Mondo Macchina Nr. 2 - Supplemento componentistica - Anno 2022

Edito da FederUnacoma Surl - v. Venafro, 5 - 00159 Roma - Poste Italiane Spa - Sped. A.P. - D.L. 353/2003 (conv. in L. 27/02/2004 n. 46) art. 1 comma 1 - D.C.B. - Roma - taxe percue - tassa riscossa, Roma Italia Mondo Macchina / Machinery World Components MENSILE DI MECCANIZZAZIONE PER L'AGRICOLTURA, LE AREE VERDI, LA ZOOTECNIA E LA GESTIONE DEL TERRITORIO A MONTHLY PUBLICATION ON MECHANIZATION FOR AGRICULTURE, GREEN AREAS, ZOOTECHNICS AND LAND MANAGEMENT supplemento Mondo Macchina / Machinery World febbraio 2022 • n. 2 Speciale robotica Robotics special

SUPPLEMENTO DEL PERIODICO MENSILE DI MECCANIZZAZIONE PER L’AGRICOLTURA, LE AREE VERDI, LA ZOOTECNIA E LA GESTIONE DEL TERRITORIO SUPPLEMENT OF A MONTHLY PUBLICATION OF MECHANIZATION FORAGRICULTURE, GREENAREAS, ZOOTECHNICS AND LAND MANAGEMENT Febbraio/February 2022 iscriz. al Tribunale di Roma n. 306/92 del 14.5.92 sped.A.P. - D.L. 353/2003 (Conv. in L. 27/02/2004 n. 46) art. 1 comma 1 - D.C.B. - Roma taxe perçue-tassa riscossa Roma - Italia Editore Direzione Amministrazione/ Publication Management Administration FederUnacoma surl - Via Venafro, 5 - 00159 Roma Tel. 0643298.1 - Fax 064076370 mondomacchina@federunacoma.it www.mondomacchina.it Direttore Responsabile/Editor in Chief: Girolamo Rossi Caporedattore/Managing Editor: Giovanni M. Losavio Segretario di redazione/Editorial Secretary: Emanuele Bredice Comitato di redazione/Editorial Committee: Marco Acerbi, Patrizia Conti, Davide Gnesini, Patrizia Menicucci, Marco Pezzini, Fabio Ricci, Federica Tugnoli Hanno collaborato a questo numero/Contributors to this number: A. Bolognesi, D. Facchinetti, L.E. Galli, G.M. Losavio, D. Pessina Traduzioni a cura di/Translation by: Akróasis S.I.T. Srl Fotografie/Photography: Archivi FederUnacoma, Archivi Metrics project, Archivi FieldRobotics, Immaginopoli, IStock Grafica e impaginazione/Graphic layout: Simonetta Tranquilli Stampa/Printing: Industria Grafica Umbra s.r.l. Via Umbria, 148 - 06059 Todi (PG) +39 075898041 info@industriagraficaumbra.it Pubblicità/Exclusive Advertising Rights: Concessionaria in esclusiva PROMOSYSTEM s.r.l. - V. P. A. Orlandi, 11/1 40139 Bologna Tel. 0516014411 - Fax 0516014059 info@promosystemsrl.com Bollettino Tecnico mensile della Federazione Nazionale Costruttori Macchine per l’Agricoltura (FederUnacoma) Technical Bulletin of National Union (Federation) of Agricultural Machinery Manufacturers (FederUnacoma) Abbonamento annuale/Annual subscription: Italia UE/Italy and EU 30,00 euro Estero/Elsewhere 40,00 euro ISSN 1125-422X Associato all’USPI Unione Stampa Periodica Italiana Primo PiaNo CLosE-UP 4Componentistica, un mercato in crescita Components a growing market Redazione Editorial Staff sPECiaLE sPECiaL 8Robot autonomi, il ruolo della componentistica Autonomous robots, the component role Giovanni M. Losavio 12Robotica in agricoltura: il futuro è già qui Robotics in agriculture: the future is already here Alessio Bolognesi tECNiCa tECHNoLoGY 24Il progresso tecnico dei motori ad uso agricolo The technical progress of engines for agricultural use Lavinia Eleonora Galli 32Attrezzature e trattori alimentati a batteria Taking stock of battery-powered equipment and tractors Domenico Pessina, Davide Facchinetti NEws 40GreenLifeTire, le ruote ecosostenibili di Mecaplast GreenLifeTire, the eco-friendly wheels from Mecaplast Giovanni M. Losavio 42Surflex, una gamma di frizioni innovative Surflex, a range of innovative clutches Redazione Editorial Staff 43Pneumatici Vredestein per le pale Liebherr Vredestein tyres for Liebherr loaders Redazione Editorial Staff 2 SOMMARIO sommariosummary

4 PRIMO PIANO PRIMO PIANO Componentistica, unmercato in crescita Le stime dell’associazione italiana dei costruttori indicano per il 2021 incrementi di fatturato superiori al 20% per il 70% delle case costruttrici. Indici positivi anche per la prima metà del 2022, e buone prospettive future per effetto delle tecnologie elettroniche, che assumono un’importanza crescente nel comparto e che spingono la meccanica agricola verso la transizione digitale

