Robot basato sul laser per il controllo delle erbacce
Oggi le erbe infestanti vengono distrutte con l'uso di erbicidi o con una combinazione di zappatura meccanica e diserbo manuale. Il robot per il diserbo dell'ETH con laser integrato promette di risparmiare innumerevoli ore di lavoro manuale e di rendere scalabile l'agricoltura biologica senza prodotti chimici.
Con la strategia "pagina esternaDalla fattoria alla tavola"L'obiettivo è quello di produrre un quarto dei prodotti agricoli con metodo biologico entro il 2030, rispetto all'attuale 7,7%.
Per i produttori di prodotti biologici, il diserbo è un'attività che richiede molto tempo e costi, ma è essenziale. Senza il diserbo, una parte considerevole del raccolto andrebbe persa. I costi di diserbo fanno aumentare il prezzo degli ortaggi biologici. I produttori spesso assumono personale temporaneo perché il lavoro di precisione, soprattutto in prossimità delle piante, può essere svolto solo dall'uomo. I due borsisti Pioneer dell'ETH Aurel Neff e Patrick Barton hanno parlato a lungo di questo problema con molti Umwelt und Geomatik in Svizzera e hanno discusso le possibili soluzioni.
Illustrazione: Rilevamento e regolazione delle erbe infestanti nelle immediate vicinanze della pianta senza distruggerla (Fonte: Caterra Aurel Neff e Patrick Barton)
Il progetto Caterra combina le discipline della robotica, dell'ingegneria meccanica e dell'apprendimento automatico.
Aurel Neff e Patrick Barton hanno entrambi studiato all'ETH di Zurigo. Aurel Neff proviene dal campo dell'ingegneria meccanica e della robotica, mentre Patrick Barton ha studiato elettrotecnica e robotica - la sua tesi di master riguardava l'applicazione del deep learning. Hanno combinato perfettamente le loro conoscenze e insieme hanno sviluppato una soluzione per un robot da diserbo sostenibile ed efficiente.
Il robot leggero è controllato tramite GPS e contiene una telecamera a colori RGB, progettata per rilevare le erbacce utilizzando l'algoritmo pre-programmato e distruggerle in modo affidabile con il calore grazie al laser integrato. I test sono previsti per l'estate 2022.
L'approccio basato sul laser permette di rimuovere le erbe infestanti nelle immediate vicinanze della coltura, cosa che non è possibile fare con la stessa precisione utilizzando metodi meccanici come la zappatura (vedi illustrazione). Questo lavoro deve essere fatto manualmente, il che richiede tempo e fatica. Grazie alla leggerezza del robot, può essere riutilizzato all'inizio di un periodo di pioggia senza causare danni al campo. Può essere utilizzato anche al buio e sarà valutato sul campo quest'estate.
"L'approccio basato sul laser permette di rimuovere le erbacce che si trovano nelle immediate vicinanze della coltura".Aurel Neff, fondatore di Caterra e Pioneer Fellow dell'ETH
Il grande vantaggio di questa soluzione è che il robot può eseguire il lavoro di precisione, integrando così perfettamente il metodo di zappatura meccanica. ? possibile garantire che non si debbano usare erbicidi, che inquinano il terreno, i microrganismi e, in ultima analisi, anche l'acqua potabile.
L'obiettivo è automatizzare completamente il controllo delle erbe infestanti.
Il robot da diserbo è progettato per riconoscere e controllare le erbe infestanti in modo indipendente, ma non è ancora mobile. Il primo prototipo Caterra ha già memorizzato con successo le immagini delle piante e riconosce in modo affidabile le erbacce. Le prossime prove sul campo con la seconda generazione del robot saranno effettuate nella primavera e nell'estate del 2022. Il robot da diserbo riconoscerà le erbe infestanti nel campo e le distruggerà direttamente. Caterra ha già diversi partner nel settore agricolo. Si tratta di diversi piccoli e grandi agricoltori, ma è coinvolto anche il Centro di competenza svizzero per la ricerca agricola Agroscope. Aurel Neff e Partrick Barton sono attualmente alla ricerca di altri partner di cooperazione per le loro prove pilota nel settore della coltivazione di ortaggi. "Piccola, leggera e priva di sostanze chimiche: la nostra soluzione indicherà la strada per un'agricoltura più sostenibile", affermano convinti i due ricercatori, che a lungo termine intendono fondare un'azienda.
Contatto:
Il Borsa di studio per pionieri è un programma di promozione completo che offre a pensatori e designer innovativi le condizioni ideali per avviare la loro imprenditorialità. Il programma è rivolto ai dottorandi dell'ETH, ma è aperto anche a studenti MSc e postdoc.
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