Studio pubblicato sulla rivista internazionale “Sensors” (sezione Smart Agriculture), realizzato da CREA-IT (Roma), CREA-AA (Padova) e Università degli Studi della Tuscia (Viterbo).
“Sensors” è la principale rivista internazionale sulla scienza e la tecnologia dei sensori, pubblicata semestralmente online da MDPI.
È consultabile liberamente da parte dei lettori e gli articoli pubblicati sono sottoposti ad una revisione da parte di specialisti dello stesso settore disciplinare.
Prototipo automatizzato per la cernita del bozzolo di Bombyx mori tenta di migliorare la qualità della seta e l’efficienza della produzione attraverso un approccio in più fasi e algoritmi di apprendimento automatico
ABSTRACT
La cernita del bozzolo è una delle attività più laboriose richieste sia al termine della produzione agricola sia prima del processo industriale di trattura per ottenere un’ottima qualità della seta. In vista del possibile rilancio della sericoltura europea, l’automatizzazione di questa fase produttiva è obbligatoria sia per ridurre i costi della seta sia per uniformare la qualità della fibra. La ricerca descritta parte da questa criticità nella produzione della seta (il lavoro manuale richiesto per suddividere i bozzoli in diverse classi di qualità) per individuare soluzioni migliorative.
A tale scopo è stata proposta l’automazione di tale attività, ed è stato progettato e realizzato un primo prototipo. Questo macchinario si basa sull’uso di tre telecamere e algoritmi di imaging che identificano la forma e le dimensioni dei bozzoli e le macchie esterne, un sensore di luce su misura e un modello di Intelligenza Artificiale per scartare i bozzoli morti. L’efficienza attuale della macchina è di circa 80 bozzoli al minuto. In generale, il miglioramento ottenuto attraverso questa ricerca comporta sia l’applicazione di sensori/tecniche tradizionali a un prodotto insolito, sia la progettazione di un sensore dedicato per l’identificazione di crisalidi morte/vive all’interno dei bozzoli di seta. Viene inoltre delineato un quadro generale dell’efficienza complessiva del nuovo prototipo di cernita dei bozzoli.
CONCLUSIONI
La lavorazione tessile della seta rappresenta un’attività agro-industriale impegnata nella produzione di prodotti agricoli primari (bozzoli) e secondari (matasse di seta). Come altre filiere industriali, ha bisogno della standardizzazione della materia prima per ottenere beni di alta qualità per i consumatori. Poiché i bozzoli si ottengono attraverso un’attività biologica di organismi viventi, non possono essere perfettamente omogenei e gli agricoltori dovrebbero intervenire nella loro selezione attraverso un metodo manuale che implica un elevato impiego di manodopera e alto costo. La meccanizzazione di questa operazione può abbassare notevolmente i costi di produzione e contribuire ad aumentare la qualità della seta ottenuta.
Pertanto, il prototipo descritto in questo lavoro potrebbe essere inserito tra gli sforzi in corso per reintrodurre l’attività sericola in Europa attraverso progetti regionali ed europei basati sul trasferimento delle innovazioni della ricerca nella pratica e volti ad aumentare il valore aggiunto della fibra destinata all’uso nel mercato del lusso tessile o nuove applicazioni smart. Questo prototipo è un buon banco di lavoro per applicazioni future sviluppate con nuovi sensori o nuovi algoritmi di intelligenza artificiale e offre la possibilità di migliorare costantemente le attuali tecniche utilizzate nella cernita dei bozzoli.
Inoltre, dal punto di vista delle prestazioni, è possibile migliorare la precisione della macchina, aumentando la lunghezza del nastro, aggiungendo così più stazioni di controllo per la lavorazione dei bozzoli. La velocità del processo di selezione può essere aumentata aggiungendo una o più macchine in parallelo, tutte sincronizzate tra loro, portando ad un numero di bozzoli processati più elevato.
FINANZIAMENTO
Questa ricerca è stata finanziata dalla Regione Veneto, Misura 16.1-2 Programma di Sviluppo Rurale per la Regione del Veneto, 2014-2020-DGR 2175 del 23 dicembre 2016 borsa di studio: 55-04/12/2017 SERINNOVATION.
Autori
Simone Vasta (1), Simone Figorilli (1), Luciano Ortenzi (1,2), Simona Violino (1), Corrado Costa (1), Lavinia Moscovini (1), Francesco Tocci (1), Federico Pallottino (1), Alberto Assirelli (1), Alessio Saviane (3), Silvia Cappellozza (3).
(1) Consiglio per la Ricerca in Agricoltura e Analisi dell’Economia Agraria, Centro di ricerca per l’Ingegneria e le Trasformazioni Agroalimentari (CREA-IT) – Monterotondo, Roma
(2) Dipartimento di Scienze Agrarie e Forestali (DAFNE) dell’Università degli Studi della Tuscia, Viterbo
(3) Consiglio per la Ricerca in Agricoltura e Analisi dell’Economia Agraria, Centro di Ricerca per l’Agricoltura e Ambiente (CREA-AA), Laboratorio di gelsibachicoltura di Padova