n. 2/2022 5 CLOSE-UP by Editorial Staff In a year marked by record growth in the agricultural machinery market, with a 36% increase in tractor registrations in Italy and consistent increases for all types of machines and equipment, the components sector is also experiencing consistent growth. Demand for components - be they gears, axles, tyres, engines, and every other type of product right through to accessories for driver's cabs and electronic devices for precision farming and operation control - is growing on the back of production that is running at a very high rate. On the other hand, sales increases are being seen not only in Italy but in the whole of Europe and in the major markets of the world, and this strengthens the business of the Italian components industry, which produces only in part for Components, agrowing market a cura della Redazione In un anno contrassegnato da una crescita record del mercato delle macchine agricole, con un incremento in Italia del 36% delle immatricolazioni di trattrici e incrementi consistenti per ogni tipologia di macchina e attrezzatura, il settore della componentistica non può che registrare anch’esso una crescita consistente. La domanda di componenti – siano essi ingranaggi, assali, pneumatici, motori, e ogni altra tipologia merceologica fino agli accessori per le cabine di guida e ai dispositivi elettronici per l’agricoltura di precisione e per il controllo delle operazioni – cresce sulla spinta di una produzione che marcia ad un ritmo molto elevato. D’altra parte, incrementi di vendite si riscontrano non soltanto in Italia ma nell’intera area europea e sui maggiori mercati del mondo, e questo rafforza il business dell’industria italiana della componentistica, che produce solo in parte per il mercato interno e che destina oltre il 70% della propria produzione ai mercati esteri. L’industria nazionale della componentistica per le macchine agricole ha chiuso il 2020 con un valore della produzione stimato in circa 1,8 miliardi di euro ed è facile prevedere un consuntivo Estimates from the Italian manufacturers' association indicate turnover increases of more than 20% for 70% of manufacturers in 2021. Positive indicators also for the first half of 2022, and good future prospects due to electronic technologies, which are becoming increasingly important in the sector and are pushing agricultural mechanics towards the digital transition

6 PRIMO PIANO 2021 ancora più consistente. I dati del “Barometro” sulla componentistica realizzato da FederUnacoma sulla base dei riscontri presso le industrie associate a Comacomp (la sigla che raccoglie nell’ambito di FederUnacoma le industrie del comparto) indicano infatti una crescita dei fatturati molto consistente. Nell’anno 2021, il 21% delle industrie Comacomp ha registrato incrementi di fatturato compresi fra il 3 e il 20%, mentre addirittura il 70% delle stesse ha segnato una crescita superiore al 20%. Un buon andamento si prevede anche per il primo semestre 2022, quando a fronte di un 31% delle imprese che prevede un andamento stabile del fatturato, spicca un 58% che prevede ulteriori incrementi, sia pure in misura diversa (da un minimo del 3% fino ad oltre il 20%). Nell’ambito della componentistica una parte rilevante assumono le tecnologie elettroniche applicate alle macchine e alle attrezzature agricole. Che si tratti di sensori, schermi e centraline tradizionali, oppure di sistemi di guida automatica, di controllo ISOBUS o di gestione dei Big Data, le tecnologie elettroniche applicate all’agricoltura sono destinate a divenire una parte sempre più importante e sempre più integrata nelle gamme della componentistica. Del resto, gli incentivi pubblici per la transizione digitale costituiscono un driver efficace per la diffusione delle tecnologie elettroniche avanzate e, conseguentemente, per l’inserimento sempre più esteso di queste nella produzione di serie. the domestic market and allocates over 70% of its production to foreign markets. The Italian agricultural machinery components industry closed 2020 with a production value estimated at around 1.8 billion euros, and it is easy to predict an even more substantial 2021 final balance. The data of the "Barometer" on components created by FederUnacoma on the basis of feedback from Comacomp member industries (the acronym that brings together the industries of the sector within FederUnacoma) indicate a very substantial growth in turnover. In 2021, 21% of Comacomp member industries recorded increases in turnover of between 3% and 20%, while as many as 70% of them recorded growth of more than 20%. A good trend is also expected for the first half of 2022, when 31% of companies expect a stable trend in turnover, while 58% expect further increases, albeit to varying degrees (from a minimum of 3% to more than 20%). Electronic technologies for agricultural machinery and equipment play an important role in the components sector. Whether traditional sensors, screens and control units, or automatic guidance systems, ISOBUS control or Big Data management, electronic technologies applied to agriculture are set to become an increasingly important and increasingly integrated part of the component ranges. Moreover, public incentives for the digital transition are an effective driver for the spread of advanced electronic technologies and, consequently, for their increasingly widespread inclusion in mass production. PRIMO PIANO

by Giovanni M. Losavio Even today, when we think of the primary sector, we think of a traditional society based on manual labour, with little technology, and characterised by dry, basic lifestyles, marked by the rigorous timing of tasks in the fields. Thinking of the rural world brings to mind the idea of a fragile, low-productivity economy, vulnerable to the vagaries of the climate, the attacks from parasites and the impoverishment of the soil. Precisely because they are so closely linked to man's basic needs and to the socio-productive system that has accompanied a significant part of human progress, agricultural activities end up, wrongly, recalling that condition of uncertainty that has long characterised our 'being in the world'. For this very reason, ever since the invention of the first engines - steam engines, but above all internal combustion engines - the ambition to delegate work in the fields to machines has been cultivated, with the idea of industrialising agriculture by subjecting it to ever greater control over production factors. Moreover, in that exercise of imagination in which science fiction literature produces more or less futuristic scenarios, rural settings have always played a leading role. The conquest of a new frontier, be it technological or spatial, is marked - in novels as in fea8 SPECIALE dI Giovanni M. Losavio Ancora oggi quando si pensa al settore primario la mente corre all’immagine di una società tradizionale, fondata sul lavoro manuale e povera di tecnologia, caratterizzata da stili di vita asciutti, essenziali, scanditi dai tempi rigorosi delle operazioni nei campi. Pensare al mondo rurale richiama l’idea di un’economia fragile, a bassa produttività, vulnerabile ai capricci del clima, all’aggressione dei parassiti, all’impoverimento dei terreni. Proprio perché così strettamente connesse con i bisogni primari dell’uomo e con quel sistema socio-produttivo che ha accompagnato una parte significativa del cammino umano, le attività agricole finiscono dunque per richiamare, a torto, quella condizione di incertezza che ha a lungo caratterizzato il nostro “stare al mondo”. Proprio per questo, fin dall’invenzione dei primi motori – a vapore, ma soprattutto a scoppio – si è coltivata l’ambizione di delegare alle macchine il lavoro nei campi, con l’idea di industrializzare l’agricoltura sottoponendola ad un controllo dei fattori produttivi sempre più spinto. Del resto, in quell’esercizio di immaginazione in cui la letteratura fantascientifica si produce per la costruzione di scenari più o meno futuribili, le ambientazioni rurali giocano da sempre un ruolo di primo piaSPECIALE Robot autonomi, il ruolo della componentistica Lo sviluppo di mezzi meccanici autonomi è stato reso possibile grazie alle numerose e profonde innovazioni che il settore della componentistica ha conosciuto negli ultimi 30 anni. Si tratta di quelle parti che, come nel caso dell’IA, dei sensori e delle videocamere 4K, costituiscono la mente e l’apparato sensoriale dei robot agricoli

