I consumatori europei si aspettano una filiera pulita e la conservazione della biodiversità. Perciò, è necessario ridurre al minimo gli input di pesticidi e fertilizzanti chimici e/o sostituirli con soluzioni agroecologiche o robotizzate. Per di più, l'età media degli agricoltori europei è tra le più alte di tutti i settori, quindi l'agricoltura deve attrarre giovani con interessanti opportunità di lavoro.

È qui che la nuova soluzione di robot agricoli per l'agricoltura di precisione è stata sviluppata nel contesto dell'UE Flourish (Aerial Data Collection and Analysis, e Automated Ground Intervention for Precision Farming) possono svolgere un ruolo. L'uso dei robot nell'agricoltura di precisione ha il potenziale non solo di aumentare la resa, ma anche per ridurre la dipendenza dai fertilizzanti, erbicidi e pesticidi attraverso l'irrorazione selettiva di singole piante o attraverso la rimozione delle erbe infestanti.

Aiutare i terreni agricoli a fiorire

L'agricoltura di precisione combina tecnologie che personalizzano le cure che le piante ricevono senza aumentare la manodopera da parte dell'agricoltore. Il consorzio del progetto ha mirato allo sviluppo di tecniche agricole innovative monitorando gli indicatori chiave della salute delle colture e mirando al trattamento solo per le piante o le aree infestate che lo richiedono.

"Rispetto alle pratiche convenzionali, le tecniche di agricoltura di precisione sono molto più rispettose dell'ambiente e apportano maggiori benefici economici, " affermano il coordinatore del progetto, il prof. Roland Siegwart e il ricercatore dott. Inkyu Sa. Dato che la maggior parte dei pesticidi applicati sono erbicidi per controllare le erbacce, ridurre radicalmente l'uso di queste sostanze chimiche e rilevare parti del campo coltivato prive di infestazioni aiuterà a far crescere colture più sane.

Coltivare con droni e robot

Lo sviluppo di tecniche di agricoltura di precisione è un'area di ricerca molto attiva, quindi l'obiettivo di Flourish era quello di colmare il divario tra le capacità attuali e quelle desiderate dei robot agricoli. Il consorzio del progetto ha sviluppato un sistema agricolo autonomo in cui droni e robot lavorano insieme per monitorare il raccolto e rimuovere con precisione le erbacce. Il sistema robotico di nuova concezione combina le capacità di rilevamento aereo di un piccolo veicolo aereo senza pilota multi-elicottero (UAV) autonomo con un veicolo terrestre senza pilota multiuso (UGV).

"Dotato di una macchina fotografica, vari sensori, GPS e software statistico l'UAV può scansionare diverse caratteristiche del raccolto come altezza, copertura della chioma e livelli di clorofilla, e fornire informazioni relative alla "fenotipizzazione" delle piante, " spiegano il Prof. Siegwart e il Dr Inkyu Sa. Il drone può anche distinguere tra colture ed erbacce, mentre algoritmi avanzati gli consentono di ottimizzare la sua traiettoria di volo. Una volta terminato il suo compito, l'UAV comunica all'UGV le aree che necessitano di attenzione.

Utilizzando i dati forniti dall'UAV, il prototipo UGV, chiamato Bonirob, naviga autonomamente nel suo ambiente ed esegue azioni in luoghi prestabiliti. Per esempio, può spruzzare un pesticida su un'area di coltura selezionata, e in caso di presenza di erbacce, può sbarazzarsene meccanicamente, evitando l'uso di pericolosi erbicidi.

Il riconoscimento delle immagini svolge un ruolo chiave nell'operazione di Bonirob. In base a parametri come il colore della pianta, forma e dimensione, il robot può aiutare gli agricoltori a classificare le piante più facilmente. Esaminando i modelli di ritaglio accanto alle immagini, può anche differenziare più accuratamente tra le piante desiderate e le erbe infestanti anche quando il loro aspetto visivo cambia in modo significativo a causa delle condizioni meteorologiche o della crescita.

Attualmente, I membri di Flourish stanno lavorando con gli utenti finali per definire le specifiche del prodotto e garantire che gli interessi rimangano allineati. Inoltre, stanno valutando e ottimizzando il sistema appena sviluppato per renderlo più robusto e facile da usare con un breve tempo di installazione. I membri del progetto stanno anche cercando di facilitare l'interoperabilità con altri prodotti sul mercato utilizzando protocolli di comunicazione standard come il sistema operativo del robot. Ciò garantirà barriere minime all'ingresso quando il sistema sarà pronto per entrare nel mercato.

I progressi tecnologici in agricoltura come quelli introdotti da Flourish consentiranno agli agricoltori di ridurre al minimo l'uso di sostanze chimiche e produrre raccolti più sani e rese più elevate. Si prevede inoltre che il sistema riduca i costi per gli agricoltori e minimizzi l'impatto ambientale dell'agricoltura.