FerMentor connected system: a sustainable approach for innovating traditional farms

L’argomento di tesi scelto riguarda l’agricoltura 4.0, un’evoluzione dell’agricoltura di precisione che integra l'impiego di numerose tecnologie tra cui la robotica e l’intelligenza artificiale.La prima sezione tratta i trend futuri dell’agricoltura ed offre uno stato dell’arte delle nuove tecnologie. Viene inoltre presentata una categorizzazione tra strumenti di monitoraggio, strumenti operazionali e strumenti integrati.Nella seconda sezione sono illustrate alcune riflessioni riguardo all’agricoltura 4.0.Il ruolo dell’agricoltore sta cambiando e nuove competenze e opportunità lavorative stanno emergendo. I vantaggi apportati dall’aiuto di tecnologie innovative sono promettenti, ma una particolare attenzione deve essere posta nei confronti di aziende agricole di piccole dimensioni. Dunque, alcune linee guida sono state delineate al fine di creare un sentiero sostenibile verso l’agricoltura 4.0. Il terzo capitolo analizza le piccole aziende vitivinicole del territorio Piemontese, allo scopo di esplorare la genuinità della produzione locale. L’analisi di alcuni casi studio è stata essenziale per acquisire una conoscenza generale del contesto. Inoltre, è stato possibile approfondire le relazioni tra gli attori e i flussi di regolamentazioni a partire dalla Regione Piemonte fino all'agricoltore.Da un’analisi approfondita delle aziende vitivinicole sono stati definiti due processi: la viticoltura e la vinificazione. La prima riguarda la coltivazione della vite, mentre la seconda consiste nella produzione del vino. Dopo un confronto tra i due campi, il secondo è stato selezionato come focus progettuale. La vinificazione infatti contiene una maggiore componente di competenza umana, meno variabili e meno vincoli esterni. Inoltre, il processo produttivo del vino può diventare un punto di intervento per migliorare la comunicazione al consumatore.Nelle piccole aziende, la cantina è un luogo di piccole dimensioni, in cui un enologo e pochi cantinisti dirigono l’intero processo. I principali problemi incontrati riguardano la gestione e il controllo della produzione. Infatti, quando diverse tipologie di vino vengono prodotte simultaneamente, grande cautela deve essere prestata per evitare sovrapposizioni. Anche il monitoraggio delle reazioni chimiche e della composizione del vino sono punti delicati. Per la risoluzione delle criticità rilevate, è stato progettato uno strumento per il supporto decisionale (FerMentor), al fine di aumentare il controllo dell’enologo sul processo produttivo e in particolare sulla fermentazione. Una visualizzazione in tempo reale dell’andamento può infatti migliorare le capacità di il problem solving e di decision making, provocando un miglioramento della qualità del vino. FerMentor consiste in una rete di sensori impiantati in ogni vasca e connessi tra loro.La User Experience (UE) e la User Interface (UI) sono state studiate, in modo da offrire il comando del processo produttivo all’enologo, senza contrastare la routine dell'attuale flusso di lavoro.Inoltre, un’app mobile è stata progettata allo scopo di mostrare chiaramente le informazioni raccolte, suggerimenti e data history.Infine, è stato realizzato un prototipo funzionante basato su un Arduino. Esso raccoglie alcuni valori dal liquido, li invia ad una pagina web e causa una vibrazione su un motore quando rileva problemi tra i parametri. Il prototipo e il mock-up dell’app sono stati infine testati in un’azienda per verificare la qualità dell'interazione.