n. 2/2022 9 SPECIAL ture films - by a revolution in agricultural practices. A revolution in which machines, or rather a system of machines, are the protagonists: intelligent, interconnected, autonomous. Machines capable of self-learning, self-correcting, self-repairing, self-powering and, therefore, of carrying out on their own all those operations that used to be carried out manually or under human control or direction. Autonomously guided tractors that plough the land, robot sprayers that move between the rows of vines to deliver targeted treatments, drones suspended in the air to monitor the water requirements of vegetation. And there's more: sensors able to detect the degree of ripeness of individual bunches of grapes, intelligent axles designed to optimise vehicle travel, electronic control units designed to manage vehicle functions and rationalise consumption, and electric motors with high autonomy. What only 30 years ago seemed to be a scenario set in a distant future is now a reality. Since the end of the 1980s, agricultural mechanics has made a great technological leap forward, which, in turn, has been made possible by extraordinary progress in the components sector. Innovative processes do not only involve machines as integrated systems, although they are much more tangible in this case, but also (and perhaps above all) the various parts that are part of those Autonomous robots, the component role no. La conquista di una nuova frontiera, sia essa tecnologica o spaziale, è infatti scandita – nei romanzi come nei lungometraggi – da una rivoluzione delle pratiche agricole. Una rivoluzione, questa, di cui sono protagoniste le macchine, o meglio, un sistema di macchine: intelligenti, interconnesse, autonome. Mezzi in grado di auto-apprendere, auto-correggersi, auto-ripararsi, auto-alimentarsi e, dunque, di svolgere da soli tutte quelle operazioni che un tempo venivano eseguite manualmente o comunque sotto il controllo o la direzione dell’uomo. Trattori a guida autonoma che arano il terreno, atomizzatori robot che si muovono tra i filari di una vigna per erogare trattamenti mirati, droni sospesi nell’aria per monitorare il fabbisogno idrico della vegetazione. E ancora: sensori in grado di rilevare il grado di maturazione del singolo grappolo d’uva, assali intelligenti progettati per ottimizzare la marcia dei veicoli, centraline elettroniche studiate per gestire al meglio le funzioni del veicolo e razionalizzarne i consumi, motori elettrici ad elevata autonomia. Quello che solo 30 anni fa sembrava essere uno scenario ambientato in un lontano futuro, oggi è una realtà. Dalla fine degli anni ’80 la meccanica agricola ha infatti compiuto un grande salto tecnologico che, a sua volta, è stato reso possibile dagli straordinari progressi nel settore dei componenti. I processi innovativi, infatti, non coinvolgono soltanto le macchine intese come sistemi integrati, benché essi siano in tal caso assai più tangibili, ma anche (e forse soprattutto) le diverse parti che di quei sistemi fanno parte. È il caso, ad esempio, dei dispositivi elettronici. Attualmente essi sono prodotti con tecnologie nanometriche che hanno permesso di ridurre le dimensioni dei transistor fino al 5nm, modificandone il comportamento e le prestazioni. Altre innovazioni hanno interessato le architetture dei chip, i bus di comunicazione e altri componenti digitali facendo crescere la potenza di calcolo in The development of autonomous mechanical vehicles has been made possible by the many profound innovations that the component industry has known over the last 30 years. These are the parts that, as in the case of AI, sensors and 4K cameras, form the mind and sensory apparatus of agricultural robots

SPECIALE modo non più lineare ma esponenziale. Grazie ai progressi della ricerca è stato possibile da un lato migliorare le performance dei circuiti integrati, dall’altro realizzare considerevoli economie di scala e, quindi, abbattere le barriere di accesso alle tecnologie di calcolo. Con lo sviluppo delle videocamere ad alta risoluzione e il loro abbinamento all’IA – per fare un altro esempio – si sono messe a punto tecnologie di diagnosi fotografica in grado di analizzare lo stato vegetativo di una coltura e di identificare eventuali agenti patogeni. Non meno significativi i passi avanti compiuti nel campo dei sensori, che possono essere considerati come il vero apparato “sensibile” delle macchine autonome. Attraverso i sensori, l’IA ottiene un complesso di informazioni e parametri – la distanza tra le fila di un vigneto, le caratteristiche morfologiche del terreno, il fabbisogno idrico di una singola pianta, l’eventuale presenza di piante infestanti – che determinano il modo in cui la macchina, nella più totale libertà, decide come operare sul campo. Se molte di queste tecnologie digitali – robotica compresa – trovano da tempo impiego nelle tecniche e nelle procedure dell’agricoltura di precisione, oggi la nuova frontiera sembra essere proprio quella dei robot autonomi. Macchine che, senza alcun intervento dell’uomo, scelgono quali lavorazioni eseguire, quando e come farle. In tale scenario, di cui oggi si intravedono i primi contorni, c’è anche posto per l’errore perché questi mezzi non sono concepiti per essere perfetti. Sono invece progettati per imparare da uno sbaglio, per auto-correggersi nell’immediato e per modificare i comportamenti futuri sulla base dell’errore compiuto. Proprio come farebbe un uomo nella sua quotidianità. Giovanni M. Losavio systems. This is the case, for example, with electronic devices. They are now produced using nanometric technologies that have made it possible to reduce the size of transistors down to 5nm, changing their behaviour and performance. Other innovations have affected chip architectures, communication buses and other digital components, making computing power grow exponentially rather than linearly. Research progress has made it possible to improve the performance of integrated circuits and to achieve considerable economies of scale, thus breaking down barriers of access to computing technologies. The development of high-resolution video cameras and their combination with AI, for example, has led to the development of photo-diagnostic technologies capable of analysing the vegetative state of a crop and identifying possible pathogens. No less significant is the progress made in the field of sensors, which can be considered as the true 'sensitive' apparatus of autonomous machines. Through sensors, the AI obtains a complex of information and parameters - the distance between the rows of a vineyard, the morphological characteristics of the soil, the water requirements of an individual plant, the possible presence of weeds - which determine how the machine, in total freedom, decides how to operate in the field. While many of these digital technologies - including robotics - have long been used in precision farming techniques and procedures, today the new frontier seems to be that of autonomous robots. Machines that, without any human intervention, choose what work to do, when and how to do it. In this scenario, of which we can now see the first outlines, there is also room for error because these machines are not designed to be perfect. Instead, they are designed to learn from a mistake, to self-correct immediately and to modify future behaviour on the basis of the error made. Just as a human being would do in his or her everyday life. Giovanni M. Losavio SPECIALE

