L’innovazione tecnologica, attraverso la precision forestry, può garantire un sostegno prezioso per tutelare e beneficiare delle foreste. L’Italia ha tutto da guadagnarci.

TAKEAWAY

• La precision forestry è un concetto che riguarda l’adozione di tecnologie ICT per curare lo sviluppo delle foreste e della risorsa legno. Fa uso di big data, soluzioni hardware e software, oltre che di intelligenza artificiale, per fornire informazioni dettagliate e tempestive a beneficio della filiera forestale e industriale.
• L’Italia che è coperta per il 40% del suo territorio da foreste ha bisogno di sfruttare la tecnologia per tutelare, valorizzare e beneficiare delle risorse boschive, oggi poco utilizzate.
• L’ente italiano CREA ha attivato il progetto Agri-Digit (Agricoltura Digitale), ma guarda anche alla Precision Forest Harvesting, che impiega computer e nel futuro anche robot, e farà spazio sempre più a big data, AI e a tecniche di telerilevamento approfondite.

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Tecnologie ICT per la precision forestry, ovvero big data, soluzioni hardware e software – oltre a tecniche che fanno capo all’ambito di sudi dell’intelligenza artificiale – per fornire informazioni dettagliate e tempestive a beneficio della filiera forestale e industriale.

Quello che sta alla base della precision forestry è un concetto simile all’agricoltura di precisione, traducibile come selvicoltura di precisione, ma è molto più ampio e comprende una serie di applicazioni che hanno come denominatore comune l’uso di tecnologie ICT abbinate alle tecniche di posizionamento (georeferenziazione) dell’informazione a supporto delle attività forestali.

Significa, in pratica, adottare big data, sistemi di georeferenziazione, ma anche droni e altre tecniche e soluzioni hi tech per curare lo sviluppo delle foreste, degli alberi e delle piante che ne fanno parte, per tutelarle ma anche per permettere di trarne benefici economici e occupazionali.

Per rendere possibile tutto questo si impiegano tecniche di intelligenza artificiale, deep lsearning in particolare, ma anche la sensoristica applicata alle macchine, droni e altre soluzioni hardware e software. Tutto questo sta accadendo anche in Italia, che è il secondo paese in Europa per copertura forestale espressa in termini relativi: quasi il 40% del Belpaese è ricoperto di boschi.

Lo rileva un recente rapporto di Fondazione Symbola e Coldiretti: la superficie boschiva nazionale ha registrato una crescita del 20% negli ultimi trent’anni, estendendosi oggi su 11,4 milioni di ettari. La filiera legno è particolarmente importante per l’Italia: impegna attivamente 80mila imprese e quasi 400mila persone. Inoltre, l’industria del mobile è il secondo settore dell’industria manifatturiera italiana, con un volume di affari annuo complessivo che supera i 40 miliardi di euro.

Eppure potrebbe fornire un maggior contributo alla ricchezza nazionale: oggi l’80% del fabbisogno di legno viene soddisfatto dall’import, con un costo di 3 miliardi di euro in quanto solo un terzo del patrimonio forestale viene utilizzato ed è tra i più bassi in Europa. Svezia, Finlandia e Germania risultano tra i maggiori esportatori al mondo di legname, eppure le loro foreste sono tutelate.

La sostenibilità ambientale passa anche dal saper unire l’utile al dilettevole, la giusta tutela dell’ecosistema con la possibilità di valorizzarne le potenzialità economiche in modo responsabile. Tutto questo è possibile proprio grazie alle tecnologie ICT per la precision forestry.

Precision Forestry: cos’è e quale impiego fa di big data e intelligenza artificiale

Precision Forestry è un termine un po’ più esteso della silvicoltura di precisione:

“In realtà va più in là dell’insieme di pratiche di monitoraggio, pianificazione, gestione e utilizzazione delle risorse forestali, perché le stesse scienze forestali richiedono una complessità di approccio più ampia. Se vogliamo concretizzare gli ambiti applicativi della precision forestry, nel suo complesso, ne possiamo individuare quattro: monitoraggio e pianificazione forestale, attraverso sistemi informativi geografici, di telerilevamento satellitare, aereo e più di recente anche mediante droni; le applicazioni sito-specifiche di tipo colturale, ovvero per migliorare la realizzazione di interventi di piantagione e di coltura del bosco; le applicazioni di utilizzazione forestale e quelle relative alla tracciatura dei prodotti nella filiera foresta-legno”

spiega Piermaria Corona, docente dell’Università degli studi della Tuscia e fellow researcher del CREA – Consiglio per la ricerca in agricoltura e l’analisi dell’economia agraria.

