Lo scorso 11 Aprile, presso la Sala Stampa del Comune di Acireale, si è svolto il primo dei quattro eventi focalizzati al Laboratorio per l’Agricoltura 4.0. Un’iniziativa nata grazie alla regia del Gal Terre di Aci per un incontro, introdotto dal sindaco di Acireale e presidente del GAL, Roberto Barbagallo, che ha visto la presenza di Aurora Ursino, presidente dell’Ordine dei Dottori Agronomi e dei Dottori Forestali della provincia catanese. A moderare l’evento Silvia Di Silvestro, responsabile della sede di Acireale del CREA. Per entrambe le formazioni associative, l’utilizzo di uno strumento che possa controllare l’agricoltura è fondamentale.
La cosiddetta agricoltura 4.0 è infatti uno degli obiettivi aziendali dell’Agenda 2030, in un mondo in cui l’innovazione tecnologica e le azienda collaborando, creano questo nuovo modus per l’agricoltura, cercando soluzioni utili per il risparmio non solo economico ma soprattutto di risorse. Per l’occasione erano presenti Alessio Bucaioni, CEO di West Trade ed Alessio Patanè, IA specialist.
Acireale/ Il sindaco Barbagallo presenta il progetto Agricoltura 4.0
“Si tratta di un incontro che il GAL ha voluto realizzare all’interno di un mese dedicato all’ambiente e alla biodiversità” – afferma Barbagallo. – “GAL che attraverso il Living Lab sta cercando di individuare alcune innovazioni che possano essere utili. In questo caso, per la tematica ambientale, sta collaborando con alcune aziende, tra cui Wes Trade. Quest’ultima ha sede a Malta, ed è una realtà con la quale il GAL ha già collaborato nell’ambito del progetto MEN Italia-Malta. Il modello innovativo di cui parleremo oggi è importante: la crisi idrica che l’Italia sta vivendo è chiara a tutti, in particolare in Sicilia.
Il metodo proposto non si ferma alla produzione ma si spinge alla concretezza casalinga, infatti, capita spesso di innaffiare una pianta senza cognizione di causa. Invece, tramite questo modello innovativo, la consapevolezza sarà una chiave di lettura importante. Infatti, saremo in grado di comprendere lo stato della pianta, che verrà innaffiata nei momenti opportuni. Ritengo sia un modello innovativo applicabile in un campo sperimentale di erbe aromatiche, in un immobile qui in Acireale, nel mese di Maggio”.
Le parole di Alessio Bucaioni
“West Trade, società maltese che lo scorso anno ha aperto una sede anche a Catania, è molto attiva nel campo dell’IA applicata a diversi settori, tra cui l’agricoltura. La collaborazione con il GAL Terre di Aci nasce dal Living Lab. Utilizzare quest’ultimo per approfondire delle tematiche con i principali attori è importante per fare sperimentazioni sulle tecnologie all’avanguardia”.
L’obiettivo del workshop, per Bucaioni, è dare una descrizione di un’agricoltura guidata dai dati, quindi approfondimenti circa tematiche che non sempre vengono intese nell’accezione corretta. Spesso, infatti, non si riesce né a comprenderne il valore né la loro funzione: ovvero come queste tecnologie siano utilizzate dai sistemi innovativi a supporto dell’agricoltura.
“Uno dei fraintendimenti più grandi, spesso, è considerare l’intelligenza artificiale come qualcosa che misura solo dei dati. Non si tratta di questo, la sensoristica così come immagini satellitari prese dai droni, fanno da base alle informazioni che verranno elaborate dai sistemi e dagli algoritmi della IA. Fare chiarezza è fondamentale! Questo perché l’errore a cui si incorre è pensare che utilizzando sensori o utilizzando droni, si possano immediatamente ricavare dati. E’ comunque importante applicare all’agricoltura quello strato di elaborazione del dato, compiuto dall’IA. Questa logica di dati, è possibile applicarla grazie ad algoritmi che successivamente elaborano l’informazione”.
Le parole del CEO di West Trade trovano conferma, nel corso del Workshop, nell’applicazione pratica implementata dall’azienda. Si tratta di un’applicazione già consolidata, premiata anche dalla FAO come una delle migliori applicazioni del 2023. Già peraltro operativa in alcuni stati come Malta, Grecia e Turchia.
