Sebbene le attrezzature agricole automatizzate abbiano una storia che risale a circa un secolo fa, i veri robot per l’agricoltura sono diventati effettivamente praticabili solo verso la fine del XX secolo. I progressi significativi nella potenza di calcolo e nella visione artificiale, in particolare, hanno reso possibile l’utilizzo di robot in contesti agricoli.
Come suggerisce il nome stesso, i robot agricoli sono impiegati per una varietà di compiti nell’ambito dell’agricoltura. Essi possono essere incaricati di svolgere mansioni ripetitive e fisicamente faticose al posto dei lavoratori umani. Inoltre, sono utilizzati per svolgere compiti agricoli più specifici e specializzati, adattandosi a nicchie specifiche. Secondo BlueWeave Consulting, il mercato globale della robotica agricola è destinato a registrare una crescita enorme nei prossimi anni, con una previsione di raggiungere un fatturato annuo di 81 miliardi di dollari entro la fine del decennio.
Questa sezione della nostra guida alla robotica esplora la crescente popolarità dei robot agricoli, analizzando le applicazioni a cui sono destinati e le sfide legate alla loro implementazione.
Perché utilizzare i robot agricoli?
Utilizzare i robot agricoli offre numerosi vantaggi nelle aziende agricole. Come qualsiasi altra macchina industriale, i robot impiegati in agricoltura consentono di ottenere notevoli miglioramenti operativi, permettendo agli agricoltori di aumentare l’efficienza complessiva e incrementare la resa produttiva dei terreni. Alcuni vantaggi dell’utilizzo dei robot agricoli includono:
- Minori errori e maggiore velocità: I robot impiegati nelle aziende agricole commettono meno errori rispetto ai lavoratori umani e possono operare a velocità più elevate.
- Riduzione dell’uso di pesticidi: I robot agricoli sono dotati di sensori per il rilevamento di erbe infestanti e parassiti. Queste macchine intelligenti assicurano che l’irrorazione venga effettuata solo sulle aree interessate, riducendo così l’utilizzo complessivo di sostanze chimiche nelle aziende agricole.
- Come gli altri robot industriali, i robot agricoli possono operare 24 ore su 24 con una manutenzione minima. Ciò riduce la dipendenza dal lavoro umano e limita i costi complessivi della produzione alimentare.
- Alcuni robot agricoli possono essere equipaggiati con vari tipi di attrezzature specializzate, rendendoli più versatili e capaci di svolgere una gamma più ampia di compiti. Questo significa che gli investimenti necessari possono essere distribuiti in modo più ampio.
- In generale, l’automazione nelle aziende agricole sta rendendo le catene di approvvigionamento più efficienti, riducendo lo spreco alimentare e aumentando la redditività complessiva. Ciò può potenzialmente portare a una riduzione dei prezzi per i consumatori.
Tuttavia, nonostante tutti questi vantaggi, ci sono ancora alcune questioni tecnologiche che devono essere affrontate prima che i robot agricoli possano essere adottati su larga scala. Questi aspetti verranno illustrati successivamente.
Le applicazioni dei robot agricoli e dei loro componenti
Quali sono le attività agricole che i robot sono in grado di svolgere? Ecco alcuni esempi chiave.
- Semina delle colture – Il metodo tradizionale di spargere i semi manualmente potrebbe non essere ottimale e avere conseguenze negative sulla resa delle colture. Invece, la semina autonoma, supportata dalla geo-mappatura, garantisce che i semi vengano posizionati esattamente nei punti e alle profondità corrette.
Per misurare il livello di liquidi e solidi sia negli enormi silos per le sementi che nei piccoli contenitori di stoccaggio, l’utilizzo di sensori di prossimità capacitivi può risultare utile. Ad esempio, i sensori CA30 di Carlo Gavazzi sono specificamente progettati per rilevare con precisione i cereali secchi. Questi sensori forniscono un’indicazione costante e precisa della resa per unità di superficie. Conoscere tali informazioni rende semplice regolare con precisione l’applicazione di fertilizzanti ed erbicidi.
- Nel settore dell’orticoltura, i robot agricoli sono impiegati per compiti come la coltivazione e la consegna di piante in vaso. Un’azienda olandese chiamata WPS offre una soluzione interessante, che prevede l’utilizzo di un braccio robotico intelligente dotato di molteplici sensori. Questo sistema permette un prelievo e posizionamento intelligenti delle piante.
