Rivoluzionare l’Agricoltura: Il Ruolo della Robotica nel Potenziare la Produttività e la Sostenibilità

L’industria agricola è sempre alla ricerca di modi per migliorare l’efficienza, aumentare la produzione e ridurre gli sprechi. Uno dei modi per farlo è attraverso i robot.

La robotica sta diventando davvero una parte integrante dei processi di agricoltura e produzione alimentare. L’obiettivo della robotica in agricoltura è aiutare il settore migliorare la produttività e la sostenibilità ambientale.

Robotica nell’Industria Agricola 

L’agricoltura tradizionale senza robotica richiede più tempo e necessita di notevoli risorse umane per gestire i vari processi agricoli. Inoltre, comporta una mancanza di informazioni accurate su clima, condizioni del suolo e uso dei fertilizzanti. Poiché la maggior parte delle attività agricole attualmente è praticata in modo tradizionale, spesso porta a un’agricoltura non redditizia e non economica.

Di conseguenza, sistemi avanzati basati sull’IA, come la tecnologia dei sensori, l’IoT, la tecnologia di gestione dei dati, gli algoritmi di decisione intelligenti, la robotica, i droni e meccanismi avanzati stanno sostituendo il sistema agricolo tradizionale.

Questi sistemi rendono il processo agricolo senza sforzo, efficiente in termini di tempo, conveniente, altamente produttivo e sostenibile.

Questa rivoluzione agricola è guidata dalla necessità di aumentare significativamente i rendimenti di produzione. Con le Nazioni Unite stimano la popolazione mondiale che passerà da 8 miliardi a 9,7 miliardi nel 2050, gli agricoltori dovranno affrontare una forte pressione per soddisfare questa domanda.

Ecco perché si stima che il mercato dei robot agricoli crescerà da $13.5 billion in 2023 to over $40 billion by 2028, according to MarketsandMarkets. Also, North America is currently dominating major market share in the agriculture robots industry thanks to the widespread adoption of automation across industries such as e-commerce, food & beverage, automotive, and pharmaceuticals. 

Applicazione della Robotica nel Panorama Agricolo

Il mercato dei robot agricoli è un panorama dinamico pieno di immenso potenziale. Quindi, diamo un’occhiata alla vasta gamma di applicazioni che i robot hanno nell’industria agricola.

Iniziando con compiti molto più semplici, i trattori senza conducente e i robot stanno lentamente sostituendo le macchine guidate da operatori per la semina. Qui, la visione artificiale e i sensori di movimento lavorano insieme per evitare ostacoli durante la navigazione nel campo. Ad esempio, i trattori autonomi utilizzano la tecnologia di guida autonoma basata su GPS, con un piano per integrare il machine learning per aiutare i trattori a identificare nuovi ostacoli o animali sul loro percorso.

Un uso principale dei robot nelle fattorie è la raccolta e l’imballaggio di frutta e verdura. Grazie all’accuratezza e alla velocità che i robot possono raggiungere per migliorare la quantità di raccolto e ridurre gli sprechi, la raccolta è una delle applicazioni robotiche più popolari.

Anche i compiti ripetitivi legati all’allevamento, come la mungitura delle mucche, la distribuzione del mangime e il monitoraggio del terreno per il pascolo, possono essere automatizzati. Automatizzando compiti lenti, ripetitivi e noiosi per gli agricoltori, i robot agricoli consentono loro di concentrarsi maggiormente sul miglioramento dei rendimenti produttivi complessivi. 

Inoltre, i robot vengono utilizzati anche per eseguire compiti complessi come il monitoraggio delle colture e la misurazione dei livelli di pH nel suolo. I robot possono anche essere programmati per la manutenzione delle colture potando le piante, diserbando il terreno, applicando insetticidi e fornendo irrigazione.

Per combattere le erbe infestanti, le aziende utilizzano la visione artificiale e una varietà di strumenti meccanici che consentono ai robot di rimuovere le erbe infestanti invece di usare sostanze chimiche. Allo stesso modo, gli spruzzatori intelligenti sono abbinati a telecamere di visione artificiale per identificare le erbe infestanti per applicazioni mirate di erbicidi. 