by Alessio Bolognesi - Technical Service FederUnacoma Lorenzo Marconi of the Department of Electrical and Information Engineering of the University of Bologna, an expert in automatic controls and founder of the university's spin-off company FieldRobotics - which develops robotic systems capable of operating in hostile environments - tells Mondo Macchina about the current landscape and prospects of robotics applied to agriculture. Over the past few years, you have developed a UGV, a rover with interchangeable equipment for specialized tasks which, after having been managed as an internal DEI project, is now followed by a full-fledged company. Would you tell us about the evolution of the project and what are the specific features of your robot? Work on the UGV began more than five years ago. We decided to invest in the development of a ground vehicle with precision agriculture in mind, transferring a whole series of skills that we had honed in some European robotics projects, especially on the subject of autonomous navigation 12 SPECIALE dI Alessio Bolognesi - Servizio Tecnico FederUnacoma Lorenzo Marconi del Dipartimento di Ingegneria elettrica e dell’informazione dell’Università di Bologna, esperto in controlli automatici e fondatore dello spin off dell’università FieldRobotics – che si occupa di sviluppare sistemi robotici in grado di operare in ambienti ostili – racconta a Mondo Macchina l’attuale panorama e le prospettive della robotica applicata all’agricoltura. Nel corso degli ultimi anni, avete messo a punto un UGV, un rover insomma, ad attrezzature intercambiabili per le lavorazioni specializzate il quale, dopo essere stato gestito come progetto interno al DEI, è ora seguito da un'azienda a tutti gli effetti. Ci può raccontare l'evoluzione del progetto e quali sono le caratteristiche specifiche del vostro robot? Il lavoro sull’UGV è iniziato più di cinque anni fa. Abbiamo deciso di investire sullo sviluppo di un veicolo terrestre pensando all’agricoltura di precisione, travasando tutta una serie di competenze che avevamo affinato in alcuni progetti europei di robotica, soprattutto in tema di navigazione autonoma in ambienti SPECIALE Robotica inagricoltura: il futuroègiàqui

n. 2/2022 13 SPECIAL in hostile environments, and making use of the specific mechanical engineering skills gained in the group. The area of agriculture immediately seemed to us to be the one where the impact we could bring was greatest. The project started more as an academic research activity, an attempt to develop wireline navigation algorithms without the use of GPS, only based on real-time reconstruction of the surrounding environment with cameras and laser scanners. Many undergraduates, postgraduates and PhD students took turns on the prototype and contributed to improving it, attracted by the field of automation in agriculture that increasingly attracts the interest of young engineers. As the years went by, we saw that the vehicle became more and more reliable, even operating in very hostile environments such as terrain, and with some mechanical devices it could perform many operations that made it a "universal" machine. So we decided to invest and gamble on bringing it closer to the market and to an industrialization phase. FieldRobotics, a spin-off of the University of Bologna, was born with the aim of making this type of rover the tractor of the future, the tool through which the field work will be comRobotics inagriculture: the future is already here ostili, e mettendo a frutto delle competenze specifiche di ingegneria meccanica maturate nel gruppo. L’ambito dell’agricoltura ci è sembrato subito quello in cui l’impatto che potevamo portare era massimo. Il progetto è nato più come attività di ricerca accademica, il tentativo di sviluppare algoritmi di navigazione in filare senza l’uso del GPS, solo basati sulla ricostruzione in tempo reale dell’ambiente circostante con telecamere e laser scanner. Molto numerosi sono i laureandi, gli assegnisti e i dottorandi che si sono alternati sul prototipo e che hanno contribuito a migliorarlo, attirati dal campo dell’automazione in agricoltura che sempre più attrae l’interesse dei giovani ingegneri. Con il passare degli anni abbiamo visto che il veicolo diventava sempre più affidabile anche operando in ambienti molto ostili come terreno, e con alcuni accorgimenti meccanici poteva svolgere tante operazioni che lo rendevano macchina “universale”. Abbiamo quindi deciso di investire e scommettere per portarlo sempre più vicino al mercato e ad una fase di industrializzazione. È nata quindi FieldRobotics, spin-off dell’università di Bologna, che avrà proprio l’obiettivo di rendere questo tipo di rover il trattore del futuro, lo strumento attraverso il quale la lavorazione del campo si coniugherà con la mappatu-

