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Robotica protagonista anche in agricoltura

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La robotica è entrata di prepotenza nell’agricoltura ed esistono robot capaci di svolgere autonomamente diverse mansioni. Di fatto la robotica risponde all’esigenza di risparmiare costi di manodopera  per poter mantenere quello del prodotto dentro determinati parametri. Inoltre, i robot sono spesso molto versatili e  in grado di svolgere le mansioni oltre che raccogliere dati e informazioni utili a supporto delle decisioni future.

Al 13° Congresso Internazionale sulla Robotica, IAS 13 – Intelligent Autonomous Systems, tenutosi a Padova dal 15 al 19 di luglio 2014, hanno partecipato diversi  centri di ricerca e aziende sia per far conoscere i risultati delle loro ricerche sia per avere un feedback dagli operatori di settore.

Alcuni progettisti presenti si sono limitati ad illustrare la parte informatica e le innovazioni ottenute in campo dall’intelligenza artificiale, senza portare reali applicazioni. Attualmente, molti dei risultati presentati possono essere applicati a diverse esigenze ed è solo con il feedback da parte degli operatori del settore che è possibile ottimizzare e delineare con precisione il prodotto finale.

Un valido esempio è dato dal progetto portato avanti da ricercatori spagnoli (Università di Zaragoza) e inglesi (Università di Lincoln). Di recente era stato messo a punto un robot in grado di controllare la deriva durante trattamenti con nebulizzazione del prodotto in agricoltura, ma che ha dimostrato dei limiti in quanto il terreno agrario non è liscio ed uniforme. La nuova applicazione presentata in questa conferenza invece tiene conto anche di questo fattore e quindi è in grado di aggiustare il getto anche in funzione del tipo di terreno.
Per ottenere questo risultato i ricercatori hanno integrato il metodo precedente con informazioni provenienti da mappe 3D del suolo. Una volta sul terreno le informazioni vengono rielaborate e adattate alla esatta localizzazione.

La parte di interesse specifico per l’agricoltura si è concentrata nella giornata di venerdì 19, dove esponenti di diverse nazioni hanno illustrato alla platea le proprie innovazioni nel settore.

I ricercatori dell’Università di Padova hanno presentato un sistema per la ricarica in autonomia della batteria di robot agricoli elettrici. Il sistema è composto da una stazione di ricarica wireless ad alta potenza (può caricare fino a 4 kW) e da un supporto indipendente fornito di telecamera e di cercatore a raggi laser. La ricarica avviene senza l’impiego di cavi, è sufficiente che le due spirali (la prima posta sul robot e l’altra al supporto) siano allineate. Migliore è l’allineamento, più veloce ed efficace è la ricarica.

I ricercatori della UNSW Australia (School of Mechanical and Manufacturing Engineering) hanno presentato un nuovo modello per il monitoraggio e la previsione della resa dei vigneti. Questo sistema di navigazione si può applicare su robot che si muovono sul terreno e non ha bisogno di un sistema GPS di alta precisione.

Ricercatori tedeschi (Università di Hannover e Bosch) hanno presentato un robot per il controllo visivo dello stelo della pianta. Questo permette una mappatura del terreno molto precisa e necessaria in un’ottica di agricoltura di precisione specie per piante piccole. Gli esperimenti presentati sono stati svolti su piantine di carote.

Ricercatori austriaci (Università Tecnologica di Vienna) hanno presentato una sistema di identificazione ad infrarossi in grado di identificare la posizione e il tipo di pianta e ne individua i bisogni grazie ad una elaborazione dei dati raccolti mediante un’integrazione con i dati di tipo probabilistico presenti nella memoria del robot.

Maggiori dettagli e informazioni sui progetti presentati sono visibili nei pdf allegati.

Per saperne di più:
IAS 13
Atti Convegno IAS 13
University of Lincoln

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Interventi ecocompatilbili contro la mosca della frutta

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La mosca della frutta causa danni ingenti all’agricoltura, infatti può infestare oltre 300 tipi diversi di colture, spaziando dai frutti coltivati, selvatici o con gheriglio, agli ortaggi. 

Il mese scorso i ricercatori dell’Università di East Anglia (Norwick – UK) in collaborazione con Oxitec (Oxford – UK) hanno pubblicato sul Journal Proceedings of the Royal Society B la loro ricerca per il controllo di tale mosca.  Il metodo, da loro pensato e realizzato, si è dimostrato economico, efficace e rispettoso dell’ambiente. Infatti il rilascio di maschi geneticamente modificati ha portato a una rapida diminuzione della popolazione effettiva, con conseguente immediato beneficio delle colture.

