Verso il futuro dell’agroalimentare tramite dispositivi IoT based

28/10/2019

Versatilità operativa e semplificazione delle tecniche tramite integrazione di sistemi ottici semplificati

Leonello Trivelli

Quando si fa riferimento a IoT e cloud dati, spesso non si tengono in considerazione gli apporti che possono interessare il settore agroalimentare che, specialmente negli ultimi anni, si ritrova a fare i conti con richieste sempre più specifiche da parte di consumatori e mercati. La realizzazione di sistemi ottici semplificati da adottare in ambito agroalimentare può risollevare le sorti di un settore che arranca gestione e nel controllo dei processi produttivi, in larga parte relegati alle datate pratiche degli operatori, aventi dalla loro unicamente l’esperienza.

La ridotta possibilità – e volontà – di investimenti per l’acquisto di strumentazione analitica fa nascere l’esigenza di misurazioni oggettive, rapide, precise e realizzabili semplicemente; stabilire il momento ideale per la raccolta, condurre il monitoraggio delle fermentazioni e della post-harvest life, monitorare i parametri degli animali: sono solo alcuni esempi degli ambiti di operatività di sistemi ottici IoT-based.

Le tecniche ottiche prevedono, ad esempio, la spettroscopia nel visibile vicino infrarosso (vis/NIR) che si rivela ottimo strumento per l’analisi dei parametri produttivi. Nulla di inedito, però: esistono già altri vis/NIR di elevata affidabilità sul mercato; l’adozione di tali sistemi assicura un ottimo apporto per le filiere, agevolando e perfezionando i processi attualmente presenti. Tuttavia, tali sistemi sono estremamente costosi il cui impiego reale è discutibile.

Il maggiore interesse dei consumatori per le caratteristiche nutrizionali dei prodotti, e il relativo incremento delle aspettative qualitative, ha indotto all’esigenza di modificare radicalmente la gestione delle fasi colturali; le tecnologie e metodologie IoT possono essere adottate con successo a tale scopo. La realizzazione di dispositivi appropriati per impieghi agroalimentari esige specifiche di messa a punto particolari: semplicità e scalabilità nell’architettura costruttiva, compattezza, basso costo di commercializzazione, funzionamento basato su cloud dati (IoT).

La creazione di questi sistemi prevede una metodologia di realizzazione consistente in varie fasi.

Il primo step si basa sulla identificazione e misurazione dei parametri di qualità a partire da vari case studies, sui quali vengono condotti vari tipi di analisi (prettamente chimico-fisiche e sensoriali) al fine di creare indici di riferimento. Il risultato di questa procedura è un dataset spettrale di misure vis/NIR e NIR.

Come secondo step si procede all’elaborazione dei dati spettrali e alla valutazione degli algoritmi per stimare la performance predittiva, con particolare attenzione per l’accuratezza e la predisposizione a future implementazioni.

 

L’ultima fase realizzativa prevede la progettazione dei sistemi ottici semplificati, iniziando a partire dalla simulazione del comportamento di tali sistemi negli ambienti in cui è prevista la loro applicazione, con la seguente realizzazione di prototipi improntati a versatilità e modularità – quest’ultima è estremamente importante per la messa appunto di dispositivi realmente future-proof, pensati per durare nel tempo ed essere integrati in potenziali sistemi futuri. Segue test ed eventuale ottimizzazione.

 

In conclusione, l’obiettivo per il prossimo futuro è la realizzazione di dispositivi dotati di hardware e software semplici, producibili con semplicità e bassi costi per garantirne la diffusione su larga scala.

Chiaramente, la ricerca è fondamentale per l’individuazione di nuovi potenziali campi di applicazione e condurre studi di fattibilità.

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