VIGNE 4.0: dalla terra alla tavola passando per l’AI

Le crescenti sfide globali per minimizzare l’impatto ambientale e far fronte all’emergenza alimentare hanno portato le tecnologie AI a ricoprire un ruolo sempre più strategico nel settore agroalimentare.

Uno studio pubblicato a marzo 2023 dall’ EPRS (dal titolo Artificial intelligence in the Agri-Food Sector Applications, Risks and Impacts) descrive e dimostra come i dati, raccolti attraverso strumenti IoT e impiegati in modelli e algoritmi di intelligenza artificiale implementati nei processi di controllo automatico e nella robotica, possano essere sfruttati per efficientare il ciclo produttivo agricolo.

Il Centro Nazionale Agritech: innovazione al servizio della terra

L’attenzione per il tema è tale che lo stesso PNRR ha erogato finanziamenti per la fondazione del Centro Nazionale Agritech, proposta dall’ Università di Napoli Federico II con la partecipazione di 51 soggetti tra Università, imprese, enti pubblici e privati. L’obiettivo del centro è proprio quello di sviluppare strategie produttive che soddisfino i vincoli imposti dalle condizioni climatiche e dalle esigenze socioeconomiche delle diverse aree geografiche attraverso l’utilizzo di tecnologie all’avanguardia a favore della digitalizzazione.

Tra i settori agroalimentari, quello vitivinicolo è senza dubbio uno dei più interessanti.

Viticoltura 4.0: il vigneto diventa smart

Grazie allo sviluppo di applicazioni e macchinari agricoli che sfruttano i concetti di Machine Learning e Business Intelligence, è oggi possibile monitorare l’intera filiera vitivinicola: dalla coltivazione alla vendita, fino alla nostra tavola. L’analisi delle enormi quantità di dati ingeriti dalle tecnologie AI offre l’opportunità all’agricoltore di prendere decisioni sempre più mirate, che si traducono in maggior efficienza nella gestione delle vigne e nell’ottimizzazione del processo di vinificazione.

Robot nei vigneti: dal trattamento alla potatura intelligente

Negli ultimi anni sono diversi i progetti sperimentali avviati in Italia nell’ambito delle tecnologie di agricoltura di precisione, con l’obiettivo di applicare il digitale nei vigneti e automatizzare le attività manuali ripetitive, “sporche” e pericolose. Si passa così da macchinari in grado di distribuire fitofarmaci in vigneto in totale autonomia (come il “Rovitis 4.0”, un robot dotato di un software DSS* e una tecnologia LiDAR**) a bracci robotici impiegati nella potatura. Quest’ultimo è il caso del robot Prinbot, nato dal progetto “Vinum” in collaborazione tra l’Università Cattolica di Piacenza e l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) e attualmente in fase di sperimentazione.

L’obiettivo di Prinbot è di sostituire l’agricoltore nella potatura invernale della vite attraverso l’utilizzo del quadrupede idraulico HyQreal (già impiegato come supporto nei soccorsi di emergenza) e di un braccio robotico collegato a una forbice elettrica che esegue la potatura. Il robot è dotato di un sistema basato su reti neurali artificiali, che distingue i diversi organi della vite e identifica i punti di taglio, e di un sistema AI addestrato a riconoscere la potatura più idonea da eseguire.

L’ aspetto davvero interessante è che i dati con cui vengono addestrati questi sistemi di AI sono raccolti in sito attraverso strumenti di sensoristica avanzata e wireless impiantati nel terreno e sulla vite. Ciò permette da un lato di sviluppare le tecnologie di cui sopra e dall’altro di eseguire analisi predittive che consentono di osservare il trend di crescita del vigneto e di intervenire con efficienza e tempestività sui fabbisogni della vite, prevenendone anche malattie dovute all’oidio o altri parassiti.

