1.1.1. I Droni: robot volanti

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Esistono anche dei micro robot che sono in grado di volare: i droni. I droni sono dei piccoli aerei o elicotteri (controllati o autonomi), che volando possono monitorare suolo, colture e bestiame.

Ne esistono di piccoli, i Robobees (Robot Ape), ma anche di grandi, copie di aerei in miniatura.

L’ape robot è prototipo realizzato da un gruppo di studio dell’Università di Harvard. Il tentativo è di creare un “Autonomous flying honey bee robot” (ape robot volante in modo autonomo), complesso macchinario delle dimensioni di un imenottero. I ricercatori collaborano con alcuni scienziati dell’Università di Sheffield e del Sussex per arrivare ad elaborare un modello di software che sia in grado di simulare l’attività cerebrale dell’ape. In questo modo il robot potrebbe diventare autonomo, prendendo, mentre vola di fiore in fiore, decisioni appropriate relativamente al contesto operativo.

Schema di RoboBees

Il fine ultimo dell’utilizzo del flying honey bee robot dovrebbe essere principalmente quello di garantire l’impollinazione delle coltivazioni e quindi di ovviare al problema contingente della moria di api a causa dell’inquinamento.

I droni volanti di più grandi dimensioni hanno forme più simili a quelli di veri aerei o elicotteri e pesano pochi chili. Sono  oggetti volanti guidati da terra che vengono spesso definiti con l’acronimo di APR (Areomobile a Pilotaggio Remoto).
La prima applicazione dei droni in agricoltura è sicuramente il monitoraggio dei campi. Gli APR possono aiutare a valutare dove i terreni sono più irrigati o malati, oltre a misurare l’altezza e l’estensione di colture e alberi.
I droni possono essere anche impiegati per monitorare animali al pascolo, avvistare eventuali capi scappati o addirittura per monitorare i pesci. Un nuovo sistema in via di definizione, infatti, permetterà di vedere dentro l’acqua e misurare la taglia di un banco di pesci.

Drone agricolo

I droni sono equipaggiati di sensori e videocamere di ultima generazione e sono in grado di fornire informazioni molto dettagliate sullo stato delle colture. Possono essere programmati per eseguire voli e rilievi in completa autonomia, senza il supporto di un pilota a terra essendo forniti di un pilota automatico munito di GPS. La videocamera è collegata al pilota automatico e le informazioni raccolte vengono trasferite a un software a terra che le rielabora e quindi fornisce una mappatura del terreno ispezionato.
I droni possono fornire una visione da qualche metro dal suolo fino ad un massimo di 120 m,forniscono immagini molto più economiche di quelle satellitari e hanno una risoluzione più grande. Inoltre, dato che i droni volano sotto le nuvole, è possibile raccogliere le immagini anche con il cielo coperto.
La visione dall’alto fornita dai droni permette di avere simultaneamente tre tipi diversi di visione:

  • mappature che evidenziano problematiche collegate all’irrigazione, variazioni sulla tipologia di suolo e la presenza di infestanti o funghi;
  • immagini multi spettrali, presi nello spettro visibile e infrarosso, che forniscono informazioni sullo stato delle coltivazioni compreso un eventuale stato di stress della pianta;
  • animazioni create in base alle riprese fatte a distanza di ore o giorni, a seconda della possibilità, che consentono una migliore gestione della coltura.

I droni in agricoltura permettono di ottimizzare l’impiego di risorse quali acqua e suolo, e fornire fertilizzanti e pesticidi solo dove e quando necessario.
Esistono droni agricoli per ogni di tipo di coltura e per tutte le aziende agricole. Attualmente funzionano meglio per le culture erbacee rispetto a quelle arboree.
Il drone è un ottimo alleato nella lotta agli infestanti. 

 

Esempio di quadricottero unmanned

 

Nelle culture del mais nel mantovano i coltivatori hanno usato un quadricottero unmanned per spargere con precisione capsule con ovature di imenottero, un parassita che si nutre delle uova della piralide, altro parassita che affligge gravemente queste colture. L’operazione è stata rapida e micro-invasiva per l’ambiente e senza problematiche legate alle condizioni meteo.

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1.1. I robot agricoli

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I robot agricoli, detti anche Agbots o Farm Bots, rappresentano una nuova frontiera della tecnologia. La loro forma e dimensione dipende dallo scopo per cui vengono create. Qui di seguito ne citiamo alcune tra le più innovative.