Le tecnologie ICT per la precision forestry e, più in particolare, i big data, sono impiegate nel primo segmento, per monitorare gli incendi, per esempio, o per analizzare la capacità dei sistemi forestali di assorbimento, cattura e sequestro della CO₂ emessa in atmosfera. Tutto questo è possibile attraverso il telerilevamento satellitare, che fornisce una grandissima quantità di dati, trattati attraverso tecniche di big data e di intelligenza artificiale, in particolare deep learning.

Si sfrutta la capacità delle reti neurali di selezionare le immagini, individuando i fattori di disturbo ambientale più evidenti: gli incendi boschivi, i fenomeni climatici estremi (come la tempesta Vaia), e gli effetti dell’antropizzazione.

Una delle frontiere aperte in tema big data, che si sta cercando di sfruttare è la possibilità di osservare con una certa tempestività e precisione tutti questi fenomeni. Per far questo c’è bisogno appunto, di grandi set di immagini tele rilevate, che implicano miliardi di byte, contando sulla grande estensione delle foreste italiane, superiore a 11 milioni di ettari” spiega il docente. Ma se nel monitoraggio e pianificazione forestale si è avanti, negli altri settori l’impiego di questa tecnologia (e non solo) in Italia è a livello embrionale.

Tecnologie ICT per la precision forestry: il progetto Agri-Digit

A proposito di tecnologie ICT per la precision forestry, a livello progettuale lo stesso CREA si sta muovendo con un progetto specifico di ampia portata, finanziato dal Ministero per le Politiche agricole e forestali: Agri-Digit (Agricoltura Digitale).

In esso rientrano iniziative dedicate all’agricoltura di precisione e alla precision forestry. In quest’ambito si sta cercando di mettere a punto un sistema di supporto alle decisioni, in base a dati puntuali e precisi, per verificare ed evidenziare la fattibilità e la sostenibilità ambientale ed economica della utilizzazione delle risorse legnose nazionali; ma si vogliono anche adottare tecnologie RFiD per tracciare il legname e il controllo della catena di custodia dei prodotti forestali, in pieno rispetto alla normativa.

La tecnologia nella selvicoltura innovativa si traduce anche nell’impiego della robotica. In questo caso riguarda uno specifico campo di applicazione della selvicoltura di precisione: la Precision Forest Harvesting riguardante l’utilizzazione della risorsa legno. Essa implica l’impiego di computer e di specifiche strumentazioni in grado di raccogliere informazioni dalle macchine abbattitrici/allestitrici sulla specie, qualità e assortimento legnoso.

Mentre i sistemi robotici avanzati sono già comuni nel comparto Industry 4.0, l’uso di macchine autonome o controllate a distanza in ambienti più complessi, come per le operazioni forestali, è agli inizi.

Intanto però si fanno spazio i droni, in particolare nelle piantagioni di legno. “Dal punto di vista tecnico possono essere utilizzati senza alcun problema, anzi si rivelano molto utili per rilievi di dettaglio. Certo, in contesti forestali impervi è più complicato il loro uso, soprattutto perché vanno adottati in condizioni di piena visibilità” specifica Corona.

Selvicoltura 4.0: ecco cosa riserva il futuro

Nel prossimo futuro, l’applicazione delle tecnologie ICT per la precision forestry farà un uso ancora più ampio e mirato dei big data, insieme a tecniche di AI e a una maggiore adozione di soluzioni tecnologiche innovative. 

“Le implicazioni tecnologiche applicate alla gestione forestale e di tutta la filiera saranno impiegate su più fronti: un primo sarà legato a una maggiore diffusione delle macchine operatrici avanzate, utili per produrre un minore impatto ambientale e fornire informazioni più mirate ed efficaci sullo stato dei boschi, delle piante e della risorsa legnosa – specifica il fellow researcher del CREA – Ipotizzo un maggiore sviluppo di sistemi di connessione dedicati. Un altro fronte sarà legato alla maggiore possibilità di adottare sistemi avanzati per la tracciatura dei prodotti legno, dalla materia prima al lavorato. Qui immagino un impiego diffuso di RFid, bluetooth, WiFi, QR Code. Il terzo e ultimo ambito applicaativo riguarda lo sviluppo e il miglioramento dell’accuratezza del monitoraggio”

In quest’ultimo caso uno degli obiettivi percorribili è disporre di immagini tele rilevate di tipo attivo, in particolare mediante tecniche di telerilevamento LiDAR e laser scanning. L’obiettivo, in questo caso è poter disporre di una copertura nazionale, che costituirebbe un valore aggiunto enorme per la gestione forestale, potendo contare su informazioni di elevata accuratezza

conclude Corona. Che, come ultimo fronte, si auspica una maggiore diffusione e condivisione di informazioni da parte della PA dei cosiddetti Web-GIS ovvero sistemi informativi geografici su Web aperti all’utilizzo delle parti interessate. Quindi una visione sempre più open data e open access. Così il legame tra tecnologie ICT e precision forestry sarà ancora più ampio e prezioso per gestire e tutelare al meglio le foreste italiane.