Nuovo sistema per il monitoraggio del suolo

Una serie di interviste dedicate all’innovazione tecnologica e al pensiero progettuale: esploriamo le storie dietro invenzioni e soluzioni che rispondono a sfide reali. Un’occasione per approfondire processi creativi, approcci metodologici e impatti concreti sul mercato e sulla società.

Autrice di questa intervista è Francesca Montuschi, del Settore della comunicazione e informazione del dipartimento.

La innovazione guidata dai brevetti sta emergendo con forza trainante per un futuro più sostenibile; l’organizzazione mondiale per la Proprietà Intellettuale (WIPO) ha più volte sottolineato l’importanza delle tecnologie per soddisfare l’efficientamento delle risorse su scala mondiale.

Il brevetto green, depositato dal gruppo di ricerca composto da Matteo Golfarelli, Matteo Francia, Joseph Giovanelli (del DISI) e da Moreno Toselli, Elena Baldi, Maurizio Quartieri (del Distal), in particolare, fa riferimento alle “Environmentally Sound Technologies” (ESTs), ovvero all’insieme di tecniche e tecnologie in grado di ridurre i danni ambientali. In questo contesto possono essere segnalate, ad esempio, tecniche come l'agricoltura biologica, l'irrigazione intelligente e l'uso di fertilizzanti organici che riducono l'impatto ambientale dell'agricoltura.

Parliamo di irrigazione di precisione grazie alla IA. Cosa contraddistingue la vostra invenzione da altre simili?

La differenza principale sta nel fatto che noi utilizziamo una matrice di sensori 2D e 3D. In questo modo otteniamo una immagine di quello che succede nel terreno e non in un solo punto, ma in un piano ortogonale alla linea della pianta. Questo si rivela molto efficace per sistemi di frutteti, in cui da un lato è molto difficile capire dall'alto, quindi con satelliti o droni, qual è lo stato di umidità del terreno, ma soprattutto perché gli impianti di irrigazione sono caratterizzati da linee normalmente appoggiate lungo le piante.

Quindi riuscite a tracciare anche l'andamento dell'umidità del suolo.

Sia nel tempo e anche nello spazio, man mano che mi allontano dalla radice e dalla linea di irrigazione.

Alla base sono state necessarie anche conoscenze agronome, da cui discende che il risultato della vostra ricerca è frutto dell’approccio di valore dato dalla collaborazione multidisciplinare, che permette di migliorare la qualità di studi e la soluzione di problemi.

Sì esattamente. Per esempio, per alcune piante è efficace agire con operazioni di stress controllato, dal punto di vista dell'umidità del terreno. Nella fase in cui sta crescendo il germoglio, posso scegliere di ridurne il numero, per massimizzare la qualità dei frutti. Allo stesso modo, un kiwi gonfio d'acqua  non corrisponde a un frutto di qualità, perché poi non sarà in grado di sopportare le celle frigorifere. Noi ingegneri informatici basiamo in genere i nostri studi su mondi chiusi, regolati da protocolli che abbiamo organizzato e isolato; interagendo con le "life sciences" l’approccio alla nostra ricerca ha tenuto conto anche di molte variabili esogene, e dell’importanza dei dati empirici.

Un corollario: l'innovazione deve essere robusta e semplice.

Semplice perché poi la dobbiamo applicare dove la cultura del digitale non è così diffusa, quindi deve essere di facile utilizzo.  Robusta, perché meglio un buon risultato in tutti i contesti, di un ottimo risultato tarato perfettamente su un solo specifico terreno.

Il vostro brevetto è in fase TRL (Technology Readiness Level) 9, ovvero è completamente dimostrato in ambiente operativo reale. Questo livello rappresenta la massima maturità tecnologica, il punto in cui la tecnologia è pronta per entrare sul mercato.

Si, la tecnologia è stata sperimentata in un campo di Kiwi giallo a Brisighella, in un periodo di tempo tra giugno e ottobre, e ha permesso di risparmiare il 41 per cento di acqua e soprattutto di raggiungere un indice di materia secca più alto: si tratta di un parametro importante per valutare la qualità e la conservabilità del frutto. È un indicatore del contenuto di solidi non acquosi nel frutto.

Nei cambiamenti tecnologici è fondamentale il ruolo ponte dei cosiddetti mediatori all’innovazione.

Certo, assolutamente.  In generale in agricoltura si fanno aggiornamenti e corsi di precision farming, ma è carente la figura di un manager agricolo che sia in grado di diffondere la trasformazione digitale, di fare scouting di innovazione, che colga il beneficio differenziale di una nuova tecnologia. 

Appare cruciale un approccio di sistema, per affrontare la complessità dell’irrigazione agricola e garantire un utilizzo sostenibile delle risorse, promuovendo al contempo la produttività e innovazione. Quanto è importante un adeguamento delle infrastrutture?

Quando noi parliamo di asset della trasformazione digitale, quello che faccio sempre notare è che è inutile parlare di intelligenza artificiale, senza aver percorso passi preliminari abilitanti. Allo stesso modo, in campo agricolo, per diffondere sistemi intelligenti e di precisione è fondamentale la presenza per esempio di elettrovalvole, che consentono di aprire e chiudere elettricamente il passaggio dell’acqua, con centraline che permettono di controllare in modo del tutto automatizzato i cicli di irrigazione.