Robot per il monitoraggio del terreno

Il progetto Plantoid coordinato dall’Istituto Italiano di Tecnologia di Pontedera vuole realizzare un prototipo di robot che imiti gli apparati radicali. Grazie a questo nuovo robot sarà possibile creare un network di protesi rizosimili la cui capacità di esplorazione del terreno si avvicini a quella delle comuni radici.

"Progetto  Plantoid". Sperimentazione

Un appropriato set di sensori consentirebbe alrobot di orientarsi e valutare le caratteristiche chimiche e gli stimoli dell’ambiente edafico.
Questo robot radicale potrebbe essere impiegato anche per:

  • il monitoraggio del terreno;
  • l’ottimizzazione delle operazioni di fertilizzazione o irrigazione;
  • lo studio della rizosfera. 

"Progetto  Plantoid". Sperimentazione

Robot per la semina

Gli Swarm Farm Bots sono piccolissimi robot (swarm significa sciame) in grado di muoversi autonomamente sul piano e possono collaborare fra loro. Vengono impiegati per effettuare operazioni colturali che richiedono precisione e massima dislocabilità.

Robot “Prospero” realizzato dalla Dorhout R&D

Uno di questi robottini è stato realizzato dalla Dorhout R&D, una Company high tech che opera nel campo dell’intelligenza artificiale. Il robot si chiama Prospero. Prospero è un Autonomous Micro Planter-AMP (micro piantatrice autonoma), in grado di operare in grandi numeri, per effettuare la semina, la cura e la raccolta di una coltivazione in pieno campo o in ambiente confinato. Per adesso Prospero semina soltanto, ma è molto preciso: trivella il suolo, lo fertilizza e vi inserisce dei semi. Insomma, un lavoro accurato che può essere effettuato in file ma anche seguendo una tracciato bidimensionale a piacere.

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4.1. Caso pratico

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In Olanda i piccoli produttori di energia, in genere aziende agricole che sul terreno hanno una fonte energetica rinnovabile (pala eolica, pannello solare, impianto per il trattamento della biomassa o per il recupero dell’energia idraulica) possono vendere con profitto la produzione in eccesso. A comprare sono direttamente i consumatori desiderosi di acquistare energia pulita a prezzi competitivi.

Questo scambio è possibile grazie ad una start up, Vandebron, attiva dal 2013.
Vandebron fa da collegamento tra produttori e consumatori attraverso una piattaforma web e si sostiene mediante il piccolo canone mensile che versano gli abbonati (consumatori).
I produttori che si iscrivono sono in genere agricoltori che nel loro terreno hanno una fonte di energia che produce più di quanto l’azienda ne consumi, come nel caso di Bernard e Karin Kadijk la cui pala eolica è in grado di rifornire altre 600 famiglie della zona.
Altri agricoltori producono un surplus energetico sfruttando il vento, il sole, l’acqua o la biomassa.

L’energia prodotta può essere commercializzata sotto forma di elettricità che direttamente venduta dal produttore al consumatore. Ciascun produttore stabilisce il proprio prezzo e la durata del contratto.

Fonte: Ecologiae.it

Vandebron funziona semplicemente da contatto amministrativo e non percepisce percentuali sulla vendita ma solo una canone mensile di 5€. Le voci all’interno della bolletta per il consumatore olandese non variano: consumo (va al produttore), canone mensile (va a Vandebron) e contributo per la manutenzione della rete di distribuzione (va al distributore nazionale di elettricità). In questo modo al produttore arriva il 100% dell’importo relativo al consumo energetico.
Il funzionamento dello scambio è molto semplice ed è più che altro di tipo amministrativo – finanziario. Infatti, non si crea nessun nuovo collegamento diretto tra il produttore e il consumatore, bensì si sfrutta la rete già esistente. Il produttore immette nella rete l’energia richiesta dal consumatore, il quale riceverà la sua energia direttamente dalla rete di distribuzione nazionale. In questo modo si tutela anche il consumatore stesso in quanto ha garanzia di continuità e stabilità del servizio.
Sia i produttori che i consumatori possono iscriversi mediante il sito web. Attualmente sul sito sono presenti 12 produttori che riforniscono circa 20.000 famiglie.