L'uso della robotica in agricoltura sta rivoluzionando il settore, portando al comparto benefici significativi in termini di efficienza, sostenibilità e produzione. Questa innovazione è il risultato della convergenza di avanzamenti tecnologici in campi come l'intelligenza artificiale, l'Internet delle cose (IoT) e la meccatronica. In questo contesto, i robot impiegati in attività agricole stanno diventando sempre più comuni, aiutando i coltivatori a superare sfide e ottimizzare le operazioni.
Uno dei contributi più rilevanti della robotica in agricoltura è l'automazione di compiti ripetitivi e fisicamente impegnativi. I robot possono essere programmati per eseguire attività come la semina, la concimazione, la potatura e la raccolta, liberando gli agricoltori da lavori manuali che richiedono tempo ed energia. Questa automazione non solo aumenta l'efficienza del lavoro, ma consente anche di ridurre la dipendenza dalla manodopera umana, affrontando problemi legati alla scarsità di personale nelle zone rurali.
La precisione è un altro vantaggio chiave offerto dalla robotica in agricoltura. I robot possono essere dotati di sensori avanzati, telecamere e strumenti di rilevamento che consentono loro di analizzare il terreno, le piante e altri parametri ambientali con una precisione millimetrica. Questa capacità consente agli agricoltori di adottare approcci più mirati e sostenibili, ottimizzando l'uso di acqua, fertilizzanti e pesticidi. Riducendo gli sprechi e migliorando la gestione delle risorse, la robotica contribuisce a rendere l'agricoltura più sostenibile e rispettosa dell'ambiente.
La gestione delle colture è ulteriormente migliorata grazie all'implementazione di sistemi di monitoraggio in tempo reale. I robot possono raccogliere dati costantemente e inviarli a piattaforme centrali per l'analisi. Questo fornisce agli agricoltori informazioni dettagliate sulla salute delle colture, sullo stato del terreno e su eventuali problemi emergenti. Con queste informazioni, gli agricoltori possono prendere decisioni più informate, intervenire tempestivamente per affrontare eventuali difficoltà e ottimizzare le pratiche colturali.
La robotica in agricoltura non riguarda solo la produzione di colture, ma si estende anche all'allevamento e alla gestione degli animali. Robot specializzati possono monitorare il benessere degli animali, distribuire il cibo in modo efficiente e gestire altri aspetti del ciclo di vita animale. Ciò non solo migliora le condizioni di vita degli animali, ma ottimizza anche la produzione di carne, latte e altri prodotti zootecnici.
Un aspetto cruciale della robotica in agricoltura è la sua capacità di operare in condizioni avverse o difficili. I robot possono essere progettati per affrontare terreni accidentati, condizioni meteorologiche estreme e ambienti ostili. Questa resistenza consente agli agricoltori di continuare le attività anche in condizioni in cui la manodopera potrebbe trovarsi in difficoltà.
Tuttavia, nonostante i numerosi vantaggi, l'adozione diffusa della robotica in agricoltura presenta ancora alcune sfide. Il costo iniziale di acquisto e implementazione dei robot può essere elevato, limitando l'accesso a questa tecnologia per alcuni agricoltori. Inoltre, è necessario affrontare questioni legate alla sicurezza, alla privacy dei dati e all'interoperabilità dei sistemi.
Il ruolo dei cobot
In questo contesto l’adozione di soluzioni di robotica collaborativa può essere decisivo per incrementare il livello di automazione del comparto e introdurre – in un settore storicamente “un passo indietro” rispetto alle principali innovazioni tecnologiche – un booster in grado di aumentare produttività ed efficienza.
È un tema, quello dell’applicazione della robotica al di fuori delle fabbriche e in contesti non tradizionali come quello agricolo – che abbiamo affrontato alcuni fa con Lorna Vatta, ex direttrice esecutiva del competence center Artes 4.0. Potete ascoltare qui la sua intervista e la sua proposta per la Carta delle Idee della Robotica Collaborativa.
Vediamo ora alcuni esempi applicativi dei cobot all’interno del settore agricolo e dell’allevamento.
Semina e piantumazione con i cobot UR
Di fronte alla carenza di manodopera dovuta all'invecchiamento della popolazione giapponese, il vivaio di Osaka ha implementato un cobot UR10e per automatizzare parte del processo di coltivazione delle piantine che prima veniva gestito manualmente. In questo modo ha potuto supplire alla cronica carenza di operatori specializzati in questo settore. Alcune attività connesse al rimboschimento e alla piantumazione richiedono una notevole quantità di manodopera.
