Smart farming e agroalimentare 4.0

Le sfide dell'agricoltore digitale. 

Il 27 novembre 2019 alla CTC, azienda speciale della CCIA di Bologna, abbiamo scoperto i benefici dell’impiego delle tecnologie digitali in agricoltura per migliorare la competitività aziendale. La tecnologia infatti serve per incrementare dialogo e networking. L’incontro è stato l’occasione per comprendere che gli strumenti ci sono e vanno implementati, sperimentando per far crescere la sensibilità in maniera naturale.

L’incontro è stato moderato da Marco Ardoino del MISTER Smart Innovation che ha anche presentato il progetto TASC: trattrici agricole smart and clean che ha l’obiettivo di sviluppare sistemi per Ibridazione elettrica per i mezzi agricoli. Il progetto prevede la realizzazione di un modello multibody dell’intera trattrice e sarà sviluppata una piattaforma di prototipazione virtuale.Hanno aperto il pomeriggio di approfondimento i saluti del Segretario Generale Vicario della Camera di Commercio di Bologna, Giuseppe Iannaccone e l’introduzione della Manager del Tecnopolo di Bologna Valeria Pignedoli, che collabora con la Camera di commercio per dare corpo ad un ecosistema regionale dell’innovazione in grado di dare opportunità alle aziende del territorio.

Quattro gli interventi che hanno contribuito ad affrontare il tema da diversi punti di vista ed esperienze professionali.

 

Incontrarsi in una logica di open innovation puntando sulla integrazione fra nuove tecnologie, tradizione e qualità

Marco Foschini ha raccontato l’esperienza del Clust-ER Agrifood di cui è manager. Anche Bioagricoop è socia del cluster promosso dalla regione Emilia-Romagna con fondi regionali e ha lo scopo di condividere idee, strumenti, risorse per rafforzare la competitività dei principali sistemi di produzione regionali.

È un presidio strategico perché il cluster supporta la regione ER nella realizzazione di obiettivi di lungo periodo e sinergico per facilitare l’interazione tra diversi soggetti regionali. Si opera in regione ma anche a livello internazionale facilitando la partecipazione degli attori a programmi di ricerca internazionale.

Uno degli obiettivi del cluster è anche unire ricerca e imprese con la formazione professionale per favorire la identificazione delle figure professionali emergenti e favorire l’occupazione di risorse umane in grado di coniugare logiche di open innovation.

Esiste la “European Cluster collaboration platform” per favorire lo scambio di conoscenza.
Ci sono 3 piattaforme tematiche alle quali partecipa il cluster ER:
- Hi tech farming: nuovi strumenti (robotica, ict, big data, Earth Observation), per un nuovo paradigma di agricoltura sostenibile e di precisione.
- Traceability and big data: facilitare l’applicazione.
- Ruolo dei consumatori: è stata creata una app mobile per creare maggiore visibilità tra produttori e consumatori nella produzione vinicola.
- Nutritional Ingredients: panoramica sull’economia circolare in generale, soprattutto per il recupero di sottoprodotti e scarti.

 

L’IoT per lo smart farming: potenzialità e applicazioni

L’intervenendo di Andrea Gorreri, ricercatore al MISTER Smart Innovation si è aperto con la definizione di IoT.

“Internet of Things” è un’espressione coniata da Kevin Ashton del MIT e indica la possibilità di connettere qualsiasi dispositivo ad una rete virtuale con la quale è possibile interagire. In altre parole, è una forma di connessione tra il mondo reale connesso e il mondo virtuale. 

Un sistema IoT si può applicare a diversi settori, è sempre strutturato con sensori e attuatori intelligenti che monitorano e acquisiscono dati inviandoli ad un network (struttura di connessione) che funge da collegamento col cloud. In questo modo si può agire in maniera preventiva. Un oggetto deve avere un indirizzo IP che lo identifica sulla rete e la capacità di scambiare dati attraverso essa senza bisogno dell’intervento umano.