Innovazione nella Robotica Agricola

L’innovazione è essenziale in qualsiasi settore, e ora è più rilevante nell’agricoltura che mai, poiché l’adozione di nuove tecnologie come la robotica sarà un fattore chiave nel trasformare il volto dell’agricoltura. Dopo tutto, con la popolazione mondiale che cresce a un ritmo vertiginoso, le nuove innovazioni in agricoltura sono diventate necessarie.

Sebbene abbiamo fatto molta strada da quando i primi robot industriali furono inventati negli anni ’50, negli ultimi anni l’innovazione nelle applicazioni robotiche in agricoltura è progredita notevolmente. Quindi, diamo un’occhiata ad alcune delle innovazioni importanti nella robotica agricola.

Automazione Agricola

L’automazione agricola riduce l’intervento umano e gli errori combinando:

• Macchinari agricoli
• Sistemi informatici
• Elettronica
• Sensori chimici
• Gestione dei dati 

Utilizzando mietitrebbie automatizzate e trattori autonomi, gli agricoltori stanno facendo un uso efficiente delle risorse e producendo rese più elevate.

L’automazione è già una parte importante del processo agricolo, ma man mano che diventerà ancora più rilevante nei prossimi anni, il livello crescente di automazione consentirà agli agricoltori di concentrarsi maggiormente su aspetti creativi, complessi e altri aspetti critici della loro attività. Inoltre, grazie all’automazione, la maggior parte degli agricoltori ora può trascorrere più tempo con le proprie famiglie rispetto al passato.

GIS in Agricoltura

I sistemi di informazione geografica (GIS) in agricoltura si basano su tecnologie come i satelliti per comprendere i tipi e la posizione delle colture, il livello di fertilizzazione, lo stato del suolo e le informazioni correlate. Sfruttando i dati generati dai dispositivi e dal software di telerilevamento GIS, gli agricoltori possono prendere decisioni informate.

Oltre a utilizzare questa tecnologia per determinare la posizione migliore per la semina delle colture nel campo e migliorare la nutrizione del suolo, il software GIS può anche aiutare nella salute, fertilità e nutrizione del bestiame monitorando il movimento degli animali.

Agricoltura Verticale

Un nuovo metodo popolare di coltivazione è l’agricoltura verticale o indoor, dove le piante sono coltivate in un ambiente completamente regolato. Qui, tutti i bisogni delle piante sono soddisfatti fornendo artificialmente acqua, luce e nutrienti mediante tecniche idroponiche, acquaponiche e aeroponiche.

L’Agricoltura a Ambiente Controllato (CEA) riduce notevolmente il consumo d’acqua, protegge le piante dalle condizioni meteorologiche avverse e massimizza l’uso dello spazio per la coltivazione, fornendo rese affidabili e più elevate, ottimizzando l’uso delle risorse e riducendo i costi di manodopera grazie all’impiego di robot per la raccolta e la semina.

Clicca qui per saperne di più sull’agricoltura verticale.

Droni

I Veicoli Aerei senza Pilota o droni stanno diventando sempre più utili per monitorare le colture. Utilizzando sensori avanzati, i droni possono aiutare a monitorare la crescita delle piante, rilevare stress da malattie, monitorare la temperatura del campo e spruzzare pesticidi, acqua o fertilizzanti nelle posizioni desiderate del campo. Questi dispositivi possono anche essere usati per l’imaging e la fertilità del terreno, nonché per monitorare la qualità del suolo e garantire che le colture non siano influenzate da fattori ambientali come siccità o inondazioni.

Nel frattempo, nella gestione del bestiame, i droni sono usati per osservare i pascoli e tracciare i movimenti degli animali su ampie aree di terreno. Alcuni droni sono dotati di telecamere a infrarossi per rilevare animali malati con temperature corporee elevate. In questo modo, i droni aiutano gli agricoltori a ottenere dati completi per prendere decisioni tempestive.

Impollinatori Artificiali

L’impollinazione, processo che consente la fertilizzazione e la produzione di semi, è fondamentale per la sopravvivenza di molte colture. Tuttavia, l’impollinazione sta affrontando molte sfide, come la perdita di habitat, l’uso di pesticidi e il declino delle popolazioni di api. 

Di conseguenza, si stanno verificando crescenti innovazioni, come insetti robotici che imitano il comportamento e l’aspetto degli impollinatori naturali. Qui, piccoli macchinari sono dotati di sensori, telecamere, intelligenza artificiale (IA) e micro-attuatori che consentono loro di volare, navigare e impollinare i fiori in modo autonomo. 