In particolare, il trapianto di piantine dipende in larga misura ancora da manodopera qualificata. Mikinori Matsumura, presidente del vivaio Osaka, ha dichiarato che le foreste giapponesi si stanno avvicinando al periodo di abbattimento degli alberi e ha evidenziato che, nel prossimo futuro, sarà necessario piantumare nuove piantine al posto degli alberi maturi. Ha inoltre sottolineato che, con il metodo di produzione convenzionale, diventa difficile garantire la disponibilità di lavoratori, principalmente a causa della diminuzione del tasso di natalità e dell'invecchiamento della popolazione in Giappone.
Anche se i robot venissero introdotti come parte del processo, gli esseri umani lavorerebbero in prossimità dei robot, quindi il vivaio Osaka deve tenere in considerazione la sicurezza e prediligere una soluzione di automazione che potesse funzionare fianco a fianco agli operatori.
Il vivaio Osaka ha introdotto il cobot UR10e nel primo processo di produzione delle piantine: il posizionamento dei contenitori sul nastro trasportatore. I contenitori che vengono messi sul nastro trasportatore a un ritmo prestabilito ricevono il terriccio dall'alimentatore automatico. Con l'introduzione del cobot UR, questo compito che prima richiedeva due persone ora può essere svolto da una sola persona.
Prima dell'introduzione dell'UR10e, l’amministrazione del vivaio temeva che i lavoratori avrebbero avuto bisogno di tempo per imparare a utilizzare il cobot. In realtà, il processo di introduzione del cobot è stato molto più semplice del previsto anche grazie alla semplicità di programmazione garantita dal cobot grazie al teach pendant touchscreen. Il robot può essere utilizzato proprio come uno smartphone, quindi chiunque è in grado di padroneggiarlo immediatamente. I processi attualmente svolti dal robot sono quelli che in passato erano affidati ai lavoratori, che li ripetevano per tutto il giorno. Grazie all'introduzione del robot, i lavoratori possono ora dedicarsi a compiti diversi a maggior valore.
La mungitura robotizzata è più efficiente e delicata
GNE Farm Equipment sta utilizzando i robot collaborativi UR per ridurre i costi di manodopera per la mungitura delle vacche, aiutando l'azienda a far fronte alla decennale carenza di mungitori qualificati. Il cobot automatizza il processo ad alta intensità di lavoro di disinfezione manuale delle mammelle delle mucche prima e dopo la mungitura e offre notevoli miglioramenti rispetto agli approcci robotici tradizionali.
Un sistema di mungitura automatizzato tradizionale richiede un robot di grandi dimensioni con una telecamera e un sistema di spruzzatura. Quando viene attivato, il robot invia un tubo lungo due metri con lo spruzzatore sotto la vacca per applicare il disinfettante. Questi robot montati a terra richiedono un'installazione costosa nel pavimento della sala di mungitura, oltre a recinzioni per la protezione dei dipendenti. Il processo di installazione interferisce con la produzione dei prodotti lattiero-caseari per almeno un mese e, anche dopo l'installazione, il robot richiede una programmazione e una formazione professionale per tutti i dipendenti.
I sistemi robotici modulari sono un'opzione che può ridurre la complessità dell'installazione, ma sia l’installazione a pavimento, che quello modulare, sottraggono spazio prezioso, riducendo il numero di postazioni di mungitura disponibili e quindi, in definitiva, la produzione.
Il robot UR, invece, viene spostato in posizione su un piccolo martinetto per pallet, occupando uno spazio inferiore a quello di un operatore. La soluzione collaborativa comprende lo stoccaggio a bordo del computer del robot, il serbatoio di stoccaggio del disinfettante, le pompe, le valvole e i controlli. Si alimenta con un collegamento a 120 V (non a 240 V o 480 V come richiesto per i robot tradizionali di grandi dimensioni), quindi può essere collegato a qualsiasi presa di corrente disponibile.
I robot UR – previa analisi del rischio - non necessitano di gabbie di sicurezza: le 17 funzioni di sicurezza integrate bloccano infatti il movimento del robot se qualcuno entra nell'area di lavoro. Allo stesso modo, se il robot perde potenza, il braccio di spruzzatura leggero e flessibile si piega per non ferire la mucca ed è caricato a molla per tornare in posizione di lavoro. Il robot UR è facile da programmare per il casaro che utilizza l'applicazione touchscreen point-and-click e sposta semplicemente il braccio del robot nelle posizioni desiderate.
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