L’agricoltura sostenibile è digitale

30 marzo 2021 | Immagini: Agroscope / fenaco / Adobe Stock / Huawai

 

La digitalizzazione in agricoltura è uno dei temi centrali al Joint Innovation Center di Sunrise e Huawei. Grazie a una base 5G, le moderne tecnologie renderanno smart l’agricoltura e, di conseguenza, più sostenibile ed efficiente. Una serie di progetti pilota ne mostra il potenziale laddove dati, droni, GPS & co. interagiscano con il bestiame e le colture.  

L’agricoltura svizzera prospera nella sua diversità. Sono circa 50 000 le aziende agricole dalla Valle del Reno all’Alto Vallese che allevano bestiame, producono cibo e curano le nostre terre coltivate sulle montagne e nelle valli. L’agricoltura è legata alla concretezza della natura e alla vicinanza con essa. Tuttavia, l’agricoltura svizzera sta inevitabilmente digitalizzandosi, proprio come la nostra vita quotidiana e professionale.  

 

«Non è la misura dell'aratro che conta, ma quanto tempo trascorri ad arare il campo.»
Confucio (551-479 a. C.)

 

L’«Internet delle cose» al servizio dell'agricoltura 

Il concetto di Internet delle cose riguarda, in linea generale, il collegamento digitale in rete e l’applicazione pratica di Internet nel mondo reale. Come per le informazioni che ricaviamo dai nostri fitness tracker o dai sistemi di navigazione delle auto, lo stesso è applicabile allo Smart Farming su trattori e trebbiatrici, nelle fattorie e nelle stalle, nonché a piante e animali. Le «cose» collegate in rete scambiano reciprocamente dati e questi, a loro volta, sono collegati e valutati. Con i dati disponibili è possibile dedurre conclusioni e con queste, gestirli in modo più smart.   

 

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Tecnologie – Il «seme» intelligente

Alla base delle connessioni digitali vi sono le connessioni digitali ad alte prestazioni. Soprattutto per quanto riguarda l’agricoltura con i suoi vasti campi, le cascine remote o gli animali sui pascoli alpini, ciò diventa inconcepibile in assenza della telefonia mobile. A questo si aggiungono cloud, big data e intelligenza artificiale, riconoscimento delle immagini ad alta risoluzione, sensori e robotica nonché droni, tecnologia satellitare e GPS. Con l’introduzione della quinta generazione di telefonia mobile, all’orizzonte vi è un vero e proprio cambiamento di paradigma che renderà possibili scenari applicativi completamente nuovi. 

 

Il 5G annuncia un cambiamento di paradigma 

Il 5G consente una connettività senza fili con una larghezza di banda elevata, una bassa latenza e una quantità smisurata di collegamenti paralleli. Questo significa che tutti i dispositivi necessari per l’Internet delle cose, come sensori, sistemi di tracciamento, droni, computer o smartphone, possono essere allo stesso tempo dotati di comunicazioni mobili ad alte prestazioni. Ciò si traduce nella possibilità di trasferire dati ad alta velocità con un ritardo pressoché nullo. Questo rende possibili applicazioni in tempo reale, come il progetto d’innovazione finanziato da Innosuisse per combattere la pianta infestante nota come lapazio. Rispetto alla trasmissione 4G, il 5G richiede solo un terzo dell’energia per la stessa quantità di dati. Le reti 5G sono quindi un elemento importante per la produzione sostenibile in agricoltura e l’obiettivo di trasformare la Svizzera in un paese a impatto climatico zero entro il 2030. 

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Un ecosistema di partner per l’innovazione in agricoltura 

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Sunrise e Huawei hanno unito le loro forze insieme alle parti interessate dell’ambito agricolo per promuovere l’utilizzo del 5G e di altre tecnologie smart a vantaggio dell’agricoltura svizzera. In un ecosistema in crescita che include rappresentanti di settore come fenaco, istituzioni di ricerca come la OST – Ostschweizer Fachhochschule, il centro di competenza della Confederazione Agroscope e startup innovative, si sta lavorando su soluzioni che permettano all’agricoltura svizzera di beneficiare di tali tecnologie. Nel Joint Innovation Center di Sunrise e Huawei vengono esposte applicazioni già implementate, progetti pilota e visioni future che testimoniano una stretta partnership tra tecnologia e innovazione.  

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La visione dello Smart Farming è già realtà 

Progetto pilota 1 – Controllo delle piante infestanti basato sui dati per falde freatiche pulite

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Finora, le piante infestanti sono state estirpate faticosamente dai campi a mano o con l’ausilio di erbicidi. Un progetto per controllare la propagazione del lapazio (un tipo di pianta infestante) sta mostrando scenari del tutto nuovi in cui il processo potrà essere completamente digitalizzato grazie al 5G, rendendolo più ecologico, più veloce e più economico: Il campo viene fotografato ad alta risoluzione dai droni. Le immagini vengono inviate in tempo reale su cloud, dove le piante di lapazio sono identificate e localizzate tramite un software di riconoscimento immagini. Attraverso l’apprendimento automatico basato su migliaia di immagini, il programma riconosce le piante di lapazio nelle differenti fasi di crescita. Un robot agricolo riceve le coordinate di posizione delle piante di lapazio identificate e in questo modo può estirparle con una ben maggiore accuratezza attraverso il cosiddetto «Spot Spraying». La visione per il futuro prevede un sistema robotico autonomo controllato da GPS che estirperà il lapazio per mezzo di acqua bollente, assolutamente senza erbicidi. È possibile ridurre drasticamente l’impiego di pesticidi. I campi diventeranno più produttivi, le falde freatiche più pulite e l’agricoltore risparmierà tempo e denaro. 

