Ecco il robot che elimina le malerbe con un raggio laser

Un robot che sfruttando anche l'intelligenza artificiale riconosce le erbe infestanti e le elimina senza utilizzare agrofarmaci. Questo il risultato raggiunto dopo tre anni di lavoro dal progetto di ricerca Welaser, finanziato dall’Unione europea nell’ambito del programma "Horizon 2020". Una partnership internazionale costituita da centri di ricerca, università, aziende private e organizzazioni di agricoltori di Spagna, Germania, Danimarca, Francia, Polonia, Belgio, Italia e Paesi Bassi. Completata la prima fase dello sviluppo di un prototipo di macchina per eseguire il diserbo di precisione, che consente di avanzare nell’eliminazione dell’uso degli erbicidi, migliorando la produttività e la competitività delle colture ed eliminando in tal modo i rischi per la salute e gli effetti negativi ambientali associati all’uso di sostanze chimiche.

Un raggio laser al posto della chimica

Il prototipo comprende un veicolo autonomo che circola nelle colture ed è dotato di un sistema di rilevamento avanzato basato sull’intelligenza artificiale che, mediante l’acquisizione di immagini e l’elaborazione dei dati, consente di distinguere e localizzare il centro di crescita dell’erba infestante da estirpare. Dopo averla individuata con lo scanner, dirige la sorgente laser in fibra ottica ad alta potenza verso il meristema. Si tratta di un concetto a modulazione rapida che consente di dirigere impulsi di energia precisi per trattare le erbe infestanti in modo altamente efficace. I dati vengono gestiti mediante un’architettura di cloud computing e il sistema include la tecnologia IoT.

Sebbene attualmente il progetto si trovi al termine di questa prima fase di sviluppo, saranno necessari ulteriori interventi per apportare miglioramenti, ad esempio, per ridurre il tempo necessario per lavorare sul campo e per rendere il prototipo più facile da gestire e collegare, riducendo in tal modo i costi di produzione al fine di ottenere un modello commercializzabile.

Tante innovazioni per l'agricoltura

Oltre al prototipo, questo progetto ha portato allo sviluppo di innovazioni con diverse applicazioni. Ad esempio una sorgente laser in fibra ad alta potenza per il controllo di erbe infestanti avventizie eseguito tramite precisi impulsi di energia, con un innovativo concetto di pompa e raffreddamento che riduce al minimo la domanda di energia del laser per il processo di diserbo. Un sistema di alimentazione migliorato per piattaforme robotiche autonome. Un gestore di navigazione intelligente per robot autonomi applicabile all’agricoltura che consenta la navigazione in tutta l’azienda agricola e non solo nei campi coltivati, e integri diverse metodologie di intelligenza artificiale (IA) per identificare diversi tipi di colture, comprese quelle a filari larghi e stretti.

E ancora, un'attrezzatura laser per il controllo delle erbe infestanti basata su IA che consente diverse operazioni per il trattamento individuale di piante di colture di diverso tipo, rispettando allo stesso tempo tutte le norme di sicurezza richieste per lavorare con la tecnologia laser.

«Welaser è stata una perfetta collaborazione tra le principali organizzazioni in ciascuno dei loro campi di lavoro – ha detto il coordinatore del progetto Pablo González de Santos, del Centro di automazione e robotica del Csic – che ha permesso di disporre delle tecnologie e dei progressi più recenti, necessari per lo sviluppo di un progetto così all’avanguardia e necessario».

Dieci partner da tutta Europa

Welaser è il risultato della cooperazione di dieci partner di otto stati membri dell’Unione europea. Per la Spagna, il Centro di Automazione e Robotica (Car), appartenente al Consiglio Superiore per le Ricerche Scientifiche (Csic) e coordinatore del progetto e il Coordinamento delle Organizzazioni di Agricoltori e Allevatori (Coag); per la Germania, la Laser Zentrum Hannover e.V. (Lzh) e la società Futonics laser GmbH (Fut); per la Danimarca, il Dipartimento di Scienze Vegetali e Ambientali dell’Università di Copenaghen (Cph); per la Francia, la società AgreenCulture (Agc); per l’Italia, il Centro Interdipartimentale di Ricerca Industriale Agroalimentare dell’Università di Bologna (Unibo); per la Polonia, l’Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych (Istituto di Ecologia delle aree industriali) (Ietu) di Katowice; per il Belgio, il Dipartimento di economia agricola della Facoltà di Ingegneria delle Bioscienze dell’Università di Gand e, per i Paesi Bassi (Ugent), Van Den Borne Projecten BV, del dipartimento di innovazione dell’azienda agricola Van Den Borne Aardappelen (Vdbp) con sede a Reusel.