14 SPECIALE ra strumentale per svolgere applicazioni in ambito agricoltura di precisione. È indubbio che negli ultimi tempi si parli in maniera sempre più insistente di robotica in campo agricolo, sia in relazione ai vantaggi derivanti dalla precisione delle soluzioni proposte, bined with instrumental mapping to carry out applications in precision agriculture. There is no doubt that in recent times there has been an increasing amount of talk about robotics in the agricultural field, both in relation to the advantages deriving from the SPECIALE Testare comportamento e prestazioni dei robot autonomi attraverso una competizione finalizzata a verificare quale macchina è in grado di offrire le migliori performance. Questo è l’obiettivo del progetto europeo Metrics, che vede la partecipazione di 17 attori istituzionali da tutto il continente – l’Italia è rappresentata dal Politecnico di Milano, dalle Università di Milano e di Firenze – e che coinvolge quattro diversi campi di attività: produzione agile, salute, manutenzione delle infrastrutture, agroalimentare. A ciascun comparto corrisponde uno specifico sottoprogetto: quello relativo al settore agroalimentare si chiama ACRE (Agri-food Competition for Robot Evaluation). In questo sottoprogetto le prove sul campo sono concepite per valutare la capacità dei robot di eseguire lavorazioni che, come la rimozione delle infestanti o l'erogazione dei trattamenti fitosanitari, richiedono un’elevata autonomia decisionale della Intelligenza Artificiale. I robot autonomi si sfidano sul campo Testing the behaviour and performance of autonomous robots through a competition aimed at verifying which machine is able to offer the best performance. This is the objective of the European project Metrics, which involves 17 institutional players from all over the continent - Italy is represented by the Politecnico di Milano, the Universities of Milan and Florence - and which involves four different fields of activity: agile production, health, infrastructure maintenance and agrifood. Each sector corresponds to a specific sub-project: the one concerning the agrifood sector is called ACRE (Agri-food Competition for Robot Evaluation). In this sub-project, field trials are designed to evaluate the ability of robots to perform tasks that require a high degree of decision-making autonomy from artificial intelligence, such as removing weeds or providing pesticide treatments. Autonomous robots compete in the field

n. 2/2022 15 SPECIAL sia per la possibilità di ridurre a zero il rischio per l'essere umano, soprattutto per lavorazioni in condizioni estreme. Qual è la vostra visione? La visione di FieldRobotics è che la roboticizzazione e l’elettrificazione del campo è un processo inevitabile su cui necessariamente tutto il mondo dell’agricoltura dovrà convergere. Il trend che stiamo vedendo per l’automotive, in termini di elettrificazione dei veicoli e di sviluppo della guida autonoma, caratterizzerà anche l’ambito agricolo ed è strategico investire in questa direzione. C’è sicuramente una questione di sicurezza del lavoro, ma anche di sostenibilità economica. Il settore agricolo soffre più di altri il problema del reperimento della manodopera sia specializzata che no. La variabilità della produzione da una stagione all’altra rende sempre più complicato organizzare le squadre di lavoro. Oltre l’aspetto logistico c’è chiaramente quello economico che, nel campo per esempio della frutticoltura, rende la raccolta manuale non più sostenibile. Il nostro obiettivo è portare la rivoluzione a cui abbiamo assistito qualche decennio fa in altri ambiti produttivi, come quello manifatturiero, anche in agricoltura. Le difficoltà sono enormi, non essendo l’ambito agricolo un ambito strutturato come quello del packaging o dell’industria manifatturiera. È una rivoluzione, ci vorrà del tempo, ma siamo convinti che ci si arriverà. E la rivoluzione riguarderà non solo le macchine ma anche tutto quello che c’è dietro, come il service e la mentalità e le capacità degli utilizzatori. Ritiene che il futuro di queste applicazioni sarà "elettrico" per precision of the solutions proposed, and for the possibility of reducing the risk for human beings to zero, especially when working in extreme conditions. What is your vision? FieldRobotics' vision is that the roboticisation and electrification of the field is an inevitable process that the entire world of agriculture will necessarily have to converge on. The trend we are seeing in the automotive sector, in terms of vehicle electrification and the development of autonomous driving, will also characterize the agricultural sector and it is strategic to invest in this direction. There is definitely an issue of job security, but also economic sustainability. The agricultural sector suffers more than others from the problem of finding both skilled and unskilled labour. The variability of production from one season to the next makes it increasingly complicated to organize work teams. In addition to the logistical aspect, there is clearly the economic one which, in the field of fruit growing for example, makes manual harvesting no longer sustainable. Our goal is to bring the revolution we witnessed a few decades ago in other areas of production, such as manufacturing, to agriculture as well. The difficulties are enormous, since agriculture is not as structured as packaging or manufacturing. It's a revolution, it's going to take time, but we're convinced it's going to happen. And the revolution will involve not only machines but also everything behind them, such as service and the mindset and skills of the users. Do you think the future of these applications will be "elec-

