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Precision farming, dati satellitari e AI per ridurre il consumo idrico del 25%

Thales Alenia Space in Spagna è alla guida di un progetto che darà vita a un nuovo
sistema di supporto alle decisioni per il precision farming con dati satellitari e AI per ridurre il consumo idrico del 25%.

MORERA, che sarà avviato nel 2023, fornirà un sistema di raccomandazioni personalizzati di irrigazione per ogni appezzamento, basato su immagini satellitari e intelligenza artificiale, nonché su strumenti di telerilevamento miniaturizzati e compatti di nuova generazione per rispondere in modo agile alle esigenze degli utenti.

Il Progetto ha come scopo la promozione del settore agricolo spagnolo che rappresenta l’11% del PIL, fornendo informazioni personalizzate ai coltivatori, consentendo loro di impiegare agricoltura di precisione a basso costo.

Questa iniziativa riunisce tutti gli attori della catena del valore, rispondendo alle esigenze del settore in termini di gestione delle risorse naturali nel contesto dei cambiamenti climatici.

Thales Alenia Space, joint venture Thales (67%) e Leonardo (33%), è alla guida in Spagna del consorzio per un progetto innovativo che promuove l’industria agricola spagnola. MORERA (il sistema per il Monitoraggio dell’irrigazione efficiente e la resa agricola), è un’iniziativa pioneristica nel settore che consentirà l’elaborazione di raccomandazioni di irrigazione personalizzate per ogni appezzamento, con una riduzione del consumo idrico per le colture fino al 25% grazie all’intelligenza artificiale e ai dati delle immagini satellitari, che andranno a integrare i dati forniti da strumenti dedicati e da fonti multiple (Copernicus, l’agenzia di meteorologia spagnola AEMET, ecc.) e a sviluppare una nuova generazione di strumenti di telerilevamento spaziali miniaturizzati e compatti.

Proponendo un sistema modulare che integra raccomandazioni di irrigazione dosata e previsioni di rendimento per ottimizzare la produttività, MORERA, che verrà lanciato nel 2023, risponde alle sfide poste dal programma “Missioni scientifiche e di innovazione” con le quali il Centro spagnolo per lo Sviluppo Industriale e Tecnologico (CDTI) ricerca soluzioni ai problemi ad alto impatto sulla società, attraverso tecnologie innovative.

Lo scopo di questo progetto è di contribuire allo sviluppo di cinque missioni, identificate in base alla loro grande rilevanza per le sfide future del Paese e in linea con alcuni degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile proposti dalle Nazioni Unite nell’Agenda 2030. L’agricoltura, che rappresenta l’11% del PIL della Spagna, è il primo settore industriale della nazione e la sfida è identificare lo sviluppo di un settore agroalimentare più sostenibile e, in particolare, la riduzione dell’acqua, delle sostanze concimanti e dei prodotti fitosanitari come una delle missioni prioritarie.

Progetto pionieristico di irrigazione e di monitoraggio della resa agricola con nuovi sensori spaziali

Il sistema completo di MORERA garantirà che i dati apportino valore aggiunto agli utenti finali, con copertura dai sensori alle colture grazie alle nuove tecniche di Intelligenza Artificiale applicate al telerilevamento e alle altre fonti dei dati. Propone una nuova generazione di strumenti miniaturizzati per il telerilevamento in tutte le bande, a partire dalla termica a infrarossi. Il dispiegamento completo di queste soluzioni dimostrerà il potenziale della tecnologia nella riduzione dell’uso di acqua nelle colture annuali e perenni e la capacità di effettuare previsioni più accurate nel corso dell’intero ciclo delle colture.

MORERA è il primo progetto a fornire un servizio di raccomandazione degli appezzamenti (non solo mappe) basato su nuovi strumenti di telerilevamento e su dati provenienti dai satelliti Copernicus facendo uso di algoritmi di Intelligenza Artificiale. È anche un progetto pionieristico in Europa nell’uso dell’infrarosso termico per calcolare l’evapotraspirazione e lo stress idrico, che consentirà la gestione dosata dell’irrigazione.

Grazie a MORERA, i coltivatori saranno in grado di applicare l’agricoltura di precisione a basso costo con un sistema che fornirà loro misurazioni periodiche dello stato delle colture e darà loro raccomandazioni di fertirrigazione personalizzate, oltre che previsioni di resa basata su algoritmi di Intelligenza Artificiale e dei Big Data.

In questa direzione, MORERA investigherà nuovi algoritmi per l’elaborazione di immagini da
telerilevamento con l’apprendimento automatico per ottimizzare le decisioni dei coltivatori: raccomandazioni in scenari di irrigazione dosata e previsioni di resa delle colture.

Nuova generazione di strumenti di telerilevamento miniaturizzati

Poiché il sistema richiederà dati ottimizzati per l’uso agricolo e con tempi di aggiornamento brevi, MORERA farà progressi nel campo del telerilevamento per dar vita a strumenti ottici compatti e miniaturizzati con una dimensione complessiva e un rapporto di risoluzione non ancora disponibili. Tale obiettivo sarà raggiunto mediante l’applicazione di geometrie a forma libera nei sistemi spaziali ottici, che ridurranno la dimensione e i costi del sistema. Questa combinazione di elementi, non presente negli strumenti attualmente operativi,
dovrà essere compatibile con le costellazioni di smallsat e cubesat per ridurre al minimo i tempi di sviluppo e i costi, aumentando la versatilità del sistema (costellazioni con tempo di rivisitazione e/o copertura aumentati, estrapolazione per altre applicazioni o inclusione di nuove bande d rilevamento, ecc.).

Il consorzio MORERA copre l’intera catena del valore, con partner tecnologici come LIDAX e ASEOPTICS, esperti di sistemi come Thales Alenia Space, e raggiunge gli utenti finali del settore agricolo con società come TEPRO. Ogni partner industriale sarà accompagnato da un istituto di ricerca pubblica (PRO) europeo come l’Istituto Nazionale di Tecnologia Aerospaziale (INTA), l’Istituto di Agricoltura Sostenibile (IAS-CSIC) e l’Università di Valencia (UV), con alla guida del progetto José Antonio Sobrino, Ricercatore principale e
Premio Rei Jaume I per il suo impiego del telerilevamento nell’ambito della protezione ambientale.

Thales Alenia Space alla guida di questo consorzio sarà responsabile della definizione del sistema completo, degli algoritmi di Intelligenza Artificiale in cooperazione con TEPRO e IAS e della definizione e integrazione dei nuovi strumenti a infrarosso termico in cooperazione con LIDAX, ASEOPTICS, INTA e UV, rimanendo responsabile dell’integrazione e dei test finali del prototipo complessivo del sistema.

Il progetto, con un budget complessivo di 5,33 milioni di euro, con contributo di CDTI pari a 3,84 milioni di euro, è stato lanciato ufficialmente a Tres Cantos (Madrid) il 18 dicembre 2020. I risultati finali saranno presentati alla comunità degli utenti finali e al grande pubblico in un workshop programmato nel secondo
semestre del 2023.

(Fonte: Thales Group)

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