A robotic platform for precision agriculture and applications

Le tecniche agricole sono state migliorate nel corso dei secoli per soddisfare la crescente domanda di aumento della popolazione mondiale. I recenti progressi tecnologici in termini di piattaforme robotiche possono essere sfruttati in questo contesto. Poiché la gestione del frutteto è una delle applicazioni più impegnative, a causa della sua struttura arborea e della necessaria interazione con l'ambiente, è stata oggetto di ricerca per fornire una soluzione personalizzata che sviluppi un nuovo concetto di veicolo agricolo. Il risultato si è concretizzato in un veicolo cingolato leggero, capace di effettuare una navigazione autonoma sia nello scenario di pieno campo che all'interno dei frutteti (navigazione interfilare). La progettazione meccanica, insieme all'implementazione del software, sono stati dettagliati per evidenziarne i punti di forza, accanto ad alcuni ulteriori miglioramenti previsti per incrementarne le prestazioni complessive. I test di stabilità statica hanno dimostrato che il veicolo può resistere a ripidi pendii. Sono stati inoltre studiati miglioramenti per affinare la stima dello slittamento che si verifica durante le manovre di svolta, tipico dei veicoli cingolati. L'architettura software è stata implementata utilizzando il framework Robot Operating System (ROS), in modo da sfruttare i pacchetti disponibili relativi a componenti base, come le interfacce dei sensori, e consentendo al contempo un'implementazione personalizzata degli algoritmi di navigazione sviluppati. I test in condizioni reali all'interno dei frutteti sperimentali dell'università hanno dimostrato la robustezza e la stabilità della soluzione con oltre 800 ore di lavoro sul campo. Il veicolo ha permesso di attivare e svolgere un'ampia gamma di attività agricole in maniera autonoma, come l'irrorazione, la falciatura e la raccolta di dati sul campo. Questi ultimi possono essere sfruttati per stimare automaticamente le proprietà più rilevanti del frutteto, come il conteggio e la calibratura dei frutti, la stima delle proprietà della chioma e la raccolta autonoma dei frutti con stime post-raccolta.