16 SPECIALE quanto riguarda la generazione di potenza e la movimentazione delle macchine? Penso proprio di sì e non solo per una questione di economicità del sistema elettrico rispetto a sistemi endotermici e per una questione di sostenibilità ambientale, ma anche perché l’attuazione e la movimentazione elettrica permette di ottenere progetti meccanici molto più compatti e quindi affidabili rispetto a quelli in cui il moto è generato da un motore endotermico. Penso che si assisterà sempre più ad una decentralizzazione della motorizzazione ovvero tanti motori elettrici periferici posizionati dove c'è bisogno del moto. Questo seguendo di qualche decennio quello che è successo nel campo dell’automazione industriale in cui la meccanica è stata pian piano sostituita alla meccatronica. Per non parlare di tutto il mondo della produzione in serra in cui l’attuazione elettrica è indispensabile per ovvi motivi. Questa rivoluzione elettrica, analogamente a quello che sta succedendo nell'automotive, porterà con sé anche l’esigenza di aggiornare l’infrastruttura con, eventualmente, sistemi di generazione in loco mediante fonti rinnovabili. Ormai da alcuni anni la Francia la sta facendo da padrone in Europa nel campo della robotica per frutteto e vigneto, con diverse società già sul mercato con macchine per quasi ogni tipo di lavorazione. Perché in Italia siamo, in ambito di prodotti industrializzati almeno, così indietro in questo settore? Stiamo rischiando di dover rincorrere la concorrenza? Cosa manca a suo avviso? L'Italia, come altri paesi europei, ha un gap significativo rispetto alla Francia. Il governo francese ha messo già da diversi anni una quantità di risorse inimmaginabili per stimolare l'innovazione in agricoltura e tutta una serie di realtà industriali visionarie hanno sfruttato questa opportunità per acquisire un tric" in terms of power generation and machine movement? I really think so and not only for a question of economy of the electric system compared to endothermic systems and for a question of environmental sustainability, but also because the electric actuation and movement allows to obtain much more compact mechanical designs, which are more reliable than those in which the motion is generated by an endothermic engine. I think we will see more and more decentralization of motorization, that is, many peripheral electric motors positioned where the motion is needed. This follows by a few decades what has happened in the field of industrial automation where mechanics has slowly been replaced by mechatronics. Not to mention the whole world of greenhouse production where electrical implementation is essential for obvious reasons. This electric revolution, similar to what's happening in automotive, will also bring with it the need to upgrade the infrastructure with, possibly, onsite generation systems using renewable sources. For some years now, France has been leading the way in Europe in the field of orchard and vineyard robotics, with several companies already on the market with machines for almost every type of processing. Why is it that in Italy, in terms of industrialized products at least, we are so far behind in this sector? Are we in danger of having to chase the competition? What is missing in your opinion? Italy, like other European countries, has a significant gap with France. For several years now, the French government has put an unimaginable amount of resources into stimulating innovation in agriculture, and a whole series of visionary industrial realities have taken advantage of this opportunity to gain a competitive advantage that is there for all to see. As noted at recent trade shows, EIMA to name SPECIALE L’impiego di robot autonomi per le lavorazioni agricole è già una realtà, e nel prossimo futuro la loro diffusione appare destinata a diventare ancora più capillare. Nel settore dell’automazione e dell’Intelligenza Artificiale i progressi sono all’ordine del giorno e si succedono con un ritmo serrato. Le sinergie tra aziende, università e centri di ricerca, così come gli investimenti mirati e consistenti, stanno permettendo di mettere a punto sistemi IA sempre più avanzati e precisi, sensori più accurati, applicazioni software più evolute e user friendly. Già oggi è possibile vedere all’opera alcune di queste macchine nelle nostre aziende, altre invece sono allo stato prototipale ma non sono comunque lontane dal debuttare sul mercato. È quello che sta accadendo con lo sviluppo di Dedalo, un progetto nato dalla collaborazione tra l’Università di Bologna e due realtà produttive bolognesi, Fieldrobotics e Aslatech Robotics Company. Dedalo è un rover cingolato autonomo, in grado di svolgere diverse operazioni colturali tipiche dei fruttati, quali ad esempio la trinciatura e l’erogazione dei trattamenti fitosanitari. Compatto e leggero (550 chili senza attrezzature), il robot è alimentato da una batteria da 12 kW con un’autonomia di 9 ore (terreni in piano). Dedalo è in grado di muoversi negli spazi grazie a una tecnologia che riconosce gli ostacoli e rileva dimensioni e struttura dei filari. Dedalo, il rover che fa tutto da solo The use of autonomous robots for agricultural work is already a reality, and in the near future they are likely to become even more widespread. In the field of automation and artificial intelligence, progress is the order of the day, and it is happening at a rapid pace. The synergies between companies, universities and research centres, as well as targeted and substantial investments, are making it possible to develop increasingly advanced and precise AI systems, more accurate sensors, and more advanced and user-friendly software applications. It is already possible to see some of these machines at work in our companies, while others are at the prototype stage but are not far from making their market debut. This is what is happening with the development of Dedalo, a project born from the collaboration between the University of Bologna and two Bolognese companies, Fieldrobotics and Aslatech Robotics Company. Dedalo is an autonomous tracked rover, capable of carrying out various cultivation operations typical of fruit trees, such as chopping and providing pesticide treatments. Compact and light (550 kg without equipment), the robot is powered by a 12 kW battery with an autonomy of 9 hours (on level ground). Dedalo is able to move through spaces thanks to a technology that recognises obstacles and detects the size and structure of rows. Daedalus, the rover that does everything on its own

18 SPECIALE vantaggio competitivo che è sotto gli occhi di tutti. Come osservato in occasione di recenti eventi fieristici, EIMA per citarne uno, sono già presenti macchine commerciali sviluppate da startup francesi che permettono di svolgere compiti in modo completamente automatico fino a pochi anni fa impensabili. Sicuramente siamo indietro ma, considerando le risorse che arone, there are already commercial machines developed by French startups that allow them to perform tasks fully automatically that were unthinkable just a few years ago. We are certainly behind but, considering the resources that will arrive in the agritech area, for example through the Recovery Plan, I am sure that the gap, even if not completely SPECIALE Oggi nel mondo ci sono circa cento tipi di robot agricoli, tra macchine effettivamente operative – alcune delle quali sono state presentate al grande pubblico di EIMA 2021 – e prototipi ancora in fase di test. Una quota significativa di queste macchine, circa il 30%, è destinata a lavorazioni quali il diserbo e la raccolta. Sotto un profilo prettamente quantitativo, il primato per la robotica di ultima generazione spetta agli USA che, con i 24 modelli sviluppati dalle aziende statunitensi, occupano il primo posto del ranking mondiale. Seguono a stretto giro l’Olanda e la Francia, che possono vantare nel proprio carniere rispettivamente 16 e 12 robot autonomi e che precedono la Germania (7). In posizione di rincorsa l’Italia, che può vantare quattro robot ad alta innovazione, lo stesso numero di esemplari sviluppati da Gran Bretagna, Spagna e Danimarca. I numeri, citati in un recente report diffuso dall’Informatore Agrario, evidenziano come il sistema della ricerca italiano sia impegnato nello sforzo di recuperare competitività rispetto ad altri Paesi, e indicano come sia fondamentale che questo impegno venga sostenuto con programmi che coinvolgano in eguale misura gli enti pubblici e le aziende private. Tecnologie robotiche, una sfida per il sistema italiano Today there are around one hundred types of agricultural robot in the world, including machines that are actually operational - some of which were presented to the general public at EIMA 2021 - and prototypes still in the testing phase. A significant share of these machines, around 30%, is intended for operations such as weeding and harvesting. From a purely quantitative point of view, the record for latest-generation robotics is held by the USA, which, with 24 models developed by US companies, occupies first place in the world ranking. They are closely followed by the Netherlands and France, which can boast 16 and 12 autonomous robots respectively, ahead of Germany (7). Italy, which can boast four highly innovative robots, the same number as those developed by Great Britain, Spain and Denmark, is also in the running. The figures, quoted in a recent report published by Informatore Agrario, show how the Italian research system is committed to recovering competitiveness compared to other countries, and indicate how fundamental it is that this commitment be supported with programmes that involve public bodies and private companies in equal measure. Robotictechnologies, achallengefor theItaliansystem

