la crescita dell’agricoltura indoor
- l’automazione del settore agricolo.
A ben guardare si tratta delle stesse motivazioni alla base della nascita dell’agricoltura di precisione, ossia di un sistema integrato di gestione della produzione agricola e forestale che impiega strumenti e tecnologie per fare la cosa giusta, nel posto giusto, al momento giusto. Si parla di agricoltura di precisione da 20 anni, a volte in modo accademico e pionieristico. Adesso però sono disponibili su larga scala le tecnologie necessarie per farla divetare realtà.
I robot agricoli nel mondo
Dai tempi di Goldrake e Mazinga il Giappone non ha mai nascosto di amare i robot. Non stupisce quindi che il Giappone sia oggi al primo posto nel mondo nella ricerca e nello sviluppo di robot agricoli: servono per produrre il 70% di cibo in più, con lo stesso numero di risorse, in termini di terra e di acqua.
Negli Stati Uniti si trova, invece, una delle aziende di robot agricoli più conosciute, l’Abundant Robotics, che ha sviluppato un robot per la raccolta delle mele in grado di lavorare 24 ore su 24. Oggi il robot raccoglie le mele, ma il passaggio a qualsiasi altro frutto è dietro l’angolo. Si tratta, come è facile immaginare, di programmare un robot in grado di raccogliere la frutta nel periodo di tempo migliore e garantire l’integrità del frutto durante la raccolta. Abundant Robotics ha indeato un braccio robotico a forma di “aspirapolvere”, che “risucchia” senza sfiorare la frutta, evitando così di danneggiare la superficie del frutto con un’attrezzatura meccanica. Inoltre, Abundant Robotics ha anche aggiunto un’apparecchiatura di rilevamento delle immagini a livello millimetrico, così che i frutticoltori possono visualizzare la crescita dei frutti in tempo reale attraverso strumenti di visualizzazione.
Anche nell’agricoltura indoor si trovano applicazioni molto interessanti. Sempre agli Stati Uniti si devono soluzioni per il settore vivaistico, con robot che sostituiscono alla necessità di manipolzione sui letti in crescita delle piante in vaso: il piccolo robot mobile “Harvey” della Harvest Automation può localizzare, trasportare e organizzare autonomamente piante in vaso sia all’interno degli edifici che sui campi all’aperto.
Rimanendo nell’indoor ma spostandoci in Israele, occorre segnalare la startup israeliana MetoMotion che nel 2016 ha ricevuto 2,7 milioni di dollari di finanziamenti per sviluppare “lavoratori delle macchine in serra” per svolgere compiti ad alta intensità di manodopera in 1,15 milioni di acri di serre in tutto il mondo (osti che incidono per il 30-50% sul costo totale della produzione in serra). La prima applicazione dell’azienda è stato un robot per la raccolta dei pomodori in serra che combina avanzati sistemi di visione tridimensionale e algoritmi di visione artificiale per identificare e localizzare i frutti maturi e quindi coordinare più bracci robotici personalizzati. Infine, ha un attuatore terminale per la raccolta non distruttiva.
Anche in Cina si parla di “huì zhòngdì”, ovvero agricoltura intelligente che per funzionare ha bisogno di una combinazione di 5G, Internet of Things e cloud computing. Il “Tanjiawan Cloud Agricultural Experimental Site” a Wuzhen in Zhejiang sperimenta un vero e proprio “cervello agricolo” in grado di raccogliere tutti i dati su terra, umidità e aria. In questo modo gli agricoltori possono vedere la crescita del raccolto in tempo reale a migliaia di chilometri di distanza, nelle serre della cooperativa del “Tanjiawan Yunshang Agricultural Experimental Site”. Per fare questo occorre però un agricoltore in grado di smanettare sul computer, che conoscoa la tecnologia e comprenda i dati, quindi è stata istituita una “scuola di agricoltura cloud“. Gli esperti di agricoltura possono utilizzare la tecnologia video remota per “entrare” nelle serre degli agricoltori da qualsiasi luogo, partecipare all’intero processo di produzione e rispondere alle domande degli agricoltori. Immaginiano già agricolori cinesi che guidano da remoto i processi agricoli in serre dislocate ovunque, in Africa, nei deserti, sulla Luna….
C’è anche un forum internazionale sulla robotica agricola, denominato FIRA, ormai giunto alla quinta edizione.
E l’Europa?
In Europa si distingue la startup spagnola Agrobot nella raccolta della frutta. Ha ricevuto un finanziamento per sviluppare una raccoglitrice di fragole dotata di 24 bracci e (naturalmente) completamente automatica. Agrobot ha utilizzato per la prima volta l’apprendimento automatico per misurare la maturità delle fragole.
In Francia si possono già vedere robot all’opera nei vigneti: nel sud della Francia, ma anche a nord, a Bordeaux, a Cognac, e nello Champagne. Si tratta del robot “a cavallo” Ted, sviluppato a Tolosa da una coppia di ingegneri robotici, Gaëtan Séverac e Aymeric Barthes di Naïo Technologies. L’automa è in grado di diserbare e mantenere una superficie di circa 25 ettari. Il suo compito principale è la zappatura meccanica e la sarchiatura di erbe ed erbe infestanti indesiderate a file, Ma ha anche altre funzionalità, come la falciatura, il diradamento delle foglie e le operazioni di rifilatura.
I robot nella lotta alle erbe infestanti
Nell’ambito della lotta alle erbe infestanti, anche qui troviamo numerose applicazioni. Bosch ha sviluppato con la start-up Deepfield Robotics un enorme robot agricolo in grado di rimuovere meccanicamente le piante infestanti attraverso uno strumento in grado di schiacciarle supportato da un sistema avanzato di riconoscimento di visione artificiale.
La start up svizzera Ecorobotix propone, invece il diserbo chimico con un robot spruzzatore ultra preciso: grazie al sofisticato sistema di visione, viene impiegato il 95% in meno di diserbante rispetto ai sistemi tradizionali.
Infine anche i droni e la robotica aerea possono mappare le erbe infestanti.
Cosa possiamo quindi aspettarci per il futuro? In accordo a quanto dichiarato da Eldert Van Henten, professore ordinario di “Biosystems Engineering” alla Wageningen University, nella sua recente presentazione all’ European Robotics Forum 2021, nei prossimi 10 anni ci aspettiamo di raggiungere un’autonomia completa di compiti già meccanizzati con macchine intelligenti autonome integrate nel sistema produttivo agricolo.