GRoW è un robot multifunzionale che mira a rivoluzionare il modo in cui il pomodoro viene raccolto, riducendo i costi di lavorazione e migliorando l’efficienza delle aziende agricole. Frutto della collaborazione tra le aziende Ridder e MetoMotion, è stato presentato per la prima volta in occasione della prestigiosa fiera di settore GreenTech, che si è svolta ad Amsterdam a metà giugno, dove si è aggiudicato il primo premio nella sezione dedicata alla robotica.
Manodopera e tecnologia
La disponibilità di manodopera è sempre più ridotta e la mancanza di personale qualificato che lavori nel settore delle colture protette sta diventando un fattore da tenere sempre più in considerazione, specialmente in Europa.
Allo stesso tempo, il costo del personale è una delle voci più importanti anche nelle serre con più alta automatizzazione. In media, il costo della manodopera incide per il 30-50% sul costo globale di produzione in serra.
La tecnologia può venire in aiuto dei produttori, riducendo la necessità di intervento umano anche in operazioni normalmente ritenute impossibili da delegare alle macchine, come l’identificazione del giusto grado di maturazione per la raccolta dei frutti.
Vision technology, intelligenza artificiale e machine learning rendono possibile tutto questo e sono tecnologie che si stanno sviluppando molto rapidamente, grazie anche alla nascita di numerose startup che, sfruttando la loro agilità, riescono a portare sul mercato prodotti estremamente innovativi in tempi ridotti e a contribuire allo sviluppo di tutto il settore agricolo.
Come funziona
Il nome del robot, GRoW, è un acronimo che sta per Greenhouse Robotic Worker (operatore robotizzato per serra) e – proprio come un operatore specializzato – si occupa di selezionare i pomodori maturi, di raccoglierli senza danneggiare le piante o i frutti e di riporli con cura in cassette o scatole pronte per la distribuzione.
La giuria della GreenTech Robot Challenge che ha selezionato GRoW tra i diversi partecipanti, ha sottolineato come la soluzione sviluppata da MetoMotion abbia la potenzialità di avere un grande impatto sul settore orticolo e la possibilità concreta di avere successo sul mercato.
Secondo l’azienda Ridder, il robot GRoW può ridurre fino al 50% i costi di raccolta e incassettamento del pomodoro in serra e diminuire dell’80% le ore uomo necessarie per la stessa operazione.
Il robot si sposta autonomamente in serra
Il robot sfrutta un avanzato sistema di guida autonoma per spostarsi all’interno della serra e tra i filari superando ostacoli e individuando le traiettorie più adatte per il proprio movimento. Il sistema di guida autonoma è basato sulla tecnologia Lidar (LIght detection and ranging), ideata per le macchine senza guidatore. Il Lidar è composto da una serie di sensori: laser, fotorilevatori e circuiti integrati di lettura che consentono al robot di capire quale sia la distanza degli oggetti che lo circondano.
In particolare, il fascio di luce generato dal laser del Lidar colpisce l’oggetto vicino (un tavolo o un bancone da lavoro, per esempio), che riflette questa luce in modo diverso a seconda della distanza. Grazie ai fotorilevatori e ai circuiti integrati di lettura, il robot è in grado di assimilare informazioni dettagliate sull’ambiente circostante.
Si può pensare al sistema Lidar come ad un avanzato radar, che utilizza le onde luminose, invece delle onde radio per calcolare la distanza tra due oggetti.
La guida autonoma permette a GRoW di muoversi liberamente nella serra, senza bisogno di installare binari o sistemi di cavi che ne guidino il movimento.
Grazie alla sensoristica e alla guida autonoma, più robot GRoW possono operare contemporaneamente nella stessa serra, senza intralciare il lavoro gli uni degli altri e togliendo carico di lavoro agli operatori, che possono focalizzarsi su tutte le altre operazioni non meccanizzabili.
Una meccanica versatile
Largo meno di 90 centimetri e alto 2.4 metri, GRoW si adatta bene agli spazi di una serra, ed è pensato per poter passare agevolmente tra le file di piante in crescita. Il robot è dotato di una batteria al litio e non richiede una connessione continua alla rete elettrica, così da avere ancora più autonomia di movimento.
Il robot GRoW è il primo in questo settore ad essere dotato di due bracci meccanici indipendenti che possono muoversi in diverse direzioni per velocizzare i processi di raccolta, senza impattare sulla qualità e la precisione dei movimenti. Al termine di ogni braccio è montato uno strumento simile a una pinza in grado di afferrare e tagliare in un solo passaggio con grande precisione, evitando rami, fili e altri possibili ostacoli.
Grazie ai due bracci, quando il robot segue un percorso tra due filari, può raccogliere bidirezionalmente da entrambi ad una velocità di 6-9 secondi per grappolo: un sistema più rapido della raccolta manuale.
Le fotocamere ad alta risoluzione a bordo del robot consentono di ottenere immagini a colori di alta qualità che vengono utilizzate dal software per identificare i pomodori da raccogliere e distinguerli da quelli non ancora a piena maturazione. Le foto vengono inviate al cloud in tempo reale e conservate per poter essere utilizzate per future indagini sullo stato di salute delle piante e sulla qualità dei frutti.
Grazie alla dettagliata visione 3D e alla precisione delle componenti meccaniche, è possibile utilizzare GRoW non soltanto per grappoli di pomodori, ma anche per la raccolta di singoli frutti, che vengono delicatamente separati dal grappolo e raccolti.