La Smart farming è la terza rivoluzione verde il cui scopo è applicare le tecnologie di ultima generazione. È un ampliamento delle pratiche tradizionali dato dall’utilizzo di nuovi sensori che permettono di avere più dati e informazioni e quindi una visione precisa e dettagliata di quello che succede. 

I parametri possono essere innumerevoli: temperatura, umidità, chimica, vento, precipitazioni. Da questa raccolta di informazioni si crea un sistema a supporto delle decisioni senza spreco, mirata tramite algoritmi di machine learning che unisce informazioni con sensori, immagini satellitari, riprese di droni per arrivare a un modello completo dell’ecosistema agricolo. Con il set di dati di cui si è già in possesso, viene istruito il macchinario in modo che poi possa confrontare i dati che raccoglie con quelli che ha già. In questo modo, il macchinario può dire cosa c’è o non c’è da fare.

Un esempio di IoT chiuso può essere un vaso intelligente che possiede il valore di umidità sopra o sotto una soglia precisa e riesce a coordinare un sistema di irrigazione. Esempi e applicazioni pratiche possono essere sensori da campo che rilevano parametri come umidità, acidità, temperatura del suolo; trattori smart: macchinari agricoli connessi in grado di muoversi in autonomia su campi per arare, seminare o dissodare; o i droni: dotati di telecamere e sistemi di geolocalizzazione gps che acquisiscono dati utili per ricavare foto, indici di vigore e mappe di prescrizione.

Oltre le tecnologie già note come Gprs, 3g, 4g si distingue "Lora" acronimo che sta per long range wireless. Una tecnologia che permette di avere copertura wireless su un’area maggiore a parità di strumenti fisici di una rete smart. Due antenne di piccola potenza permettono di connettere i nodi ad alte distanze col grande vantaggio di permettere un notevole risparmio dal punto di vista energetico. Anche se la velocità bit per secondo è bassa, questo non crea problemi perché nello smart farming non c’è bisogno di un grande flusso di dati ma serve che i sensori nell’area mandino un segnale con i valori e le tempistiche.

 

Tecniche iperspettrali e applicazioni nel settore agrifood

Ivam Kostadinov di Proambiente ha condiviso l’importanza della calibrazione iperspettrale come procedura importante non distruttiva, in grado di fornire in tempo reale informazioni dettagliate sullo stato delle coltivazioni per avere dati accurati a favore di una agricoltura di precisione.

 

Innaffiare quando e quanto serve: innovativi sensori in vivo per un’agricoltura sostenibile

Michela Janni del CNR-IMEM ha sottolineato come l’agricoltura debba stare al passo col cambiamento climatico e affrontare le sfide della scarsità d’acqua. Lo stress idrico incide a livello globale non solo per mancanza o eccesso d’acqua, ma anche perché l’agricoltura utilizza il 70% dell’acqua disponibile nel pianeta e il 40% delle produzioni sono a regime irriguo.

Non ci sono ancora sensori per monitorare in vivo cosa succede nella pianta ed è quello che il gruppo di ricerca sta sviluppando. In particolare, è stato presentato il sensore Bioristor, un transistor elettrochimico su fibra tessile che viene inserito nel fusto della pianta per avere una fotografia di quello che c’è nella linfa della pianta. È costituito da un canale che si ottiene ricoprendo un filamento in fibra tessile con un sottile strato di polimero conduttore. Lo scopo di Bioristor è evitare lo spreco d’acqua  irrigando quando serve perché risponde in 24h dalla comparsa dello stress idrico.

La ricerca è cominciata sul pomodoro di cui l’Italia è il 7 produttore mondiale, produce il 14% della produzione mondiale e il 49% della produzione europea. Il pomodoro è stato scelto anche perché ha un alto consumo idrico: ci vogliono 13 lt d’acqua per ogni pomodoro prodotto.