Acireale / Comprendere le sfide dell’Agricoltura 4.0
“L’intelligenza artificiale è una disciplina che studia come realizzare sistemi informatici in grado di simulare il pensiero umano. L’IA si divide in sotto aree: una di queste è il Machine Learning. Quest’ultimo è cercare di utilizzare queste informazioni che si occupino di creare sistemi che apprendono o migliorano le performance in base ai dati che utilizzano”.
L’applicazione però – continua Alessio Bucaioni – è un sotto insieme del ML ed è il Deep learning. Con questo termine si intende un insieme di tecniche basate su reti neurali artificiali organizzate in diversi strati, dove ogni strato calcola i valori per quello successivo affinché l’informazione venga elaborata in maniera sempre più completa. Questo modello si basa su informazioni non etichettate bensì su immagini e testi. Infatti, proprio da queste ultime, si potrà monitorare la salute o le malattie di una pianta. Si tratta di applicazioni vaste, sia ovviamente per la riduzione dell’acqua nelle fasi irrigazioni, utilizzando il Deep Learning, sia facendo comprendere agli agricoltori le quantità d’acqua necessarie per monitorare costi di produzione e gestione. Ma perché bisogna farsi guidare dai dati in agricoltura?
“Le motivazioni sono diverse, in primis il cambiamento climatico, la scarsità d’acqua ma anche la democratizzazione dell’innovazione. Nel tempo, infatti, la tecnologia diventa ancora più in miniatura e performante, accessibile a tutti. Circa il cambiamento climatico, molto spesso la qualità del raccolto ne risente ed anche il rischio delle malattie. Inoltre, il problema della scarsità dell’acqua, in Europa, minaccia la sicurezza alimentare e la salute dei cittadini. Si tratta, dunque, di una sfida globale allarmante, cercando di ottimizzare a livello globale la risorsa”.
Acireale / Accessibilità e democratizzazione dell’Agricoltura 4.0
Grazie alle caratteristiche dei new media, la digitalizzazione è stata possibile anche grazie alla miniaturizzazione, cioè dire ad una costante riduzione delle dimensioni di calcolatori elettrici. Ad oggi, infatti, nei dispositivi come gli smartphone, grazie ad un altro elemento della digitalizzazione, la compressione, è possibile sviluppare applicazioni di IA. Ma la IA non si ferma qui! Sussiste, infatti, anche la robotica e l’automatizzazione, per ottimizzare alcune fasi. Infatti, l’agricoltore moderno dovrebbe tradursi in una persona che consideri queste informazioni utili per il proprio lavoro, come agronomi e professionisti del settore.
“L’idea è di elaborare artificialmente qualcosa che somigli al cervello umano, identificando le reti neurali come delle pile di dati di nodi, dove quest’ultimi rappresentano neuroni artificiali. Questa struttura parte da un input e attraversa una rete per ottenere un output, quindi un risultato. Spesso, nel caso della IA, è un risultato sulla predizione di un valore o predizione di un evento. Infatti, presenterò due modelli di IA che due valenze con caratteristiche complementari.
Sto parlando della memoria a lungo termine. Un’architettura di rete neurale ricorrente specializzata progettata per elaborare dati sequenziali. Ad esempio, fare una predizione dell’umidità del sole in più giorni. L’altro modello è quello della regressione lineare multipla:una tecnica di modellazione statistica utilizzata per analizzare la relazione tra una variabile dipendente e due o più variabili indipendenti. A differenza della prima, questa funziona maggiormente sul corto raggio, quindi a livello giornaliero, ponendo lo scorso esempio. Utilizzando entrambe queste tecniche, chiaramente, il panorama agricolo ne beneficerà”.
La soluzione: l’app Irrigoptimal
Si tratta di una soluzione integrata (Software&Hardware) composta da sensori a terra, servizi meteorologici, software centralizzato in grado non solo di anticipare e rilevare malattie e parassiti ma anche prevedere l’irrigazione ottimale, supportare in maniera preventiva gli agricoltori. Sono dei sistemi complicati, con moltissime informazioni da elaborare. Ma ci pensa il sistema, fornendo dei dati di sintesi. Chiaramente, la sensoristica svolge un ruolo fondamentale, come una stazione meteorologica. Lo stesso discorso vale per i datalogger, strumenti in grado di misurare l’umidità del suolo.
