(AGRICOLTURA 4.0) DATA DRIVEN AGRICULTURE - VITTORIO ROSSI - CETIF
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Vittorio Rossi
Department of sustainable crop
production - DiProVeS
Tel 0523 599253
vittorio.rossi@unicatt.it
Data Driven
Agriculture
(Agricoltura 4.0)
Webinar Agrifood Sandbox 16 febbraio 2021
Gli argomenti ü Il contesto dell’Agricoltura 4.0 ü Le tecnologie ü Le tecnologie e i danni alle colture ü Le prospettive
Gli argomenti ü Il contesto dell’Agricoltura 4.0 ü Le tecnologie ü Le tecnologie e i danni alle colture ü Le prospettive
Il futuro dell’agricoltura: la nuova PAC
conoscenza e
innovazione
reddito sicurezza
equo alimentare
resilienza del ricambio
settore agricolo generazionale
tutela prosperità delle
dell’ambiente aree rurali
azioni per il
clima
http://euroinnovazione.eu/verso-la-riforma-della-politica-agricola-comune-il-sostegno-a-una-agricoltura-intelligente/
Agricoltura 4.0 ? L’agricoltura ha subito, negli ultimi anni, una profonda evoluzione filosofica sotto la spinta di alcuni fattori: - minore impatto sull’ambiente e sulla salute - maggiore attenzione agli aspetti di equità sociale - produzione di cibo sano e sicuro - attenzione ai servizi ecosistemici - cambiamento climatico e globalizzazione All’evoluzione filosofica ha fatto fronte un’evoluzione tecnologica, che ha portato a coniare una babele di «nuove agricolture».
La babele delle «nuove agricolture»
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Agr icolt
La babele delle «nuove agricolture»
Definizione Concetti chiave
Agricoltura di Focus sulla variabilità geospaziale e sulle applicazioni a rateo variabile; più
precisione propriamente: fare la cosa giusta, al momento opportuno, nel posto giusto
(Gebbers and Adamchuk, 2010).
Smart farming Applicazione di tecnologie informatiche per l’ottimizzazione dei processi
agricoli; aver accesso in diretta ai dati sulle condizioni del suolo, delle piante,
del clima, del tempo, delle risorse.
Climate-smart Trasformazione e riorganizzazione delle attività agricole al fine di garantire
agriculture sviluppo e sicurezza alimentare resilienti al cambiamento climatico (FAO).
Agricoltura digitale Prende le tecnologie dell’agricoltura di precisione e le combina con strumenti di
data management, per usare tutte le informazioni disponibili per automatizzare
i processi agricoli.
Agricoltura Integra le attività di campo con l’intera filiera, con scambio di dati e
interconnessa informazioni, anche con approccio block-chain
Agricoltura Approccio integrato ai processi agricoli con focus su aspetti economici,
sostenibile ambientali e sociali
Agricoltura blu Consiste in pratiche agronomiche che permettono una migliore gestione del
suolo attenta non solo alla salute del suolo, ma anche all’aumento della
biodiversità e alla riduzione delle emissioni di CO2.
Agricoltura smart
Applicazione di tecnologie informatiche per l’ottimizzazione dei
processi agricoli; aver accesso in diretta ai dati sulle condizioni del
suolo, delle piante, del clima, del tempo, delle risorse.
