La fragola è un'importante coltura frutticola e negli ultimi decenni ha acquisito nel mondo un notevole interesse. Secondo la FAO, in Italia viene coltivata su circa 4.500 ettari, per la maggior parte in coltura protetta. La produzione è in espansione nel Sud Italia e circa la metà della produzione nazionale è concentrata in Campania e Basilicata. I miglioramenti nelle pratiche di gestione, nella selezione e nei nuovi sistemi colturali hanno contribuito a sostenere la resa commerciale delle fragole negli ultimi anni. Tuttavia, il costo di produzione della fragola è fortemente condizionato dalla raccolta, che rappresenta circa il 40% dei costi annuali. Nei paesi sviluppati come l'Italia questo problema è complicato dalla scarsità di forza lavoro disponibile, ed è fondamentale trovare alternative economicamente vantaggiose alla raccolta manuale. Va inoltre sottolineato come le carenze di manodopera aumentino considerando che gli operatori devono avere un certo grado di esperienza, che i picchi di lavoro si riducono talvolta a periodi brevi e che la maturazione delle fragole è scalare, per cui gli operatori devono ritornare più volte sulle stesse piante per completare il raccolto. Altre operazioni dispendiose in termini di tempo comprendono la selezione e lo scarto dei frutti non idonei alla commercializzazione e la potatura degli stoloni.
Il rapido progresso della tecnologia negli ultimi anni ha portato a studiare sistemi di raccolta robotizzati, che presentano numerose opportunità, incidono sull'efficienza del lavoro, sulla produttività agricola e offrono potenziali vantaggi economici e ambientali.
I ricercatori di tutto il mondo hanno progettato e realizzato numerosi robot per la raccolta delle fragole. La maggior parte dei macchinari automatizzati segue un flusso di lavoro simile, individuando e riconoscendo dapprima i frutti maturi, avvicinandosi a ciascuno, aspirando o afferrando il frutto o individuandone il peduncolo che viene afferrato e tagliato.
Tuttavia, nonostante i considerevoli progressi in questo campo, non sono attualmente diffusi robot commerciali per la raccolta.
Il progetto, promosso dal GAL (Gruppo di Azione Locale) "Terra è Vita" con sede a Bracigliano (SA), è stato svolto nell'ambito del "Sostegno per la costituzione e il funzionamento dei GO del PEI in materia di produttività e sostenibilità dell'agricoltura" Azione 2 "Sostegno ai Progetti Operativi di Innovazione (POI)". Il capofila del progetto è stato l'azienda Italrobot s.r.l., coadiuvato dal CREA (responsabile scientifico) e dall'azienda agricola Cosoni.
Nel progetto è stato scelto di basare la progettazione e costruzione del robot sull'utilizzo di alcuni componenti di origine commerciale (rover, braccio articolato), già ampiamente testati e disponibili ad un costo accessibile, che hanno anche il vantaggio di poter garantire agli utilizzatori finali un'assistenza e manutenzione su base mondiale. Al contrario, le parti specifiche dedicate al lavoro richiesto, come il sistema di visione e lo strumento di raccolta, sono state espressamente progettate e sviluppate. Inoltre, i robot collaborativi come Agrirobot consentono un elevato grado di adattabilità ambientale che non richiede ulteriori modifiche al sistema colturale. Sarà il robot, quindi, che si adatta al sistema colturale in cui deve operare, consentendo all'agricoltore di coltivare la fragola con i metodi che ritiene migliori. Questo particolare differenzia Agrirobot da quei macchinari che prevedono interventi infrastrutturali nelle aziende dove operano. Ad esempio, molti robot sono dotati di guida su particolari binari che devono essere realizzati appositamente.
Il robot è composto dalle seguenti parti principali:
Agrirobot può operare in sistemi fuori suolo, come quello dove si sono svolti i primi test operativi.
Il robot è stato sottoposto a due serie di test, prima in laboratorio, in un ambiente artificiale simulato e poi in una serra, su una coltivazione in fuori suolo in piena produzione. I primi risultati sono stati molto promettenti. Se infatti consideriamo che un operatore (che lavora 6 h e 40' al giorno) può raccogliere da un minimo di circa 10.000 ad un massimo di 33.000 fragole (con peso medio di 18 g a frutto) a settimana, il robot (che si ipotizza prudenzialmente lavori 19 h al giorno, 7 giorni su 7) raccoglie quasi 16.000 fragole. E questo con un ciclo di raccolta di sole due fragole al minuto. È pertanto evidente come già modesti miglioramenti nel sistema di riconoscimento e nella velocità di spostamento del braccio, rendano il sistema altamente competitivo.
Grazie ai passi da gigante compiuti negli ultimi anni nei settori della sensoristica, dell'informatica, della statistica applicata (reti neurali, sistemi di autoapprendimento) e dell'elettronica è ora possibile un decisivo passo in avanti verso la costruzione di robot a supporto della raccolta con abbattimento di costi, anche grazie alle tecnologie opensource.
La robotizzazione della raccolta della frutta in genere e delle fragole in particolare è attualmente una delle operazioni più interessanti da sviluppare. Malgrado alcuni limiti operativi riscontrati è indubitabile che, attraverso semplici perfezionamenti di alcune componenti dei robot, queste macchine saranno in un futuro non lontano disponibili sul mercato.
Va infine sottolineato come all'innovazione tecnologica si debbano affiancare un generale progresso delle competenze degli imprenditori e la creazione di figure tecniche innovative in grado di gestire problematiche di tipo sia tecnologico sia strettamente agronomico.
Marcello Biocca
CREA - Centro di ricerca Ingegneria e Trasformazioni Agroalimentari, Monterotondo, Roma.
PianetaPSR numero 133 aprile 2024