Inoltre, queste moderne tecnologie consentono anche delle pest trap: trappole elettrice dotate di telecamere. Questo, chiaramente, è un indicatore importante, perché consente un monitoraggio efficace per prevenire le malattie. Dunque uno strumento importante perché monitora il raccolto, offre piani di irrigazione, previene malattie e parassiti e opera un controllo automizzato dell’informazione. Di conseguenza si è pensato anche ad un app mobile, semplice ed intuitiva, che raccoglie solo le informazioni necessarie. E’ stata realizzata inoltre anche un’applicazione web, ben più complessa, fondamentale per monitorare e valutare report, fornendo sintesi di dati aggregati.
Acireale / L’intervento dell’IA specialist Alessio Patanè sull’Agricoltura 4.0
“Focalizziamo l’attenzione sulle malattie. La prima modalità è focalizzata sul miglioramento delle malattie tramite la visione dell’immagine, la seconda si basa sull’intelligenza dell’ e-learning che riesce a riconoscere e dunque rilevare classificare la malattia. Entrambi questi modelli si basano sull’architettura YOLO (You Only Look Once) che è un modello di computer vision per il rilevamento degli oggetti. Il modello è stato addestrato su un dataset specifico contenente immagini di colture sane e infette con diverse malattie e suddiviso per ciascuna classe di malattia e classe sana. E’ presente uno script per monitorare le malattie e per inviare messaggi di avviso nel caso in cui vi siano condizioni ottimali per l’epidemia utilizzando le condizioni meteorologiche. Il modello in questione può supportare alcune malattie dell’uva, dell’arancia, dell’ulivo e del melo.
Il controllo tempestivo dei parassiti è fondamentale per prevenire danni alle colture. Attraverso il monitoraggio e la conoscenza della fenologia degli insetti è possibile ottimizzare l’uso degli insetticidi, a beneficio dell’ambiente e della salute umana. Il monitoraggio degli insetti, la conoscenza della storia dei parassiti e le ispezioni regolari sono essenziali per un campo sano e produttivo. Aggiungo che le moderne tecnologie, come le trappole elettroniche dotate di telecamera, consentono un monitoraggio efficace e aiutano anche a prevedere le malattie trasmesse dai parassiti”.
Conclusioni e percorso del Living Lab per un’agricoltura 4.0
Si tratta di un metodo sicuramente utile per ottimizzare e risparmiare l’uso di acqua, bene primario spesso sprecato, con un miglioramento tangibile sia nella produttività agricola che nella gestione dei costi. Inoltre, tra i punti di forza, spicca l’aumento della competitività del mercato e un miglior controllo dei campi e dello stato di salute delle colture. Il prossimo evento, nell’ambito del ciclo comunicato secondo programma dal GAL Terre di Aci, è previsto per il 18 aprile alle 18 nei locali del Living Lab di Via San Giovanni Nepomuceno 8, nel cuore di Acireale. Approfondirà l’utilizzo pratico dell’app IRRIGOPTIMAL® per una gestione intelligente delle colture, con particolare focus sul modulo di predizione dell’irrigazione per ottimizzare il consumo d’acqua.
Una terza sessione, prevista il 24 Aprile alle 18, avrà luogo negli stessi locali del Living Lab Terre di Aci. Intitolata “Progetto Agricoltura 4.0 nelle scuole: Istruzione e Innovazione per il Futuro”, porterà lo studio dell’AI nella scuola secondaria di primo grado, tra orientamento e formazione per il futuro. Si tratta di un incontro sull’Intelligenza Artificiale nella formazione scolastica per il settore agricolo, atto a preparare gli studenti alle scelte future.
La quarta sessione, prevista il 9 maggio tra le aiuole del convento ubicato nel vicolo dei padri filippini 15, sarà infine dedicata all’installazione di due istanze di IRRIGOPTIMAL® per il Comune di Acireale. Costituirà un esempio di monitoraggio di aree verdi urbane e consisterà nella condivisione di un caso pratico sull’applicazione dell’Intelligenza Artificiale nella gestione dei giardini e delle aree verdi, così da offrire suggerimenti e strategie all’istituzione pubblica. Gli incontri ideati dal Living Lab e legati al tema riprenderanno poi a settembre con un ciclo di altri incontri previsti.
Giorgia Fichera