Rispetto all’impollinazione manuale, gli insetti robotici con IA non sono solo più precisi, flessibili, scalabili e convenienti, ma possono anche operare in qualsiasi condizione meteorologica e in qualsiasi ambiente. Questi impollinatori possono anche essere programmati per mirare a colture o piante specifiche, evitando impollinazioni incrociate o contaminazioni indesiderate.

Riducendo la pressione sugli impollinatori naturali, gli insetti robotici con IA aiutano a ripristinare gli ecosistemi e la biodiversità, creando al contempo nuove opportunità per l’educazione, la ricerca e l’innovazione nei campi della robotica e della biotecnologia.

Spaventapasseri Laser

In passato, gli agricoltori si affidavano ai tradizionali spaventapasseri per tenere lontani uccelli o roditori fastidiosi che possono minacciare le colture in campo aperto. Ma oggi, gli agricoltori si rivolgono a dispositivi high-tech con sensori di movimento per impedire agli uccelli di depredare le colture. 

Un ricercatore dell’Università di Rhode Island ha contribuito a progettare uno spaventapasseri laser, che proietta luce laser verde, a cui gli uccelli sono sensibili. Invisibile agli esseri umani alla luce del sole, può emettere un raggio laser di 600 piedi attraverso un campo per spaventare gli uccelli. Lo spaventapasseri laser è conservato all’interno di un secchio di plastica per proteggerlo dagli agenti atmosferici ed è fissato a un palo regolabile.

Tecnologia per l’Allevamento

Le tecnologie emergenti per l’allevamento consentono agli agricoltori di ottimizzare la gestione della fattoria, migliorare la cura degli animali e aumentare la produttività. Ad esempio, impiegando robotica, big data e IA, le aziende tecnologiche stanno automatizzando compiti come le installazioni lattiero-casearie per mungere le mucche senza intervento umano, i sistemi di alimentazione per fornire agli animali miscele di mangime su misura per le loro esigenze specifiche e in quantità appropriate, e i sistemi di pulizia per rimuovere i rifiuti e creare ambienti più puliti e privi di malattie.

Nel settore lattiero-caseario, le aziende stanno sviluppando sensori per monitorare in tempo reale la produzione e la qualità del latte, la salute e gli ormoni della gravidanza. Si stima che il 12% delle aziende lattiero-casearie utilizzi robot, percentuale che dovrebbe crescere al 20% nei prossimi cinque anni. Nel frattempo, le recinzioni virtuali aiutano le fattorie a spostare gli animali dotati di un sensore da remoto.

Aziende

Con così tanta innovazione nel settore dei robot agricoli, diamo ora un’occhiata ad alcuni dei protagonisti più importanti:

1. FarmWise

Un innovatore leader nel campo della tecnologia agricola e della robotica, FarmWise ha raccolto 73,9 milioni di dollari in 9 round di finanziamento, secondo CB Insights. L’azienda utilizza una combinazione di IA, visione artificiale e robotica per costruire i propri prodotti, orientati all’eliminazione delle erbe infestanti senza l’uso di sostanze chimiche e alle operazioni di raccolta dati nelle aziende orticole. 

Recentemente, l’azienda ha presentato il suo nuovo attrezzo per la diserbo, Vulcan, al World Ag Expo 2023, che utilizza la visione artificiale e modelli di deep learning per rimuovere le erbe infestanti con alta precisione. 

2. Deere & Company

Questa società quotata in borsa è nota per le sue tradizionali macchine agricole e sta implementando tecnologie come IA, IoT, robot, machine learning, big data, ecc., per prendere decisioni basate sui dati. Con un prezzo di $382.20, le azioni di John Deere sono in calo del 10.86% dall’inizio dell’anno (YTD). 

DE Grafico dei prezzi

L’azienda ha una capitalizzazione di mercato di 110.07 bln e paga un rendimento da dividendo dell’1.41% con un rapporto P/E (TTM) di 11.30 e un ROE (TTM) del 47.73%. Per il terzo trimestre conclusosi il 30 luglio 2023, John Deere ha registrato un utile netto di $2.978 billion.