Agricoltura 4.0
Tante definizioni per un unico concetto
Impiego di tecnologie moderne per migliorare i processi produttivi e la
gestione delle aziende agricole
Non una rivoluzione … ma un’evoluzione
Gli argomenti ü Il contesto dell’Agricoltura 4.0 ü Le tecnologie ü Le tecnologie e i danni alle colture ü Le prospettive
Tecnologie abilitanti dell’agricoltura 4.0
Evoluzione delle tecnologie abilitanti
computer
piattaforme database
software
cybersecurity
Internet modelli mappe di
e ICT matematici prescrizione
cellulari
1990
2000
GPS robot
guida
satellitare
satelliti
oggi
5G
big data
sensori
droni IA
1995 cloud
computing IoT realtà
aumentataTecnologie abilitanti
Big data 73%
Piattaforme software 57%
Device digitali 49%
Internet of things 41%
Mobilità e geolocalizzazione 39%
Veicoli e attrezzi connessi 21%
Sistemi ICT su cloud 8
www.repubblica.it/economia/rapportiSensori
Proprietà ottiche degli oggetti: riflettanza
Io IR
Capacità
di riflettere parte della IR
R=
luce incidente su una Io
data superficie
o materiale. Rapporto tra intensità
IT del flusso radiante
riflesso e intensità del
flusso radiante
Ogni oggetto, in rapporto alle sue caratteristiche,
incidente.
ha una propria impronta di riflettanza.Sensori
Clorofilla, Struttura cellulare Acqua Cellulosa, lignina, proteine
carotenoidi,
antociani
UV visibile vicino infrarosso medio infrarosso lontano
thermal IR
0.7 0.6 0.5 0.4 μmLa riflessione della luce cambia in rapporto alle caratteristiche della vegetazione.
Sensori
Sensori prossimali Sensori remoti satelliti
da terra
Distanza fra il sensore e l’oggetto
velivoli
droni (UAV)
veicoli montati
autonomi ü risoluzione spaziale
ü intervallo di tempo
Organo Pianta ColturaI sensori forniscono una
fotografia della situazione in
atto, e non di quello che può
accadere.
I sensori sono utili per
aumentare le conoscenze
sullo stato dell’ambiente
colturale.
Foto e analisi di Ivano BaroniIoT
L’Internet delle Cose – in
inglese, Internet of
Things (IoT) - è la rete di
oggetti fisici (cose) che
dispongono
intrinsecamente Wireless Sensor
nodes
della tecnologia sensor
network Gateway
necessaria per node
rilevare e
trasmettere
informazioni sul
proprio stato o
L’IoT è un ecosistema che include:
sull’ambiente
ü le cose/oggetti,
esterno.
ü gli apparati necessari per garantire le
comunicazioni,
ü le applicazioni e i sistemi per l’analisi
dei dati.5G
La sigla 5G (Fifth Generation) indica Il 5G è la soluzione più adatta
la quinta generazione di telefonia mobile. per poter avere ampia copertura,
Ha velocità di trasmissione dati a basso costo è con bassi
elevatissima, un consumo di energia ridotto, consumi di energia, proprio
un tempo di latenza diminuito enormemente come serve all’IoT.
e un’affidabilità senza precedenti.
Il 5G è considerato un “nuovo”
Essendo molto più flessibile rispetto al 4G web perché è l’infrastruttura
nel gestione della banda, potrà gestire sia le candidata a gestire l’IoT.
frequenze più alte, che daranno connessioni
più veloci, sia le frequenze più basse, che
garantiranno la copertura maggiore.
https://openfiber.it/tecnologie/5g/5g/Big data
Raccolta di dati così estesa
in termini di volume,
velocità e varietà da
ü dati meteorologici
richiedere tecnologie e
ü dati del campo
metodi analitici specifici per
ü dati sul raccolto
l'estrazione di valore o
ü dati delle attrezzature
conoscenza.
ü dati dei macchinari
ü dati sul magazzino
Capacità di analizzare e
ü dati operativi
mettere in relazione
ü …
un'enorme mole di dati
eterogenei, strutturati e non
strutturati, allo scopo di
scoprire i legami tra
fenomeni diversi (ad
esempio correlazioni) e
proiettarli su quelli futuri.Realtà aumentata
Arricchimento della percezione
sensoriale umana mediante
informazioni, in genere manipolate e
convogliate elettronicamente, che
non sarebbero percepibili con i
cinque sensi.
