Il sensore biocompatibile Bioristor della startup italiana PlantBit può monitorare in tempo reale lo stato fisiologico delle piante attraverso la lettura della linfa. Permette un risparmio di acqua nell’ordine del 40%, un dato significativo se pensiamo che l’agricoltura consuma circa il 70% delle risorse idriche disponibili
Con Bioristor 40% di risparmio idrico
Bioristor è un sensore biocompatibile in grado di monitorare in tempo reale lo stato fisiologico delle piante. È una “creazione” della startup italiana PlantBit (spin-off del CNR-IMEM di Parma) che ha al suo attivo decine di progetti pilota attivi nel settore agritech.
Abbiamo visto purtroppo con sempre maggiore frequenza quanto l’agricoltura sia vulnerabile agli effetti dei cambiamenti climatici in un alternarsi di siccità e alluvioni a cui si aggiungono le invasioni di insetti alieni.
Misurazioni elettrochimiche per leggere la linfa
Gli agricoltori sono quindi sempre in stato di allerta per prevenire – ma non sempre è possibile – e fronteggiare le diverse emergenze, proprio quando cresce la richiesta di cibo a livello globale e nello stesso tempo si devono preservare le risorse naturali.
In un simile contesto, ogni innovazione è positiva. Attraverso misurazioni elettrochimiche, Bioristor è in grado di leggere la linfa vegetale e fornire informazioni precise sui fabbisogni idrici e nutrizionali delle piante, oltre a segnalare eventuali stress o malattie.
L’efficientamento dei fabbisogni idrici è uno dei temi chiave dell’agricoltura 4.0, visto che la produzione agricola consuma circa il 70% delle risorse idriche disponibili.
Cosa fa Bioristor
In cosa consiste in concreto Bioristor? Nel fusto delle piante si inserisce il biosensore Bioristor (ovvero un transistor elettrochimico organico, OECT) che è in grado di monitorare in modo continuo e in tempo reale i cambiamenti nella composizione della linfa.
Finora Bioristor è stato utilizzato per studiare lo stress abiotico in ambiente controllato su numerose specie, tra cui pomodori, kiwi, soia, vite, grano e canne di fiume. Nei pomodori, è addirittura in grado di rilevare lo stress idrico entro le prime 30 ore dalla sua insorgenza.
Il biosensore è collegato a una centralina IoT che trasmette il segnale a un’app se si evidenzia l’insorgenza di stress idrico; essendo costantemente connesso con l’operatore agricolo, avvisa l’agricoltore o le macchine operatrici quando è il momento di irrigare, permettendo in campo un risparmio di acqua di circa il 40%.
L’AI elabora i dati
Per elaborare e analizzare i dati raccolti si utilizzano modelli analitici matematici e algoritmi di intelligenza artificiale, come i modelli Random Forest – per identificare l’effettivo stato di salute delle piante – e le Reti Neurali Ricorrenti (RNN) con Memoria a Lungo e Breve Termine (LSTM) per effettuare previsioni fino a 24 ore prima.
Un’interfaccia grafica semplice ed efficace trasmette i dati all’agricoltore e all’operatore:
- indicazioni sul corretto apporto idrico da somministrare alle piante;
- il tipo e la quantità di formulati commerciali da utilizzare per la fertilizzazione;
- quando e se effettuare trattamenti fitosanitari preventivi.
I dati grezzi, invece, sono archiviati in un database organizzato in sotto-tabelle tematiche che aiutano l’agricoltore e l’operatore ad adottare le strategie più adatte a migliorare qualità e quantità della produzione oltre ad aumentare l’efficienza delle pratiche agricole.