3. Carbon Robotics

Il principale innovatore nel campo della robotica agricola, Carbon Robotics utilizza IA, visione artificiale, robotica e laser per consentire agli agricoltori di ottimizzare il processo di controllo delle erbe infestanti. L’azienda offre un diserbante laser autonomo per l’agricoltura commerciale che utilizza il deep learning per identificare e rimuovere le piante indesiderate. 

È anche in procinto di distribuire LaserWeeder in 17 stati degli USA e tre province canadesi. Nell’aprile di quest’anno, Carbon Robotics ha raccolto $30 mln, portando il totale raccolto finora a $67 mln, per accelerare la sua produzione e l’espansione internazionale.

4. Trimble

Le azioni di Trimble (TRMB), azienda che sviluppa tecnologie robotiche e autonome per le attrezzature agricole, sono in calo del 16.12% quest’anno con un prezzo di $42.41, un rapporto P/E (TTM) di 31.61 e un ROE (TTM) dell’8.16%. Per il 3Q23, l’azienda ha riportato un fatturato di $957.3 mln, in crescita dell’8.2% su base annua, e utili non GAAP di 68 cents per share. 

Alla fine del trimestre, Trimble aveva $216.8 mln in cash and cash equivalents, and its total debt was $3.05 billion. As the race among farm-equipment companies to automate agriculture accelerates, AGCO Corp (AGCO.N) announced recently that it would acquire an 85% stake in Trimble’s agribusiness for $2 billion.

5. AgEagle Aerial Systems Inc. 

Questa azienda, con circa 150 dipendenti, offre soluzioni basate su droni per consentire agli agricoltori di migliorare la gestione delle colture. Oltre all’agricoltura, l’azienda offre le sue soluzioni drone full-stack nei settori dell’energia, delle costruzioni e del governo. 

UAVS Grafico dei prezzi

A settembre, AgEagle ha lanciato il suo drone eBee VISION a ala fissa. Con una capitalizzazione di mercato di $15.83 mln, le azioni di AgEagle (UAVS) sono quotate a $0.13 con un rapporto P/E (TTM) di -0.22. Ad agosto, l’azienda ha segnalato un notevole calo nei risultati di fatturato del Q2 a $3.28 mln dopo aver registrato una crescita del fatturato del 95.62% l’anno precedente.

Pro e Contro della Robotica Agricola

L’automazione dei sistemi agricoli comporta una serie di vantaggi:

• A differenza degli esseri umani, i robot possono lavorare più velocemente e per periodi più lunghi senza annoiarsi o stancarsi, senza necessità di pause, riduzione della produttività o rischio di infortuni.

• Riducendo gli sprechi e i costi di manodopera e di gestione della fattoria, la robotica agricola rappresenta un metodo conveniente. 

• Poiché i robot non sono soggetti a errori umani, possono eseguire sia compiti ripetitivi sia attività complesse con precisione e accuratezza durante l’intero processo.

• Con i robot, non è necessario preoccuparsi della carenza di manodopera per i compiti stagionali o delle colture lasciate in campo e non palletizzate in tempo per la distribuzione.

• Grazie alle loro avanzate capacità di percezione, decisione autonoma e esecuzione precisa, i robot possono raggiungere obiettivi di produzione accurati ed efficienti anche in ambienti complessi, difficili e pericolosi. 

Tuttavia, l’automazione dei sistemi agricoli non è priva di svantaggi:

• La principale preoccupazione riguardo ai robot è il loro costo elevato. Sebbene il costo possa essere compensato da una maggiore efficienza e rendimento, rimane una spesa iniziale considerevole, anche se con il progresso tecnologico i costi diminuiranno.

• I robot richiedono anche elettricità e manutenzione regolare per funzionare, il che aggiunge ulteriori costi al loro utilizzo.

• I robot agricoli necessitano di algoritmi complessi per funzionare in qualsiasi compito, il che implica anche che gli agricoltori debbano essere formati prima dell’uso.

Conclusione

Come abbiamo visto, i robot hanno catturato sempre più l’attenzione sia della ricerca che dell’industria, il che ha portato a una rapida evoluzione dei robot agricoli. Integrando percezione, decisione, controllo e tecniche di esecuzione, sono stati ottenuti notevoli miglioramenti.

Questo ha senso nel contesto di una popolazione in crescita e di crescenti carenze di terra e acqua, dove i robot agricoli svolgono un ruolo unico e integrale offrendo un modo di coltivare più intelligente, più sicuro e più produttivo!