Robot riconosce le piante attraverso il tocco delle foglie

Roma – Sviluppato un robot in grado di identificare diverse specie di piante in varie fasi di crescita attraverso il tocco delle loro foglie tramite un elettrodo. Lo rivela uno studio guidato da Zhongqian Song, professore associato presso la Shandong First Medical University e la Shandong Academy of Medical Sciences, pubblicato sulla rivista Device. Il robot può misurare proprietà come la consistenza della superficie e il contenuto di acqua che non possono essere determinate utilizzando gli attuali approcci visivi. Il robot ha identificato dieci diverse specie di piante con un’accuratezza media del 97,7% e ha identificato le foglie della pianta di bauhinia in fiore con una precisione del 100% in varie fasi di crescita. Alla fine, gli agricoltori su larga scala e i ricercatori agricoli potrebbero usare il robot per monitorare la salute e la crescita delle colture e prendere decisioni personalizzate su quanta acqua e fertilizzante dare alle piante e su come affrontare il controllo dei parassiti. “Potrebbe rivoluzionare la gestione delle colture e gli studi sugli ecosistemi e consentire la rilevazione precoce delle malattie, fondamentale per la salute delle piante e la sicurezza alimentare”, ha detto Song. Invece di stabilire un contatto fisico con una pianta, i dispositivi esistenti catturano informazioni più limitate utilizzando approcci visivi, che sono vulnerabili a fattori quali le condizioni di illuminazione, i cambiamenti meteorologici o le interferenze di fondo. Per superare queste limitazioni, Song e colleghi hanno sviluppato un robot che “tocca” le piante usando un meccanismo ispirato alla pelle umana, con strutture che lavorano insieme in modo gerarchico per ottenere informazioni tramite il tatto. Quando un elettrodo nel robot entra in contatto con una foglia, il dispositivo impara a conoscere la pianta misurando diverse proprietà: la quantità di carica che può essere immagazzinata a una data tensione, quanto è difficile per la corrente elettrica muoversi attraverso la foglia e la forza di contatto quando il robot afferra la foglia.  In seguito, questi dati vengono elaborati utilizzando l’apprendimento automatico per classificare la pianta, poiché valori diversi per ciascuna misura sono correlati a diverse specie di pianta e fasi di crescita. “Sebbene il robot mostri potenziali applicazioni in campi che spaziano dall’agricoltura di precisione agli studi ecologici alla rilevazione delle malattie delle piante, presenta diverse debolezze che devono ancora essere affrontate”, ha notato Song. “Ad esempio – ha proseguito Song – il dispositivo non è ancora abbastanza versatile da identificare in modo coerente i tipi di piante con strutture complicate, come le bardane e le foglie aghiformi”. “Questo potrebbe essere risolto migliorando il design dell’elettrodo del robot”, ha suggerito Song. “Potrebbe volerci un periodo di tempo relativamente lungo per raggiungere una produzione e una distribuzione su larga scala, a seconda degli sviluppi tecnologici e di mercato”, ha sottolineato Song. Come passo successivo, i ricercatori hanno in programma di espandere il numero di piante che il robot può riconoscere, raccogliendo dati da una più ampia varietà di specie, potenziando il database delle specie vegetali che utilizzano per addestrare gli algoritmi. “Speriamo anche di integrare ulteriormente il sensore del dispositivo in modo che possa visualizzare i risultati in tempo reale, anche senza una fonte di alimentazione esterna”, ha concluso Song. (30Science.com)