Questa tecnologia rende il robot particolarmente versatile e adattabile alle richieste di differenti realtà agricole.
Il sistema di confezionamento integrato
Il robot presentato da MetoMotion non si limita a raccogliere i frutti, ma li può riporre in scatole o casse standard, grazie al sistema integrato di confezionamento.
Più nel dettaglio, le pinze montate sui due bracci meccanici posizionano il grappolo – o il singolo frutto – su un piccolo nastro trasportatore posizionato nella parte bassa e centrale del robot, che trasporta i frutti nella parte posteriore della macchina, dove si trovano le scatole o le cassette. In questo modo la tecnologia si inserisce facilmente all’interno dei processi di trasporto esistenti in azienda.
Il software
Il robot è in grado di selezionare solo i pomodori pronti per la raccolta, ma chi stabilisce quale sia il giusto grado di maturazione? Il software di GRoW utilizza un algoritmo che, basandosi sul colore dei frutti, identifica i pomodori da raccogliere ed è il produttore stesso a poter stabilire in quale range di maturazione vuole che siano raccolti i propri prodotti.
Il sistema di fotocamere 3D ottiene costantemente immagini delle piante che incontra lungo il percorso e il robot, tramite processi di intelligenza artificiale, riconosce i frutti e li identifica con un sistema simile a quello che, quando facciamo una foto con lo smartphone, riconosce i volti e li mette a fuoco. A ogni frutto identificato assegna una percentuale di maturazione e, sulla base delle indicazioni del coltivatore, determina se raccoglierlo o meno.
GRoW, durante le operazioni di raccolta, accumula e invia alla piattaforma studiata dall’azienda MetoMotion una serie di informazioni che vengono poi mostrate al coltivatore tramite una dashboard interattiva.
Consultando la piattaforma, l’agricoltore ha a disposizione un’enorme quantità di dati sulle coltivazioni che permettono di monitorare parametri chiave per una corretta gestione della serra, può ottenere l’analisi di distribuzione delle produzioni in tempo reale e avere previsioni di resa.
Grazie a questa tecnologia, è possibile identificare eventuali criticità, monitorare lo stato di salute delle piante e l’uniformità di produzione delle colture, intervenendo tempestivamente in caso di problemi.
I progetti pilota e il futuro di GRoW
Il robot è attualmente in uso in due grandi aziende agricole olandesi, dove è stato adottato come sistema di raccolta automatizzata per il pomodoro. A seguito della presentazione ufficiale al GreenTech, è adesso possibile richiedere una demo del funzionamento di GRoW tramite il sito internet della startup israeliana MetoMotion, o preordinare il robot direttamente dal sito web dell’olandese Ridder.
Anche se il prodotto è pensato per le fasi di raccolta della coltivazione del pomodoro, il sistema si basa su una serie di parametri che possono facilmente essere adattati anche ad altre colture. Il sistema di identificazione dei frutti può essere “addestrato” con differenti forme e colori e per superare ostacoli diversi da quelli di una serra specializzata in pomodori. Le colture sulle quali la squadra di MetoMotion si sta concentrando sono peperoni, melanzane, cetrioli e cannabis.
La versatilità del robot permette anche di pensare a nuove funzioni che vadano oltre la raccolta ed il confezionamento come la potatura, la sfogliatura e l’impollinazione. Ad esempio, l’azienda sta sviluppando Cads (Cannabis automated de-leafing system – sistema automatico di defogliazione della cannabis), una tecnologia che permette di sfruttare l’intelligenza artificiale per identificare le foglie da rimuovere in specifiche parti della pianta durante la sua coltivazione, con precisione e delicatezza.
MetoMotion e Ridder, una collaborazione interessante
È importante sottolineare come il progetto GRoW sia stato possibile grazie alla collaborazione di due aziende con competenze diverse che hanno unito le forze per rendere la robotica una realtà commerciale nel settore dell’orticoltura.
MetoMotion è una startup con sede in Israele specializzata in robotica e sistemi IoT, che ha come obiettivo quello di semplificare e automatizzare tutte quelle operazioni che nelle colture protette richiedono un intenso sforzo di manodopera, come raccolta, potatura, impollinazione e monitoraggio delle piante.
Ridder è una società olandese leader nel settore delle tecnologie per l’orticoltura, che dal 2019 ha investito in MetoMotion, supportando la startup nello sviluppo e nella preparazione alla commercializzazione del prodotto. Ridder, in particolare, si occupa di tecnologia per l’agricoltura a tutto tondo, spaziando dalle soluzioni per la gestione di acqua e soluzione nutritiva, fino al controllo dei parametri ambientali e alla fornitura di servizi di analisi dati. L’azienda è attiva in diversi settori, dall’orticoltura, alla floricoltura, alla produzione di cannabis per scopi farmaceutici, fino all’allevamento e alla conservazione post raccolta.
La collaborazione tra le due aziende è ben riuscita e il know-how tecnologico della startup israeliana viene rinforzato dall’esperienza e dal network di Ridder. Mentre la prima si continuerà ad occupare dello sviluppo tecnologico dei prodotti e dell’ottimizzazione della piattaforma e dei sistemi di intelligenza artificiale, l’azienda olandese si occuperà del marketing e delle vendite di GRoW, suo core business.