*Un Decision Support System (DSS) è un sistema software di supporto alle decisioni, che permette di aumentare l’efficacia dell’analisi in quanto fornisce supporto a tutti coloro che devono prendere decisioni

**LIDAR (acronimo dall’inglese Light Detection and Ranging) è uno strumento di telerilevamento che permette di determinare la distanza di un oggetto o di una superficie utilizzando un impulso laser, ma è anche in grado di determinare la concentrazione di specie chimiche nell’atmosfera e nelle distese d’acqua

Prevenzione predittiva: AI contro parassiti e malattie

A tal proposito merita una menzione la fotocamera robotica “BlackBird”, nata all’interno del progetto VisitGen2 dalla collaborazione tra il Professore Cadle-Davidson, impegnato nella creazione di una varietà di vite resistente all’oidio presso la Cornell University di New York, e l’Ingegnere Yu Jiang, ricercatore presso la Cornell CALS e specializzato in ingegneria dei sistemi, analisi dati e intelligenza artificiale. La fotocamera, basata su un sistema AI di reti neurali profonde applicate alle immagini microscopiche delle foglie di vite, permette di identificare le piante colpite dal parassita.

La cantina del futuro: efficienza, qualità e sostenibilità

Anche spostandoci dai vigneti alla cantina, la tecnologia IT non smette di supportare il viticoltore.Dalla selezione delle uve all’etichettatura delle bottiglie, il produttore può contare sul supporto di sistemi AI e applicazioni di analisi dati per garantire un prodotto di qualità e che rispecchi le caratteristiche organolettiche desiderate.

Si cita, ad esempio, la tecnologia sviluppata da Antares Vision Group e Oròbix Life. Attraverso algoritmi di machine learning applicati alle immagini, il sistema analizza le uve che finiscono sul nastro trasportatore identificando i grappoli danneggiati, efficientandone l’esclusione.

Allo stesso tempo, dopo la fase di imbottigliamento, una tecnologia basata sulla spettroscopia laser verifica l’assenza di ossigeno e le pressioni nello spazio di testa della bottiglia, permettendo un intervento tempestivo in caso di malfunzionamenti o danneggiamenti.

Fermentazione sotto controllo: l’AI monitora ogni fase

Interessanti sono anche le applicazioni che trasmettono i dati relativi al monitoraggio del vino in botte e che permettono di controllarne la fermentazione. I dati raccolti vengono poi utilizzati per analisi predittive sul prodotto e valutarne la resa, prima che arrivi alla sua fase finale. In questo modo il produttore è in grado di garantire un vino di qualità promuovendo al contempo efficienza e sostenibilità.

L’enologo 4.0: analisi ovunque, in tempo reale

Non da meno è il significativo contributo al lavoro degli enologi. L’immissione nel mercato di strumenti che permettono loro di eseguire analisi da laboratorio ovunque si trovino e in tempi sempre più brevi hanno favorito il miglioramento del flusso produttivo e una crescente precisione nelle decisioni.

Dati e mercato: l’AI guida anche logistica e vendite

Chiudono il cerchio della filiera i software a supporto della logistica e della vendita. Gli innumerevoli strumenti di Data Warehouse e Business Intelligence sono da sempre fondamentali per il settore vitivinicolo, che da solo vale 31,3 miliardi di euro di fatturato (dato Vinitaly, 2023). L’affinamento delle tecniche di analisi e di predizione basato su dati rilevati dalle vendite e dalle indagini sui consumatori, ha permesso al settore di crescere e diventare un punto di forza per l’economia italiana.

Un archivio di conoscenza: il dato come patrimonio collettivo

La potenza dei Big Data è ormai indubbia, come indubbie sono le potenzialità che si nascondono dietro le tecnologie che rendono il dato informazione. In un settore anziano quanto l’uomo, quale è la viticoltura, dove il passaggio generazionale delle conoscenze del territorio, della pianta, delle tecniche e strumenti di coltivazione era ed è affidato all’intuito e alla preparazione del viticoltore, i dati rappresentano un archivio inesauribile di conoscenza ancestrale: il progresso risiede nell’intuizione e lo sviluppo di strumenti che li rendano funzionali.

AI e Big Data come leve per la crescita del Paese

Viene da sé pensare che i dati, la loro analisi e la loro stessa esistenza rappresentino in questa era un supporto imprescindibile all’evoluzione socioeconomica di un Paese e che l’Intelligenza Artificiale sia lo strumento attraverso cui tale evoluzione prenda forma e diventi realtà.