Per progettare e valutare sistemi automatizzati in ambito agricolo, occorre ricreare la realtà in ambienti virtuali, con cui si studiano traiettorie, si misurano errori, si valutano tempi e risorse energetiche, si testano soluzioni in maniera sistematica, riducendo costi e rischi prima della sperimentazione reale.
I campi sono ambienti complessi e variabili, pertanto nella ricerca si utilizzano simulatori tridimensionali sviluppati per affrontare problemi specifici dell’agricoltura autonoma, introducendo scenari realistici e analizzando con sempre maggiore precisione l’impatto di pendenze, irregolarità del terreno e condizioni operative complesse. In questo senso, la simulazione non serve solo a testare soluzioni, ma anche a capire quali idee possono essere sperimentate nella realtà.
Si sono evidenziate due strategie di percorrenza del campo. Una è la modalità a “sali e scendi”, con curve a 180 gradi e traiettorie parallele, l’altra è quella a spirale, che parte dai bordi e si chiude progressivamente verso il centro.
In condizioni ideali, la strategia a sali e scendi risulta generalmente più efficiente, anche se va verificata rispetto alle specificità reali dei terreni. Grazie alla simulazione si sono misurati tempi di lavoro, consumi energetici e perdite di efficienza prima ancora di effettuare prove sul campo. Infatti, l’irregolarità del terreno penalizza maggiormente la strategia a sali e scendi. Per evitare di lasciare porzioni di campo non raccolte è necessario aumentare la sovrapposizione tra le traiettorie, con un conseguente aumento del numero di passaggi. La simulazione permette di quantificare questa perdita di efficienza e di valutare, in base alla geometria e alle condizioni del campo, quale strategia sia più adatta. Non si tratta quindi di scegliere una soluzione astratta, ma di supportare decisioni operative concrete.
Per esempio, nei vigneti è fondamentale la precisione. Si lavora su colture di alto valore, dove anche piccoli errori laterali possono causare danni significativi ai filari, quindi occorre muoversi con estrema accuratezza in spazi stretti e spesso irregolari. In questo contesto, il GPS, che è una tecnologia molto diffusa in agricoltura, non sempre è sufficiente. Quando il robot si muove all’interno dei filari, il segnale satellitare può non garantire l’affidabilità necessaria. Per questo è necessaria la presenza di sensori di bordo, che permettono al robot di localizzarsi con maggiore precisione rispetto ai filari e mantenersi al centro, anche in presenza di pendenze, terreni ondulati e filari non perfettamente regolari, tipici dei vigneti reali, che spesso si trovano in zone collinari o terrazzate. Quindi, si creano modelli virtuali in tre dimensioni del terreno, che ricostruiscono i campi reali, ottenuti tramite funzioni geometriche. Variando i parametri di questi modelli si possono creare gemelli digitali del campo agricolo e osservare come i sistemi di controllo reagiscono.
L’obiettivo è capire entro quali limiti queste soluzioni funzionano in modo affidabile, stimando l’errore massimo accettabile e individuando le condizioni in cui l’automazione può davvero supportare lavorazioni di alta qualità.
In questo contesto, strumenti come l’intelligenza artificiale possono accelerare l’evoluzione, per orientarsi verso percorsi che riescano a valutare come si potrà ottenere un impatto realmente vantaggioso.
