Spoke 3

Durante la manifestazione internazionale Euroflora 2025, ospitata negli spazi rigenerati del Waterfront di Genova, è stato presentato il progetto VINUM, sviluppato all’interno dello Spoke 3 dell’ecosistema RAISE.

L’iniziativa si è svolta in uno scenario di grande rilevanza dedicato alla biodiversità, alla sostenibilità e alla valorizzazione del rapporto tra uomo e natura, in linea con i principi fondanti della rassegna.

Il progetto VINUM è frutto della collaborazione tra l’Unità Dynamic Legged Systems – DLS dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) e la Facoltà di Scienze agrarie, alimentari e ambientali dell’Università Cattolica del Sacro Cuore – Campus di Piacenza.

Ha come obiettivo principale lo sviluppo di una soluzione robotica avanzata per l’automazione della potatura invernale delle viti, un processo cruciale per la qualità della produzione vinicola, ma altamente dispendioso in termini di manodopera e competenze.

Due gli appuntamenti dedicati al progetto, rispettivamente il 24 e il 27 aprile, curati da Claudio Semini e Angelo Bratta, rispettivamente coordinatore e ricercatore dell’unità DLS di IIT. In entrambe le occasioni è stata proposta una dimostrazione dal vivo del robot, che ha suscitato notevole interesse tra gli addetti ai lavori e il pubblico presente.

Il sistema robotico modulare integra un braccio meccanico e un complesso sistema di visione artificiale multi-modale – tra cui la visione stereoscopica – che consente il riconoscimento preciso della vite e l’esecuzione autonoma del taglio. Alla base del funzionamento, una state machine guida il robot nelle diverse fasi operative, garantendo continuità ed efficienza nell’intervento.

Grazie all’impiego di tecnologie come Detectron2 per la segmentazione delle immagini e tecniche di odometria visuale per la costruzione di nuvole di punti, il robot è in grado di “comprendere” l’ambiente e prendere decisioni autonome sui punti di potatura più appropriati.

VINUM nasce anche con l’intento di rispondere alla crescente difficoltà nel reperimento di manodopera qualificata per operazioni agricole complesse, offrendo un’alternativa tecnologica capace di affiancare l’intervento umano nei contesti più impegnativi.

Le prestazioni del prototipo saranno testate nella prossima stagione invernale direttamente in vigneto, con una valutazione comparata rispetto alla potatura manuale. L’analisi comprenderà aspetti come l’efficacia del taglio, la capacità di adattamento a diversi terreni e l’impatto sulle caratteristiche vegetative della pianta.

La partecipazione di VINUM a Euroflora ha confermato la volontà di RAISE e dei partner coinvolti di promuovere soluzioni tecnologiche all’avanguardia che possano contribuire concretamente alla transizione digitale e sostenibile dell’agricoltura italiana.

Nel mese di marzo è stato realizzato un esperimento sul campo di potatura invernale in vigna, con un sistema robotico autonomo, costituito da un robot cingolato sormontato da braccio robotico.

La potatura invernale è un intervento cruciale nel ciclo delle piante e si svolge durante il riposo vegetativo della vite, tra la caduta delle foglie e l’inizio della ripresa vegetativa in primavera.

L’utilizzo delle tecnologie sviluppate in RAISE consente di rendere questa operazione più efficiente e precisa.

Tale attività di ricerca e trasferimento tecnologico fa parte dello Spoke 3 e rientra nelle applicazioni dell’ecorobotica e dell’agricoltura di precisione.

Il test è stato condotto in un vigneto sperimentale dell’Università Cattolica del Sacro Cuore di Piacenza, dove l’integrazione tra i due sottosistemi di guida e riconoscimento, sono stati testati insieme per la prima volta, grazie alla sinergia tra:
– Il laboratorio Dynamic Legged Systems lab (DLS) dell’Istituto Italiano di Tecnologia, responsabile dell’algoritmo per l’identificazione dei punti di taglio;
– Info Solution, che ha realizzato il sistema per la navigazione autonoma del robot agricolo cingolato.

Il veicolo robotico è in grado di:
– Navigare autonomamente tra i filari, anche in presenza di piante irregolari o non mappabili;
– Calcolare la traiettoria ideale, senza fare affidamento su GPS o mappe predefinite;
– Riconoscere la fine di un filare e affrontare automaticamente la curva per iniziare quello successivo.

La guida autonoma si basa sull’impiego del LiDAR multipiano che è in grado di rilevare la distanza e la forma degli oggetti in un ambiente tridimensionale, utilizzando una serie di laser che emettono e ricevono impulsi luminosi. Questo tipo di sistema è particolarmente utile per creare mappe 3D di ambienti complessi o per ottenere informazioni dettagliate su oggetti a diverse altezze.

In questa applicazione in vigna, il sistema fornisce una mappatura precisa dell’ambiente in tempo reale, permettendo una navigazione adattabile ai cambiamenti morfologici delle piante.

L’algoritmo sviluppato da IIT per l’identificazione dei punti di taglio, da parte del braccio robotico, è stato validato in laboratorio, su piante in vaso, e poi in campo aperto, integrato con il sistema di bordo.

Questo approccio multidisciplinare rappresenta un passo concreto verso l’automazione intelligente della viticoltura, in linea con la missione dello Spoke 3: promuovere l’ecorobotica come approccio integrato per una gestione sostenibile del territorio.

Un ringraziamento speciale va all’Università Cattolica del Sacro Cuore di Piacenza per la disponibilità e l’ospitalità nel vigneto.