Attualmente il controllo si effettua in uno o più dei modi seguenti:              

  • trattamenti con pesticidi, in genere una miscela;
  • posizionamento di trappole;
  • metodi di controllo biologico;
  • rilascio di insetti sterilizzati (metodo SIT – Sterile Insect Tecnique).

Secondo i dati riportati dall’Università di East Anglia, tra tutte le tecniche attualmente impiegate per il controllo di questo parassita, il SIT è considerato quello più rispettoso dell’ambiente in quanto usa maschi sterili per rendere improduttivo l’accoppiamento tra maschi e femmine in natura.
L’aspetto negativo è che in natura questi maschi modificati non riescono ad accoppiarsi bene come in ambiente protetto, in quanto le radiazioni impiegate per sterilizzarli li rendono più deboli.
Un’alternativa al SIT potrebbe essere una modificazione genetica della mosca in modo che questa sia in grado di generare solo figli maschi. Ed è proprio questa la strada intrapresa dai ricercatori di Oxitec e della East Anglia University, che nel corso della loro ricerca sono riusciti a selezionare mosche maschio non sterili ma geneticamente modificate in grado di generare soltanto maschi. Negli esperimenti effettuati, i ricercatori hanno potuto effettivamente notare un rapido e sostanziale decremento della popolazione femminile che ha portato a una diminuzione della popolazione totale.
Essendo stati geneticamente modificati, i maschi non devono sottostare ad ulteriori trattamenti, ivi compreso quello di sterilizzazione, e quindi sono più sani e robusti di quelli tradizionalmente impiegati nella tecnica SIT.

La sperimentazione è avvenuta in ambiente protetto, in particolare all’interno di una grande serra situata a Creta di proprietà dell’Università di Creta (Grecia). L’ambiente ricreato era il più simile possibile ad una ambiente naturale, e qui sono state effettuate le misurazioni per controllare l’effettiva efficacia del metodo.
In questo sistema chiuso si è potuto notare una drastica diminuzione dopo l’immissione della mosca modificata. I risultati ottenuti lasciano intravvedere interessanti sviluppi per la tecnica di controllo della mosca della frutta, anche perché la tecnica si dimostra economica, efficace e compatibile con l’ambiente.

La modificazione genetica avviene inserendo un gene specificatamente femminile all’interno dell’insetto. Questo gene interrompe lo sviluppo prima che la femmina raggiunga lo stadio riproduttivo. La creazione di mosche geneticamente modificate di solo sesso maschile avviene in ambiente controllato in cui è presente una dieta mancante del repressore chimico necessario alle femmine per sopravvivere. I maschi sopravvissuti vengono così rilasciati nell’ambiente. Al momento dell’accoppiamento, il maschio modificato geneticamente passa naturalmente il gene per l’autolimitazione delle femmine alla propria progenie, impedendo quindi la crescita di esemplari femminili.

Il metodo è in attesa dei permessi necessari per essere testato in campo aperto.

Per saperne di più:
Journal Proceedings of the Royal Society B
University of East Anglia

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Nuove varietà di vite resistenti a malattie

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La Fondazione Edmund Mach  è al lavoro da 16 anni per  selezionare varietà di vite che siano resistenti alle principali patologie, quindi  idonee a una agricoltura sostenibile e/o biologica e, al tempo stesso, forniscano uve adatte ad una produzione vinicola di qualità.

La strategia seguita dalla Fondazione per raggiungere tali obiettivi è quella del miglioramento genetico delle cultivar stesse. L’impiego di varietà resistenti alle principali patologie comporta un impiego minore di fitofarmaci durante la coltivazione con conseguente miglioramento dell’impatto ambientale della coltivazione, ma anche una riduzione dei residui di prodotti chimici nelle uve. Quest’ultimo aspetto assume un particolare rilievo in quanto il concetto di qualità oggi tiene sempre più conto anche della salubrità dello stesso prodotto agricolo.
Cultivar di questo tipo possono trovare impiego immediato in vitigni situati in zone “sensibili”, ovvero posti in prossimità di abitazioni, scuole e altri luoghi di aggregazione, o “difficili”, ovvero in aree poco o per niente meccanizzabili che necessitano di interventi a mano o in condizioni di rischio per l’operatore (vigneti in pendenza).