Consente di
visualizzare in loco
le informazioni
necessarie per
prendere decisioni
o svolgere azioniLe attività supportate
Mappatura / monitoraggio terreni e coltivazioni 30%
Monitoraggio terreno e ambiente 21%
Monitoraggio macchine e attrezzi 20%
Controllo traffico in campo 17%
Gestione risorse aziendali 16%
Gestione attività aziendali 15%
Fertilizzazione di precisione 14%
Difesa mirata 8%
Irrigazione di precisione 7%
Monitoraggio e gestione raccolto 7%
Gestione e integrazione parco macchine 2%
www.repubblica.it/economia/rapportiGli argomenti ü Il contesto dell’Agricoltura 4.0 ü Le tecnologie ü Le tecnologie e i danni alle colture ü Le prospettive
Stima dei danni alle colture
agente esterno Alterazione elastica
Stress Coltura Strain strutturale e/o
biotico o abiotico plastica
funzionale
grandezze fisiche Misura Danno
o biologiche oggettiva
Condizioni sito-specifiche (specie,
varietà, fenofase, condizioni
edafiche e nutrizionali, ecc.)
Gravità del Meccanismi di danno
Diagrammi Osservazioni
danno
Proximal sensing Perdite Maggiori
produttive costi
In campo
Misure
Da remoto Riduzione
Stime
Remote sensing reddito
droni/satelliti Tabelle/grafici
Algoritmi/modelliStima dei danni alle colture
agente esterno Alterazione elastica
Stress Coltura Strain strutturale e/o
biotico o abiotico plastica
funzionale
grandezze fisiche Misura Danno
o biologiche oggettiva
Condizioni sito-specifiche (specie,
varietà, fenofase, condizioni
edafiche e nutrizionali, ecc.)
Gravità del Meccanismi di danno
Diagrammi Osservazioni
danno
Proximal sensing Perdite Maggiori
produttive costi
In campo
Misure
Da remoto Riduzione
Stime
Remote sensing reddito
droni/satelliti Tabelle/grafici
Algoritmi/modelliStima dei danni alle colture
agente esterno Alterazione elastica
Stress Coltura Strain strutturale e/o
biotico o abiotico plastica
funzionale
grandezze fisiche Misura Danno
o biologiche oggettiva
Condizioni sito-specifiche (specie,
varietà, fenofase, condizioni
edafiche e nutrizionali, ecc.)
Gravità del Meccanismi di danno
Diagrammi Osservazioni
danno
Proximal sensing Perdite Maggiori
produttive costi
In campo
Misure
Da remoto Riduzione
Stime
Remote sensing reddito
droni/satelliti Tabelle/grafici
Algoritmi/modelliGli argomenti ü Il contesto dell’Agricoltura 4.0 ü Le tecnologie ü Le tecnologie e i danni alle colture ü Le prospettive
Le prospettive 1. Danni da avversità atmosferiche -> effetto del rinnovamento varietale e colturale sulle «vecchie» procedure di stima dei danni 2. Coperture multirischio per cause abiotiche -> studi sulle relazioni fra gravità del danno, stato della coltura e perdita produttiva 3. Danni da fattori biotici -> studio dei meccanismi di danno; relazioni fra gravità della malattia (o livello d’infestazione entomatica) e perdita di prodotto 4. Assicurazioni parametriche -> relazione fra oracoli e danno (es. basse temperature, indici vegetazionali, ecc.)
Il mercato dell’agricoltura 4.0
370-430 milioni $
5%
+270% nel 2019
ü oltre 300 soluzioni 4.0
censite
ü impiegate dal 55% di 766
7 miliardi $
imprese agricole
intervistate
www.agrifood.tech/osservatori/osservatorio-smart-agrifood-agricoltura-4-0-a-400-milioni-di-euro-nel-2018/Il mercato dell’agricoltura 4.0
Le prospettive
La sfida è quella di utilizzare le tecnologie
integrandole con la conoscenza dei processi
biologici che causano il danno e ne
determinano la gravitàPuoi anche leggere
