Webinar organizzato da associazione IWA www.iwa.it dedicato a Intelligenza Artificiale per fare Agricoltura di Precisione, per coltivazioni più accurate con meno spreco di risorse.

1. Intelligenza Artificiale
per fare Agricoltura di Precisione
PhD. Roberto MARMO

2. PARTECIPAZIONI ▪ Dal 1996 (in Italia dal 2000) è il riferimento
di chi lavora nel Web, sia nel settore
pubblico che privato.
▪ Associazione professionisti Web
(Legge 4/2013), promotrice norme UNI in
materia di professionalità ICT.
▪ Obiettivo di IWA è creare rete tra i soci,
partecipare all'evoluzione della rete e
divulgare conoscenza tramite i soci con
eventi e iniziative.
https://www.iwa.it https://www.iwa.it/soci/0303192
International Web Association Italia – IWA Italy

3. Roberto Marmo
• Professore a contratto di informatica presso
Facoltà di Ingegneria, Università di Pavia.
• Consulente aziendale
• Docente in vari corsi di formazione
• www.robertomarmo.net info@robertomarmo.net
• www.linkedin.com/in/robertomarmo/it
• www.slideshare.net/robertomarmo
• https://www.facebook.com/roberto.marmo

4. 4Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Miei primi passi con IA anni '80

5. 5Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Mie attività in applicazioni di IA
2016 libro su
Analisi dati da
Social Media
Videosorveglianza
2020 libro su
Creare Algoritmi
con Python
www.algoritmiia.it
Riconoscere
oggetti
nell'immagine

6. 6Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Intelligenza Artificiale (IA)
il cervello umano è un risolutore
intelligente per alcuni problemi
simulare nel computer il funzionamento
del cervello umano per creare algoritmi
in grado di risolvere problemi complessi

7. 7Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Intelligenza Artificiale (IA)
Bisogna realizzare qualcosa che:
1. prende un dato in ingresso (input)
2. Input è trasformato in numeri
3. i numeri vengono elaborati in modo più
complicato del solito
4. restituisce un risultato (output) interessante
formato da numeri
5. i numeri vengono tradotti nelle azioni e nelle
informazioni desiderate
10101010
01100010

8. 8Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Intelligenza Artificiale (IA)
Software"in
telligente"
Hardware
Computer
Smartphone
Scheda
elettronica
Robot
Uscita verso il
Mondo Reale
Ingresso dal
Mondo Reale
"È
intelligen
te!"

9. 9Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Intelligenza Artificiale dappertutto!
https://www.youtube.com/playlist?list
=PLHN30yGZ7nGKaTlPAMa4qzWd
2tWnnH4ES
https://en.wikipedia.org/wiki/Applica
tions_of_artificial_intelligence
Marchio AI su elettrodomestico

10. 10Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Quali strumenti usare?
Intelligenza Artificiale
Machine Learning
Neural Network
Deep Learning
Sistemi Esperti
Logica Fuzzy
Algoritmi
Genetici

11. 11Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Algoritmi genetici
11
Analogia con selezione naturale in
campo genetico:
1.creare due soluzioni al problema
2.Incrociare due soluzioni o cambiare
un numero nella soluzione per
creare una nuova soluzione
Esempi:
-percorso in N città da visitare
-percorso di trattore nel terreno con
ostacoli

12. 12Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Machine Learning, apprendimento
automatico
• Il computer può studiare, apprendere e migliorare come
uno studente a scuola:
1. all'inizio non sa fare niente
2. comincia a creare una conoscenza dei dati
3. prova a fare i primi esercizi
4. il maestro spiega dove ha sbagliato
5. corregge i suoi meccanismi interni
6. la prossima volta sbaglia di meno
7. viene promosso e mandato a lavorare