Dal laboratorio al campo il passo è lungo, ma nel 2018 grazie alla collaborazione con Mutti, è stata fatta la prima sperimentazione in campo. A causa delle abbondanti piogge risultava difficile distinguere i risultati, quindi è stata scelta una fase con diversi dati  statistici comparando i dati con rese commerciali e dati qualitativi.

Il monitoraggio avviene in vivo, è biocompatibile, a basso costo, è applicabile a biotici e nutrizionali ed è adatto a specie erbacee e arboree, sia in serra che in pieno campo. Nel 2019 la sperimentazione è ripresa in campo per fornire protocolli      scalabili e utilizzabili. Quest’anno sono state monitorate 5 piante e servono tante repliche in campo. 

Finora, il risultato dello studio ha confermato che con Bioristor si sarebbe potuto risparmiare il 36% di acqua.

 

La blockchain per l’agrifood: il progetto CoopChain

Mario Zambrini di Coop Italia ha condiviso lo sviluppo e i primi risultati del progetto CoopChain che ha applicato il principio della blockchain alla filiera produttiva di Coop che già ha un sistema interno dove vengono selezionati fornitori, portate avanti verifiche ispettive, definiti capitolati e disciplinari rigorosi e verificati continuamente sia filiera che prodotto finale.

L’utilizzo di IoT permette di raccogliere i dati direttamente dal campo, evitando errori e dolo perché il sensore è onesto per definizione.

Blockchain nasce con i bitcoin nel 2008 quando Satoshi Nakamoto pseudonimo di ignoti, pubblica un algoritmo criptografico per consentire ai partecipanti di scambiarsi denaro senza aiuto di un centro di controllo centrale.  

La Blockchain è un sistema permissioned i cui nodi non sono totalmente aperti ma vengono scelti, quindi si può avere una ricerca controllabile e non legata per forza alla criptovaluta. Il business si interessa alla tecnologia capendo che può utilizzarla per alcuni processi.

In altre parole, la blockchain è una tecnologia che aiuta la trasparenza. 

La transazione finisce in un blocco di dati che viene trasferito a tutti i nodi della blockchain e, tramite algoritmo del consenso viene, validato ed entra in una catena di dati che raccoglie tutte le transazioni.  

Si crea quindi un registro di informazioni distribuito di cui tutti i partecipanti condividono tutte le informazioni. È immutabile, non modificabile a meno che non sia d’accordo il 50+1 dei partecipanti. Questo sistema è utile per la tracciabilità perché gli attori inseriscono tutti i dati della filiera, ognuno per la parte che gli spetta: acquisti di materie prime, trasporti, stoccaggi, vendite.  

Da qui Coop ha deciso di utilizzare la blockchain per la tracciabilità sulla filiera delle uova bio a marchio Viviverde con IBM. Tramite una call for ideas su seedandchips.com è stata selezionata la startup Connecting Food. È stato quindi creato un sistema di real time food traceability che permette di impostare criteri di controllo. In caso questi non vengano rispettati si ricevono degli alert per capire cosa è successo.

La sperimentazione su un prodotto totalmente naturale come le uova ha permesso di  verificare il funzionamento, capire quanto costava e verificare l’impatto sui consumatori e sul mercato. È stata quindi creata la mobile app Coopchain che permette al consumatore di vedere tutta la filiera comprese analisi della salmonella, bilancio di massa, 
cioè il rapporto tra quantità prodotte e numeri finali, freschezza, provenienza.

La reazione dei consumatori è stata positiva perché il 65% dei consumatori ha scansionato il QR code presente sulle scatole delle uova e l’82% ha eseguito altre due azioni sull’app.

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Conclusioni 

L’incontro nel suo complesso ha permesso di evidenziare come sia fondamentale curare la comunicazione tra ricerca e imprese e tra imprese e consumatori, utilizzando il marketing per coinvolgere gli utenti. Gli agricoltori stessi devono essere coinvolti nel comprendere gli effetti positivi di strumenti tecnologici innovativi per realizzare un cambiamento reale nel settore.  

 

Visita il sito ufficiale https://www.bo.camcom.gov.it/it/formazione/seminari