 

 



Progetto pilota 2 – «Connected Cow» per un maggior benessere degli animali 

Le tecnologie basate sul 5G possono aiutare gli allevatori a ottimizzare la produzione di latte delle proprie mucche, tracciare il loro comportamento alimentare o monitorarne il parto. I sensori collegati alla rete mobile installati nei collari, sulle orecchie o sulle zampe delle mucche registrano informazioni biometriche come il comportamento di camminata, l’assunzione di mangime o gli intervalli di riposo. Le variazioni di questi parametri permettono di dedurre conclusioni sul benessere degli animali, ad es. quando una mucca è in calore e il momento più favorevole per l’inseminazione. Grazie alla trasmissione di dati ad alta risoluzione e in tempo reale, l’allevatore può monitorare il parto, evitando i superflui controlli fisici nella stalla. Il proprietario può informarsi sullo stato di salute degli animali in qualsiasi momento tramite lo smartphone. La soluzione «connected-cow» offre un enorme potenziale per una gestione dell’allevamento efficiente e consona alla specie. 

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Progetto pilota 3 – «Precision Farming» per una fertilizzazione precisa   

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Il cosiddetto Precision Farming è un sottoambito dello Smart Farming. Questo permette di conciliare obiettivi apparentemente contrastanti: la fertilizzazione necessaria in agricoltura per una resa ottimale ha un impatto ambientale e questo deve essere ridimensionato. Nel progetto, droni e satelliti misurano lo stato delle piante sui campi e i sensori rilevano le condizioni del terreno e il contenuto di nitrati nell’acqua presente sul suolo. I dati vengono raccolti su cloud e messi in relazione. Da questi, è possibile programmare una mappa di concimazione, che permette di distribuire il fertilizzante solo nelle sotto-sezioni dove si renda realmente necessario, a seconda delle esigenze delle piante e della capacità di resa del terreno. Questo significa che la quantità di fertilizzante può essere ridotta senza infierire sul rendimento, con un conseguente risparmio sui costi per l’agricoltore. In questo modo si migliora l’efficienza dell’azoto riducendo la possibilità che si possa disperdere nell’ambiente. 

Progetto pilota 4 – Veicoli agricoli autonomi 
 

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L’agricoltura biologica richiede ancora molto lavoro manuale. La visione per il futuro prevede che i sistemi robotici autonomi e collaborativi eseguano compiti che spaziano dal controllo delle piante infestanti nei campi e nei terreni, dalla manutenzione del paesaggio alla semina e al raccolto. Il controllo e il monitoraggio di questi veicoli autonomi richiedono una buona connettività e una bassa latenza. Ecco cosa può fare il 5G. Grazie al 5G, sarà anche possibile inviare su cloud le immagini aeree di droni o satelliti in tempo reale e qui identificare le piante e analizzare il loro stato. Con gli algoritmi ad apprendimento automatico (intelligenza artificiale) l’analisi dei big data, l’identificazione e la valutazione diventano sempre più precise. La videocamera è così in grado di distinguere, ad esempio, un cespo di insalata da una pianta infestante e un’insalata sana da una affetta da malattie. Anche il comando per il trattamento che è necessario applicare viene trasmesso alla macchina agricola in tempo reale tramite rete mobile. La macchina agricola viene guidata fino alla pianta geolocalizzata dal GPS da cui può essere elaborata in modo altamente specifico.  

In conclusione: i vantaggi per tutti noi 
 

Non ci sono limiti all’immaginazione per quanto riguarda gli scenari di applicazione. È possibile realizzare sistemi intelligenti di irrigazione misurando l’umidità del suolo o la qualità dell’acqua e calcolando con precisione la quantità di acqua necessaria, così come monitorare digitalmente i parassiti, identificandoli e rilevandone la popolazione e il rispettivo ritmo riproduttivo, in modo da poterli controllare in modo preciso e proattivo.  

 

Nel complesso, ciò che ne risulterà sarà un’agricoltura e un ambiente in cui i diserbanti hanno un impatto di inquinamento notevolmente ridotto e una maggiore conservazione delle risorse naturali per generare rendimenti più alti e maggiore risparmio di denaro per gli agricoltori. Lo Smart Farming si avvicina all’agricoltura biologica e ne beneficia, con un minore sforzo e una maggiore protezione delle persone e della natura. 

 




Intervista con il Dr. Thomas Anken:

5G ha il potenziale per diventare la "presa di corrente" del 21° secolo.

  • Il dottor Thomas Anken conduce ricerche presso Agroscope, il centro di eccellenza svizzero per la ricerca agricola. Agroscope è affiliato all'Ufficio Federale dell'Agricoltura, così come è subordinato al Dipartimento Federale dell'Economia, dell'Educazione e della Ricerca. 

  • Clicca qui per l'intervista

 

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