n. 2/2022 19 SPECIAL riveranno in ambito agritech per esempio attraverso il PNRR, sono sicuro che il gap, anche se non completamente colmato, possa almeno essere ridotto. L'importante è non perdere tempo e mettere in campo tutta la fantasia, la competenza e la tecnologia che vede l'Italia primeggiare a livello internazionale. Penso infatti che sia solo una questione di risorse, sicuramente non di competenze e di capacità di innovare. Attualmente la robotica e l'intelligenza artificiale sono sotto la lente della Commissione EU. Il nuovo Regolamento Macchine tratterà questi temi, è in corso di scrittura una norma armonizzata, la futura EN ISO 18497, che definirà i requisiti di sicurezza per le macchine autonome e la Commissione sta scrivendo un regolamento riguardante l'Intelligenza Artificiale. Quanto ritiene importante che le realtà italiane siano attive, in tali ambiti? Quali i rischi o problemi legati ai futuri regolamenti? Penso che sia importantissimo che le realtà italiane impegnate in innovazione in ambito agricolo siano fortemente coinvolte in questo processo di regolamentazione. La problematica di regolamentare aspetti di intelligenza artificiale in agricoltura, come pure in altri ambiti, deve necessariamente essere affrontata per gradi e attraverso una stretta collaborazione tra enti normatori, interlocutori industriali e anche universitari. È un dominio dove le competenze tecniche sono elevate ed è difficile pensare di identificare delle regole giuste senza un forte coinvolgimento tecnico. Quando si parla di Intelligenza Artificiale i contesti possono essere tanti e non possono essere omologati in closed, can at least be reduced. The important thing is not to waste time and to put into play all the imagination, expertise and technology that sees Italy excel at the international level. Indeed, I think it's just a matter of resources, certainly not skills and the ability to innovate. Robotics and artificial intelligence are currently under the EU Commission's lens. The new Machinery Regulation will address these issues, a harmonized standard, the future EN ISO 18497, is being written that will define safety requirements for autonomous machines, and the Commission is writing a regulation regarding Artificial Intelligence. How important do you think it is for Italian companies to be active in these areas? What are the risks or issues associated with future regulations? I think it is very important that Italian companies engaged in innovation in agriculture are strongly involved in this regulatory process. The problem of regulating aspects of artificial intelligence in agriculture, as well as in other areas, must necessarily be addressed step by step and through close collaboration between regulatory bodies, industrial partners and even universities. It's a domain where technical expertise is high and it's hard to think about identifying the right rules without strong technical involvement. When it comes to artificial intelligence, there can be many contexts and they cannot be homologated in a single instance. It is therefore necessary to first regulate simpler aspects, such as artificial intelligence aspects related to au-

20 SPECIALE un'unica istanza. Occorre quindi prima regolamentare aspetti più semplici, come per esempio aspetti di Intelligenza Artificiale legati alla navigazione autonoma in ambienti non frequentati da umani, per poi andare a regolamentare aspetti più complicati e incerti, come quelli in cui c’è “co-abitazione” tra sistemi robotici autonomi o semi-autonomi ed esseri umani. Questi aspetti sono ormai la prassi in altri ambiti produttivi e caratterizzeranno anche il mondo agricolo in prospettiva. I rischi che intravedo sono legati a regolamentazioni troppo stringenti, magari motivate da una scarsa comprensione delle specificità e caratteristiche di algoritmi di intelligenza artificiale, che potrebbe frenare lo sviluppo rendendo più difficoltoso il recupero da paesi più avanti di noi come la Francia. Attualmente stiamo vedendo, nella corsa alla robotica, chi si indirizza su grandi trattori autonomi, chi invece si orienta a macchine più piccole e specializzate, fino ad arrivare alle flotte di piccoli rover collaborativi. Gettando uno sguardo al futuro, quale sarà secondo lei l'evoluzione della robotica nel campo delle lavorazioni agricole? Penso che dipenda molto dal contesto applicativo. È indubbio che in certi ambiti di agricoltura andare su macchine grandi sia inevitabile per garantire efficacia produttiva. FieldRobotics, più interessata ad ambiti di frutticoltura e di produzione in serra, pensa che la visione di avere tanti robot piccoli e gestire le grandi tonomous navigation in environments not frequented by humans, and then go on to regulate more complicated and uncertain aspects, such as those in which there is "co-habitation" between autonomous or semi-autonomous robotic systems and human beings. These aspects are now standard practice in other areas of production and will also characterize the agricultural world in the future. The risks I see are related to overly stringent regulations, perhaps motivated by a lack of understanding of the specificities and characteristics of artificial intelligence algorithms, which could hinder development by making it more difficult to catch up with countries ahead of us like France. In the race for robotics, we are currently seeing those targeting large autonomous tractors, those targeting smaller, more specialized machines, and even fleets of small collaborative rovers. Looking to the future, what do you think will be the evolution of robotics in the field of agricultural processing? I think it really depends on the application context. There is no doubt that in certain areas of agriculture, large machines are unavoidable to ensure productive efficiency. FieldRobotics, which is more interested in fruit growing and greenhouse production, thinks the vision of having lots of small robots SPECIALE