- Per quanto riguarda l’irrigazione e la concimazione, l’utilizzo di sistemi precisi e automatizzati può ridurre significativamente gli sprechi d’acqua. Anche se ancora in fase di ricerca, i robot agricoli hanno dimostrato di essere promettenti nell’attraversare i filari delle colture e nell’effettuare un’aspersione accurata di fertilizzanti o acqua.
- La raccolta delle colture è un processo ripetitivo che si presta bene all’automazione mediante robot. Questo approccio permette di evitare le difficoltà legate alla ricerca di lavoratori stagionali, che in molti Paesi sta diventando sempre più difficile. Tuttavia, è importante notare che i prodotti raccolti devono essere maneggiati con cura per evitare danni e minimizzare lo spreco. Un’azienda specializzata nella raccolta delle fragole è Harvest CROO. I loro robot sono progettati per scansionare e determinare il grado di maturazione delle bacche, raccogliendole senza danneggiarle. Per facilitare ancora di più il processo di raccolta, Carlo Gavazzi fornisce una vasta gamma di componenti, tra cui sensori di prossimità induttivi e sensori magnetici passivi per la raccolta (PA2PK).
- Diserbo – Il controllo delle erbe infestanti rappresenta sempre una sfida, poiché le piante sviluppano resistenza ai pesticidi e c’è una crescente domanda da parte dei consumatori di alimenti biologici con un uso limitato di sostanze chimiche. Fortunatamente, alcuni robot agricoli stanno affrontando questo problema. La piattaforma robotica Ted è specificamente progettata per i vigneti e si occupa di distinguere tra colture ed erbacce, per poi rimuovere meccanicamente quest’ultime. È facile da utilizzare ed estremamente preciso. In particolare, grazie a questa tecnologia, le aziende agricole possono evitare l’uso di erbicidi.
- Il monitoraggio dello stato di salute delle colture – rappresenta un’altra importante applicazione dei robot agricoli. I droni avanzati, dotati di sensori telecamera e alimentati dall’intelligenza artificiale, sono in grado di individuare le malattie nelle colture. Ciò consente agli agricoltori di intervenire tempestivamente. Gli Equinox Drones rappresentano un esempio di tale tecnologia, offrendo immagini in tempo reale per una valutazione precoce delle malattie nelle colture. In caso di danni alle colture, questi droni forniscono anche informazioni preziose per aiutare gli agricoltori ad adottare misure correttive in futuro.
- Fenotipizzazione – In agricoltura, la fenotipizzazione è il processo di misurazione e comprensione delle caratteristiche delle colture, come resistenza, crescita, resa e adattamento. Questa procedura aiuta a migliorare i tratti delle piante in vista della futura selezione. La robotica nella fenotipizzazione è un campo relativamente nuovo, ma diversi sistemi robotici stanno dimostrando la propria efficacia nel misurare le caratteristiche chimiche e fisiologiche di varie piante nel corso del tempo. Un’azienda belga chiamata WIWAM ha sviluppato una serie di robot per la fenotipizzazione che consentono l’imaging non invasivo delle piante.
Sfide per i robot agricoli
Nonostante le prospettive incoraggianti, ci sono ancora alcune sfide da affrontare. I ricercatori dell’Università di Monash e altri hanno sollevato interrogativi sui metodi dell'”agricoltura intelligente” e sull’uso della robotica nell’agricoltura. Hanno espresso preoccupazione per i danni al suolo causati dai robot pesanti, che potrebbero compattare il terreno. Esistono preoccupazioni riguardo alla dipendenza crescente da colture geneticamente modificate più adatte all’agricoltura automatizzata, a causa della standardizzazione dei prodotti.
Molti componenti elettronici utilizzati nell’automazione robotica devono essere resistenti alle condizioni ambientali variabili, con temperature ed umidità estreme, il che può aumentare i costi complessivi. L’infrastruttura necessaria per supportare l’automazione, come la connettività wireless, potrebbe essere un ostacolo per le aziende agricole più piccole, a causa dei costi associati. Tuttavia, con l’aumento dei volumi di produzione, ci si aspetta che i costi diminuiscano nel tempo.
Nonostante queste sfide, l’applicazione della tecnologia robotica nell’agricoltura sta avanzando rapidamente, con un crescente impatto positivo per gli agricoltori, i consumatori, l’ambiente, la salute e la società in generale. È importante bilanciare l’adozione di tecnologie innovative con la salvaguardia della diversità delle colture, la sostenibilità ambientale e la sicurezza alimentare.
