Advanced ICT Monitoring Methods of Water Distribution Ecosystems in Agricultural Environments

Alte competenze Salmon Cinotti 2019

Abstract

Il progetto di ricerca si propone di investigare, progettare e sviluppare sistemi di monitoraggio avanzati –basati su soluzioni ICT- a supporto di scenari di agricoltura di precisione, con particolare attenzione al processo di approvvigionamento idrico. Nello specifico, il progetto parte dai recenti sviluppi dell’Internet of Things (IoT) e del Web of Things (W3C-WoT), al fine di individuare e definire soluzioni atte al deployment di reti di sensori scalabili, a basso costo ed a basso consumo energetico per il monitoraggio di vaste aree agricole. Contestualmente, il progetto propone di investigare e realizzare, in via prototipale, piattaforme interoperabili per la gestione ed analisi di dati, includendo sistemi di integrazione dei dati dei sensori, ed impiego di algoritmi avanzati di machine-learning e di data analytics. Gli obiettivi del progetto sono allineati alle macro-tematiche di ricerca nazionali/internazionali ed alle linee programmatiche di interesse strategico regionale. Per quanto riguarda le prime, è ormai noto che i fenomeni di cambiamenti climatici, impattando sull’intensità e frequenza delle precipitazioni, stanno incidendo notevolmente sul bilancio idrogeologico del territorio: citando il rapporto descritto in [1] negli ultimi 25 anni, la rete di monitoraggio ARPAE ha registrato, in tutte le stagioni, significativi aumenti di temperatura rispetto al trentennio di riferimento 1961-1990, con incrementi superiori a 1 grado. Contestualmente, la crescita demografica su larga scala, con conseguente pressione sull’utilizzo delle risorse naturali e riduzione delle aree coltivabili, richiede un incremento di efficienza del processo produttivo ottenibile con la transizione verso forme di agricoltura capaci di preservare maggiormente la fertilità dei suoli e migliorare la gestione della risorsa idrica. In questo contesto, si registra un crescente interesse, sia a livello nazionale sia europeo, verso applicazioni ICT basate sull’impiego di sensoristica in situ e strumenti di analisi dei dati e previsione, finalizzati al monitoraggio delle culture, del suolo e delle precipitazioni, così come all'efficientamento della gestione della risorsa idrica e del controllo irriguo. La rilevanza di tale linea di ricerca è dimostrata dal numero di iniziative di finanziamento europeo su tematiche relative all’IoT ed all’ agricoltura di precisione: si guardi ad esempio alle call ICT sul topic “agricultural digital integration platform” (H2020-DT-2018-2020), alle call sul topic “Integrated water management in small agricultural catchments” (SFS-23-2019, sul pillar “societal challenges”) e anche alla call H2020-POWERWATERPRIZE-2018 finalizzata al monitoraggio Zero Power di infrastrutture idriche. Per quanto riguarda la coerenza con linee programmatiche di interesse strategico regionale, il progetto è in linea con le strategie di specializzazione intelligente nell’ambito agro-alimentare, sia per quanto riguarda il miglioramento dell’efficienza del processo, sia per l’integrazione dell’agricoltura nella filiera. Inoltre, gli obiettivi del progetto si collocano sia nella value-chain “SOSFARM” del Clust-ER AgroAlimentare, sia nella value-chain “ER-IoT” del Clust-ER “Innovazione dei Servizi”; con entrambi, verranno valutate le opportune modalità di collaborazione in caso di finanziamento dell’assegno. Il progetto di ricerca, per il proprio svolgimento, si avvale di competenze interdisciplinari nell’ambito della sensoristica, delle reti, dell’analisi dei dati e della modellazione derivanti da: (i) know-how interno al dipartimento ed al gruppo di ricerca del referente scientifico e dei suoi collaboratori (Prof. Marco Di Felice), i quali hanno una consolidata esperienza di ricerca su aspetti di IoT/WoT e di analisi dei dati; (ii) partecipazione a progetti europei e nazionali su tematiche inerenti l’assegno di ricerca, meglio descritti in seguito;

Dettagli del progetto

Responsabile scientifico: Tullio Salmon Cinotti

Strutture Unibo coinvolte:
Dipartimento di Informatica - Scienza e Ingegneria

Coordinatore:
ALMA MATER STUDIORUM - Università di Bologna(Italy)

Contributo totale di progetto: Euro (EUR) 30.000,00
Durata del progetto in mesi: 12