Università, ricerca e imprese costruiscono insieme il futuro dell’agricoltura
Frasky è un robot pensato per lavorare nei vigneti. Sembra il protagonista di un film di fantascienza, in realtà il prototipo di questo robot è frutto dell’ingegno dei ricercatori dell’IIT, l’Istituto Italiano di Tecnologia che è un fiore all’occhiello della ricerca italiana più avanzata.
Il “pensatoio” dove è stato ideato e sviluppato Frasky è l’unità Soft Robotics for Human Cooperation and Rehabilitation dell’IIT.
Il JOiiNT LAB
Il JOiiNT LAB è un laboratorio di ricerca congiunto nato dalla collaborazione tra l’IIT e Intellimech – un consorzio di cui fanno parte più di 70 aziende della meccatronica – oltre a Confindustria Bergamo, Università di Bergamo, Kilometro Rosso Innovation District e aziende del territorio.
I suoi principali ambiti di ricerca sono robotica industriale e meccatronica. Inoltre, sviluppa soluzioni in robotica collaborativa, controllo remoto e intelligenza artificiale.
Gli obiettivi del JOiiNT LAB sono molto ambiziosi e prevedono:
- formare profili altamente specializzati
- mettere in relazione la ricerca scientifica e l’industria
- facilitare il trasferimento tecnologico
- promuovere l’innovazione nel settore manifatturiero
- supportare la competitività delle aziende italiane.
Integrazione di robotica e intelligenza artificiale
Come spiega Manuel G. Catalano, ricercatore dell’Istituto Italiano di Tecnologia e coordinatore del laboratorio JOiiNT LAB e del progetto Frasky, «l’integrazione della robotica e dell’intelligenza artificiale in ambito agricolo consentirà di sviluppare modelli sempre più avanzati di agricoltura di precisione favorendo un uso più efficiente e mirato delle risorse, riducendo l’impatto ambientale e offrendo un supporto concreto ad agricoltori e aziende vitivinicole, anche di fronte alla crescente carenza di manodopera e alle sfide imposte dai cambiamenti climatici.
Un obiettivo ambizioso, per il quale è fondamentale la cooperazione tra istituti di ricerca, accademici e realtà industriali, che permettono di integrare diversi punti di vista e competenze, essenziali per la riuscita del progetto».
Le risposte di Frasky per l’agricoltura
L’agricoltura deve affrontare ogni giorno numerose e differenti difficoltà che vanno dalla carenza di manodopera agli effetti del cambiamento climatico, dalla scarsità di risorse idriche ai problemi di sostenibilità ambientale.
In che modo il robot Frasky potrebbe rispondere a queste esigenze? Come ha affermato Catalano, l’integrazione di robotica e intelligenza artificiale può avere effetti sorprendenti nel campo dell’agricoltura di precisione.
Tutto facile allora? Non proprio, perché progettare un robot in grado di muoversi nei campi ha un alto grado di complessità.
Il terreno è irregolare e soggetto a repentini cambiamenti dovuti alle stagioni, alle condizioni meteorologiche e alla crescita delle piante. Ad esempio, l’aumento del fogliame può ridurre la visibilità o addirittura ostacolare l’accesso alle piante.
Cosa fa il robot?
Il robot deve essere in grado di evitare gli ostacoli, raccogliere dati sullo stato delle coltivazioni ed eseguire interventi sulle piante. In particolare, la raccolta dei frutti richiede estrema delicatezza per non danneggiarli.
Frasky è progettato per fare tutto questo. Il robot è montato su una piattaforma mobile con quattro ruote motrici adatta a muoversi in esterno.
Grazie a un sistema modulare e flessibile, sia dal punto di vista hardware che software, può integrare a bordo tutti gli strumenti necessari: a esempio, un ugello posto sulla mano robotica eroga i trattamenti selettivi per il vigneto.
Il software che guida Frasky
Il robot funziona grazie a un software, sviluppato dallo stesso gruppo IIT, suddiviso in tre moduli principali:
- navigazione, permette al robot di orientarsi nello spazio e raggiungere i punti di interesse evitando eventuali ostacoli;
- percezione, dedicato all’analisi ambientale e al riconoscimento dei grappoli;
- manipolazione, guida i movimenti del braccio robotico durante le diverse operazioni.
Le informazioni acquisite dal modulo di percezione possono essere utilizzate per la mappatura del vigneto, oppure, passare direttamente al modulo di manipolazione, che consente al robot di eseguire azioni mirate come la presa del grappolo, l’ispezione visiva o l’applicazione di trattamenti.
Quali sono i vantaggi di Frasky?
La tecnologia di Frasky apporta benefici all’ambiente e alla salute degli agricoltori, limitando la loro esposizione a sostanze chimiche potenzialmente pericolose.
Ma ci sono anche altri vantaggi, come:
- il monitoraggio digitalizzato più preciso delle coltivazioni;
- il supporto all’agricoltore nelle mansioni più ripetitive e, con l’interfaccia grafica, invio di comandi e monitoggio in tempo reale delle azioni compiute dal robot;
- la maggiore precisione nell’erogazione dei trattamenti in vigneto e conseguente diminuzione della dispersione.
Dalla teoria alla pratica: il robot in campo aperto
Dopo i test di laboratorio, si è passati alla sperimentazione in campo aperto nel vigneto della cantina “Le Corne”, a Grumello del Monte (Bergamo). In questa condizione il robot ha dimostrato la capacità di muoversi, mappare l’ambiente e applicare trattamenti in maniera autonoma.
Fabio Previdi, ordinario nell’Università di Bergamo, sostiene l’importanza della collaborazione tra ricerca e imprese: «Lavorare a stretto contatto con le aziende offre agli studenti esperienze concrete e interdisciplinari, essenziali per formarli sulle competenze realmente richieste dal mondo produttivo e prepararli alle sfide della trasformazione digitale.
Il coinvolgimento diretto dei nostri studenti nei progetti del laboratorio consente loro di partecipare attivamente allo sviluppo di soluzioni avanzate e al trasferimento tecnologico, generando benefici sia per l’impresa che per il sistema universitario».