In questi ultimissimi mesi la Fondazione E. Mach ha presentato nuove varietà di vite resistenti a oidio e peronospora, nonché le microvinificazioni ottenute da nuove 4 varietà di vite resistenti alla botrite.

Per l’ottenimento di varietà resistenti a oidio e peronospora, i ricercatori della Fondazione E. Mach hanno studiato dapprima le cultivar di vite resistenti a queste patologie, anche se non idonee alla vinificazione, e quindi le caratteristiche dei vitigni tipici del trentino sia di ambiente di fondovalle come di media o alta collina.
Quindi, i ricercatori hanno proceduto a selezionare un certo numero di varietà tramite incroci e miglioramenti genetici ottenibili tramite una selezione clonale di varietà standard e resistenti.
Nel 2013 sono state impiantate le prime 12 varietà in via sperimentale sui terreni della Fondazione. Si parla di:

  • Solaris, Aromera, Sauvignon gris, Muscaris, Helios e Bronner a bacca bianca;
  • Cabernet Carbon, Cabernet cortis, Cabernet Cantor, Prior,Vinera, Monarch e Cabino a bacca rossa.

Nel corso del 2014, sempre in via sperimentale, si sono aggiunte altre varietà tra cui le cultivar Regent e Johanniter.

Le varietà ottenute da queste sperimentazioni sono da considerarsi nuove a tutti gli effetti e come tali devono sottostare alla procedura di iscrizione al registro nazionale primi di poter essere commercializzate.
Sei delle varietà sopra citate hanno completato la procedura di registrazione e sono state inserite nel registro nazionale. Queste cultivar sono:

Solaris
Come costituzione la varietà Solaris risale all’anno 1975. Si tratta di un incrocio Merzling x (Saperavi Severinyi x Muscat Ottonel). Matura alquanto precocemente e le sue uve a bacca bianca presentano di norma un elevato grado zuccherino. Il vino ha un bouquet fruttato che ricorda a volte l’ananas o le nocciole; al gusto presenta una buona struttura, armonico e alcolico.

Johanniter
E’ una varietà bianca costituita nel 1968 da Johannes Zimmerman presso l’Istituto Statale di viticoltura di Freiburg. Si tratta di un incrocio tra Riesling * [Seyve-Villard 12.481* (Ruländer*Gutedel)].
Il vino ha una delicata nota fruttata, è caratterizzato da una sensazione di pompelmo, mentre il bouquet è intenso e piacevole. Al gusto è armonico, piuttosto vellutato e pieno.

Helios
La varietà Helios è ottenuta dall’incrocio Merzling x Fr. 986-60. Questa varietà a bacca bianca è mediamente precoce, presenta un grappolo di medio-grandi dimensioni e una equilibrata vigoria. Il vino ottenuto presenta note fruttate, al gusto struttura di medio corpo.

Prior
La varietà a bacca rossa Prior (Fr 484-87) è il risultato dell’incrocio (Joan Seyve 234-16 X Bl. Spätburgunder) X (Merzling X (Saperavi severnyi X St. Laurent)). È  una varietà a maturazione medio tardiva e molto produttiva. Il vino si presenta con note floreali-fruttate, di media struttura, consigliato per un consumo d’annata.

Cabernet carbon
Varietà a bacca rossa ottenuta dall’incrocio di Bronner x Cabernet Sauvignon. L’epoca di maturazione è medio-tardiva, e i vini presentano note speziate-balsamiche con una buona struttura e un buon estratto.

Cabernet Cortis
Varietà a bacca rossa ottenuta dall’incrocio di Solaris x Cabernet Sauvignon. Epoca di maturazione precoce, i vini presentano note fruttate molto intense, un buon corpo ed elegante struttura. Varietà adatta per produrre vini di buon livello qualitativo.

Inoltre, a luglio sono state presentate le microvinificazioni ottenute dalle quattro varietà resistenti alla botrite opportunamente selezionate dai ricercatori Fondazione.
Queste varietà sono altamente qualificate, resistenti ed ecologicamente compatibili. Le cultivar sono state ottenute tramite attività di miglioramento genetico tradizionale e sono state chiamate: Iasma Eco 1, Iasma Eco 2, Iasma Eco 3 e Iasma Eco 4.

Maggiori dettagli nel pdf allegato.

Per saperne di più:
Fondazione Edmund Mach