Abstract del progetto
Elementi essenziali di MOSSA sono l’integrazione tra eccellenza scientifica legata all’innovazione tecnologica e gestione sostenibile delle aziende agricole, per migliorare la produttività e sostenibilità delle coltivazioni e ridurne l’impatto ambientale, nonché di aumentare la qualità dei prodotti finali.
L’obiettivo di MOSSA è creare una rete di monitoraggio di aree coltivate a piante arboree da frutto basata su piattaforme multiparametriche (APAF), autoalimentate ed interagenti fra loro in grado di monitorare lo stato di salute di piante di interesse unitamente a parametri ambientali e composti volatili rilasciati dalle piante in funzione del loro stato vegetativo o condizioni di stress, ed in grado di trasmettere tali informazioni ai decisori finali.
Caratteristica distintiva di MOSSA è di utilizzare tecnologie di avanguardia quali sistemi di IoT, microelettronica, nanomateriali, sensoristica e fotonica ad alta efficienza e durata per aumentarne l’autonomia e il tempo di lavoro.
L’installazione di Reti-APAF in foreste ad uso produttivo (castagneti, noccioleti, noceti) consentirà il loro monitoraggio permettendo al contempo di controllare lo stato di salute dell’intero ecosistema forestale (ricadute agro-forestali).
Poiché gli alberi rilasciano composti volatili (BVOCs) in risposta a particolari stati fisiologici o condizioni di stress che possono avere anche un ruolo nell’inquinamento atmosferico nonché effetti terapeutici sulle persone, il loro monitoraggio tramite APAF può avere una rilevante utilità in agricoltura e altri contesti (ricadute agronomiche, agro-forestali, ambientali e sulla salute umana).
Non esistono al momento piattaforme simili dedicate agli alberi da frutto specialmente forestali. APAF sarà organizzata in 3 Unità, una dedicata alla misurazione di parametri fisiologici arborei (Unità-TREE), una alla misurazione di parametri ambientali e marker biogenici volatili (BVOCs) rilasciati dagli alberi (Unità-VOC) e una all’alimentazione di APAF (Unità-POWER). Le misure acquisite saranno inviate alla centralina (microprocessore) di sistema APAF (APAF-CPU) che traferirà wireless i dati ad un centro di raccolta (Cloud) per il loro smistamento.
Le innovazioni tecnologiche in MOSSA permetteranno anche la creazione di sistemi di monitoraggio a più basso costo rispetto a quelli esistenti sul mercato, riducendo così le spese per l’utente finale (agricoltori), in aggiunta ai benefici dovuti a una maggiore efficienza del sistema produttivo agricolo.
Tali innovazioni consentiranno di restituire all’utente finale (agricoltore/decisore ma anche ricercatore) non solo una mappatura 3D dell’area esaminata, ma anche e soprattutto la sua immagine ecosistemica.
L’innovazione tecnologica nell’Unità-VOC di MOSSA si baserà essenzialmente sulla creazione di sensori nanostrutturati specifici e sensibili al punto da poter rivelare determinati BVOCs in atmosfera.
L’obiettivo specifico di MOSSA, è quello di creare una piattaforma multisensoriale e multiparametrica a costi contenuti, ed elettricamente autoalimentata che misuri alcuni parametri eco-fisiologici di piante di interesse nonché parametri ambientali e composti volatili (VOCs) agronomicamente utili, trasmettendo poi i dati agli utenti finali. Tale
piattaforma, qui definita “alberi parlanti in sistemi agricoli e forestali” (APAF), una volta replicata in più esemplari messi in rete fra loro (Rete-APAF) (tecnologia IoT), migliorerà il monitoraggio di piante arboree da frutto (frutteti), offrendo una cognizione del loro stato di salute in tempo reale, e consentendo ai decisori (agricoltori) di intraprendere azioni rapide e adeguate (ricadute agronomiche), in base ai principi dell’Agricoltura di Precisione (AdP).
Università degli Studi della Tuscia (UNITUS) – Dipartimento per l’Innovazione nei Sistemi Biologici, Agroalimentari e Forestali (DIBAF)
Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) con l’Istituto sull’Inquinamento Atmosferico (IIA)
Università degli Studi di Tor Vergata (UNITV) – Dipartimento di Ingegneria Elettronica (IE).