22 SPECIALE and managing large expanses and large productions by multiplying these small machines is a winning choice and definitely a futuristic scenario. Multiplying machines, while keeping them small in size, has a number of advantages. For example, the problem of soil compaction is drastically reduced. In addition, the machine's smaller size ensures lower costs and easier maintenance. Redundancy also allows for greater flexibility in planning predictive maintenance without stopping production. In the context of fruit farming, moreover, the small size enables a different exploitation of the land, with plants that can have smaller inter-row dimensions. FieldRobotics is gambling in this direction. SPECIALE estensioni e le grandi produzioni mediante la moltiplicazione di queste piccole macchine sia una scelta vincente e decisamente uno scenario futuristico. La moltiplicazione delle macchine, mantenendo queste di dimensioni piccole, ha una serie di vantaggi. Per esempio, il problema della compattazione del terreno viene drasticamente ridotto. Inoltre, la dimensione ridotta della macchina garantisce costi più contenuti e una maggiore facilità di manutenzione. La ridondanza permette in aggiunta maggior flessibilità nel pianificare manutenzioni predittive senza fermare la produzione. Nel contesto della frutticoltura, inoltre, le dimensioni contenute permettono di ipotizzare un diverso sfruttamento del terreno, con impianti che possono avere dimensioni ridotte dell’interfilare. FieldRobotics scommette in questa direzione.

n. 2/2022 23 SPECIAL Qual è e quale sarà, invece, il ruolo degli UAV in Agricoltura? I cosiddetti droni sono oggi condizionati dalla limitata autonomia di volo e dalla limitata capacità di carico. Il loro utilizzo è quindi principalmente confinato all'ambito di monitoraggio con sensori dal peso limitato. I loro benefici più evidenti sono chiaramente associati alla potenziale velocità con cui i dati vengono acquisiti (pochi minuti servono per mappare un ettaro) e dalla capacità di avere punti di osservazione privilegiati. Penso che il loro uso in prospettiva sia sempre in sinergia con veicoli terrestri complementando le loro caratteristiche. Personalmente vedo gli UAV come utili per determinare mappe di salute in tempi rapidi, con frequenze di mappatura decisamente più alte rispetto a soluzioni satellitari, sempre in sinergia con veicoli terrestri che potrebbero rappresentare “docking station” per gli agenti aerei al fine di sopperire alla limitata autonomia, Anche in questo caso le tecnologie ad oggi disponibili sono a livello elevatissimo sia in termini di affidabilità che di capacità di operare in ambiti ostili. Non sempre il loro utilizzo è tuttavia giustificato soprattutto in Italia dove l'estensione media delle aziende agricole è di pochi ettari. Penso comunque che occorra essere pronti, padroneggiando queste tecnologie. Questo è il caso di FieldRobotics in cui molti dei collaboratori hanno tanta esperienza in questo dominio. Alessio Bolognesi What is, and what will be, the role of UAVs in Agriculture? So-called drones today are constrained by limited flight range and limited cargo capacity. Therefore, their use is mainly confined to the area of monitoring with limited weight sensors. Their most obvious benefits are clearly associated with the potential speed at which data are acquired (a few minutes are needed to map a hectare) and the ability to have privileged vantage points. I think their prospective use is always in synergy with ground vehicles complementing their characteristics. Personally, i see UAVs as useful to determine health maps quickly, with mapping frequencies much higher than satellite solutions, always in synergy with ground vehicles that could represent docking stations for airborne agents in order to compensate for the limited autonomy. Also in this case the technologies available today are at a very high level both in terms of reliability and ability to operate in hostile environments. However, their use is not always justified, especially in Italy where the average size of farms is few hectares. I still think you need to be ready by mastering these technologies. This is the case at FieldRobotics where many of the contributors have a lot of experience in this domain. Alessio Bolognesi

di Lavinia Eleonora Galli – DISAA Università di Milano Èormai noto come la moderna agricoltura non possa essere indipendente dalle macchine, al fine di poter garantire i livelli produttivi richiesti dal mercato. Con lo scopo di incrementare le produzioni, il numero e la dimensione delle macchine operanti nel settore agricolo è andato via via aumentando. Negli anni, l’incremento dei mezzi meccanici in agricoltura (così come in altri settori) equipaggiati con motori a combustione interna ha evidenziato il problema delle emissioni gassose inquinanti. Oltre a ridurre progressivamente le emissioni di inquinanti, la regolamentazione di questi motori, voleva contribuire al rinnovo del parco macchine che, in un Paese come l’Italia, presenta un livello di obsolescenza molto elevato (l’età media dei trattori operanti in Italia è superiore ai 20 anni). L’anno 1996 ha rappresentato il primo step di un cambiamento che a tutti gli effetti si può definire “epocale”, con l’introduzione dei primi step delle normative per la limitaTECNICA 24 TECNICA Il progresso tecnico deimotori aduso agricolo Analogamente a quelli per il settore automotive, anche i motori endotermici per veicoli “offroad” (inclusi quelli montati sulle macchine agricole motrici) hanno un impatto sull’ambiente. L’adozione dei più recenti dispositivi antinquinamento consente una riduzione delle emissioni nocive, fino a oltre il 90% by Lavinia Eleonora Galli – DISAA Università di Milano It is now well known that modern agriculture cannot be independent from machines in order to guarantee the production levels required by the market. With the aim of increasing production, the number and size of machines operating in the agricultural sector has gradually increased. Over the years, the increase of mechanized vehicles in agriculture (as well as in other sectors) equipped with internal combustion engines has highlighted the problem of gaseous pollutant emissions. In addition to progressively reducing the pollution emissions, among other things, regulating them was intended to contribute to the renewal of the fleet, which in a country like Italy is very obsolete (the average age of tractors operating in Italy is over 20 years). 1996 saw the first step of a change that to all intents and purposes can be defined as "epochal", with the introduction of the first steps of the regulations for the progressive limitation of polluting gases produced by engines mounted on off-road vehicles. Europe and the United States agreed and issued parallel regu-

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