L’intelligenza artificiale “cammina” tra i filari: ecco il robot che cura e mappa i vigneti

Un robot che si muove autonomamente tra i filari, dotato di pneumatici agricoli e di un braccio robotico capace di simulare in tutto e per tutto l’attività umana, integrandola però con un sistema informatico di visione artificiale che identifica il singolo grappolo, ne stima la posizione ed è in grado di mappare nel complesso un intero vigneto.

Il progetto è stato sviluppato all’interno del JOiiNT LAB, realtà bergamasca di ricerca che riunisce il consorzio per la meccatronica Intellimech e l’Istituto Italiano di Tecnologia, nell’ambito di una collaborazione che promuove il trasferimento tecnologico, la condivisione delle conoscenze e la formazione delle persone, lavorando a diretto contatto con le aziende del territorio. Ed è questa una delle attività sviluppate in collaborazione con Same Deutz-Fahr orientata all’elaborazione di soluzioni robotiche per l’outdoor, con particolare riferimento al mondo vitivinicolo.

Nata per rispondere a un’esigenza aziendale specifica, la soluzione è già stata presentata a Milano a BIMU 2024, la biennale internazionale e principale manifestazione italiana dedicata all’industria costruttrice di macchine utensili a asportazione, deformazione e additive, robot, digital manufacturing e automazione, tecnologie abilitanti e subfornitura, registrando un altissimo interesse dalle aziende del settore, e sarà protagonista anche ad A&T Nordest a Vicenza i prossimi 6-8 novembre.

L’idea alla base del progetto era quella di dotare le aziende vitivinicole di uno strumento in grado di mappare la vigna, la sua struttura, identificare la sua evoluzione e costruire così un prezioso database di ogni grappolo, con la possibilità quindi di mettere in campo azioni specifiche: si pensi a quanto, a livello ambientale innanzitutto ma anche a livello economico, possa valere poter utilizzare diserbanti o altri prodotti chimici in modo puntuale e solo quando e dove necessario, oppure quanto tempo si possa risparmiare potendo sfogliare nel luogo e nel momento giusto senza dover passare in rassegna tutto il vigneto. Ottimizzazione e riduzione degli sprechi.

“L’input iniziale è sorto in collaborazione con le aziende, in base alle loro esigenze specifiche – spiega Manuel Catalano, ricercatore dell’Istituto Italiano Tecnologia che coordina le attività scientifiche del JOiiNT LAB – Il braccio meccanico già oggi è in grado di fare manipolazione, ma in futuro immaginiamo uno sviluppo attività quali il taglio e la raccolta, che non erano nel focus attuale. Il monitoraggio puntuale della vigna permette di creare un database delle sue condizioni, utilissimo per gli agronomi nelle fasi di analisi e programmazione degli interventi”.

Una volta programmato, il robot può muoversi in modo assolutamente autonomo dentro la vigna ed è controllabile grazie a un’interfaccia grafica user friendly: l’operatore deve solamente scegliere l’opzione desiderata e dare l’input per l’esecuzione della task, che siano localizzate sulla singola vite o estese a tutta la vigna.

“Ogni intervento è gestibile da remoto, supervisionando l’attività – continua Catalano – L’operatore può anche trasformarsi in un avatar, osservando tramite gli occhi elettronici e muovendo lui stesso il braccio meccanico: il bisogno generale di chi si occupa di questo tipo di coltivazione non è tanto velocizzare le operazioni ma eseguirle in modo puntuale, con vantaggi ecologici da un lato e dall’altro la possibilità di dotare gli agronomi di uno strumento differente che possa rendere più digitale, agevole e comodo il lavoro”.

Al progetto ha lavorato un gruppo ristretto di studenti, ingegneri e ricercatori, 7-8 in tutto, tra i quali Erfan Khiali, fresco di laurea all’Università degli studi di Bergamo: “Nel concreto abbiamo pensato a un manipolatore, che abbiamo chiamato ‘Franka’, leggero e collaborativo, che si muove su una piattaforma robotica di medie dimensioni: flessibile, adattabile, robusto, con una mano del tutto simile a quella umana. Gli occhi sono camere stereoscopiche che consentono anche una visione in profondità e la scannerizzazione di ciò che vedono, mentre il braccio estendibile consente di fare qualsiasi teleoperazione”.

Al suo fianco anche Gabriele Ribolla, ingegnere ricercatore del JOiiNT LAB: “Ovviamente siamo ancora in una fase di prototipo, ma abbiamo già buoni feedback che ci hanno dato un’idea precisa delle esigenze future – spiega – In questa fase ci siamo focalizzati sulla possibilità di erogare degli spray, fare ispezioni, ‘grasping’: non è un prodotto finito, cerchiamo di aggiornare passo passo la lista dei requisiti. Un processo normale: si parte da una base, poi gli stimoli ci indirizzano sugli sviluppi. Uno dei nostri obiettivi è quello di fornire una robotica facile per tutti, senza bisogno di grosse competenze tecnologiche per utilizzalo. Cerchiamo di mettere insieme tutto il sistema, creando interfacce intuitive per l’utilizzatore finale”.

Sull’intelligenza artificiale, il settore della viticoltura non mostra segnali di diffidenza. Anzi.

“Viene vista come un valido aiuto – sottolinea Catalano – Più che altro c’è una certa difficoltà nel reperimento di persone che possano fare questo lavoro: la tecnologia non le sostituisce, semmai le accompagna e le facilita. È un settore che tradizionalmente non è molto tecnologico, ma non su tutti gli aspetti: le persone con le quali ci siamo interfacciati ci sono sembrate ben disposte, manifestando anche un certo bisogno di innovazione. Sono molto aperti all’Intelligenza Artificiale nell’ottica di un miglioramento della qualità del prodotto finale, potendo contare su un qualcosa in più rispetto ai competitor”.

“Il progetto – conclude Catalano – è uno dei risultati dell’esperienza positiva rappresentata dal JOiiNT LAB, che riunisce ricercatori, aziende, Confindustria Bergamo, Intellimech, l’Istituto Italiano di Tecnologia, Kilometro Rosso e l’Università degli studi di Bergamo. Lavoriamo tutti nello stesso spazio per trovare soluzioni che poi le aziende possono utilizzare nei modi più congeniali al proprio business. Siamo molti orgogliosi di questo ‘Sistema Bergamo’ che funziona”.