13. 13Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Machine Learning, apprendimento
automatico
Obiettivo è innaffiare il terreno, input: Umidità,
Temperatura output: Innaffiare SI o NO?
1. l'agricoltore prepara (input, input, output) come
(2,1,SI) (1,1,NO) (0,1,SI) (2,5,NO) da
esperienza
2. il machine learning impara a collegare input e
output, usando grandi quantità di dati puliti
3. l'esperto controlla se ha studiato e lo promuove
4. fornisco input (5, 6) e lui risponde SI

14. 14Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Neural Network come rete di neuroni
Neurone biologico
Numeri
[0,1] o
[-1,1]
Neurone matematico

15. 15Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Dall'immagine dei fiori ai numeri da collocare in 3 classi:
15
Da immagine a Neural Network

16. 16Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
4) Neural Network
16
Neural Network in Linguaggio Python

17. 17Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Neural Network come rete di neuroni
Rete
di
neuro
ni
comp
lessa
con
appre
ndim
ento
profo
ndo

18. 18Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Agricoltura di Precisione
Strategia gestionale dell'agricoltura che si
avvale di moderne strumentazioni ed è mirata
all'esecuzione di interventi agronomici tenendo
conto delle effettive esigenze colturali e delle
caratteristiche biochimiche e fisiche del suolo.
https://it.wikipedia.org/wiki/Agricoltura_di_precisione
Gestione mirata di risorse usare IA https://www.edagricole.it/wp-
content/uploads/2020/03/5510
-Agricoltura-di-precisione-
SFOGLIA.pdf

19. 19Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Classificare un oggetto Creare le classi
Trovare un
valore strano
fuori dal
solito
Prevedere un
andamento nel
futuro in base
al passato
Esempi in Agricoltura di Precisione

20. 20Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Esempi in Agricoltura di Precisione
Analizzare
la maturità
dell'uva
Videosorve
glianza
della
proprietà

21. 21Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Esempi in Agricoltura di Precisione
Digital twin, il gemello digitale da
fare evolvere e studiare nel tempo:
• studiare il comportamento dei
prodotti nei loro ambienti:
• come cresce il seme in un
certo terreno
• effetto di un fertilizzante
• gestire manutenzione predittiva:
• cosa si può rompere in un
trattore usato nel terreno

22. 22Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Esempi in Agricoltura di Precisione
https://www.youtube.com/watc
h?v=OnGhIKbhPFg Robot
Automatico per la Vigna
Zucchetti Centro Sistemi
https://www.youtube.com/watc
h?v=o2FFHpOT2DE SQRG -
Agrirobot Project Software
Quality Research Group

23. 23Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Esempi in Agricoltura di Precisione
Autonomous Electric Tractor,
The Future of Farming?
https://www.roboticsresear.
ch/articles/19656/autonomo
us-electric-tractor-the-
future-of-farming
A ‘thinking tractor’ and other
smart farm gadgets
https://share.america.gov/a-
thinking-tractor-and-other-
smart-farm-gadgets/

24. 24Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Esistono esempi, applicazioni, studi?

25. 25Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
Mi piace, cosa devo fare per averlo?
✓Ho definito bene il problema e il contesto?
✓Sostituire una persona o aiutarla a lavorare meglio?
✓Ho i dati necessari?
✓Quale margine di errore ammetto su input e output?
✓Quanto tempo, personale, denaro, strumenti posso
investire nella creazione?
✓Come ho scelto chi la crea? Ha le capacità adeguate?
✓Soluzione buona per tutti o creata solo per me?
✓Dopo averla creata, ho le risorse per manutenzione e
aggiornamento?

26. 26Intelligenza Artificiale per fare agricoltura di precisione – Marmo Roberto
• Intelligenza artificiale offre nuove soluzioni a
problemi ritenuti complicati
• Algoritmi complessi, ma si può capire come
funzionano e cosa producono
• Agricoltura di Precisione comincia a
diffondersi
Unione di IA e Agricoltura può dare buoni frutti
Conclusioni