Il PhenoTruck alimentato dall'intelligenza artificiale raggiunge un'accuratezza del 99% nel rilevamento delle malattie dei vigneti e dei frutteti in loco

I ricercatori degli Istituti Fraunhofer in Germania hanno sviluppato un nuovo sistema di laboratorio mobile chiamato PhenoTruck®, progettato per identificare rapidamente i parassiti da quarantena e le malattie delle piante direttamente nei vigneti e nei frutteti. Il progetto, noto come PhenoTruckAI, riunisce esperti dell'Istituto Fraunhofer per il funzionamento e l'automazione delle fabbriche (IFF), dell'Istituto Fraunhofer per l'ingegneria biomedica (IBMT) e del partner agricolo DLR Rheinland-Pfalz. L'iniziativa è finanziata dal Ministero federale tedesco per l'alimentazione e l'agricoltura e sostenuta dall'Ufficio federale per l'agricoltura e l'alimentazione.

Il PhenoTruck® è stato creato in risposta alla crescente minaccia dei parassiti causati dal clima, che stanno colpendo sempre più la frutticoltura e la viticoltura in Germania. Poiché il commercio globale e l'aumento delle temperature introducono nuovi parassiti nella regione, i metodi di ispezione tradizionali, spesso basati su valutazioni visive e test di laboratorio, si sono rivelati troppo lenti per prevenire i focolai. Il nuovo sistema mira a colmare questa lacuna consentendo una diagnostica rapida e in loco che permetta agli agricoltori di intervenire prima che le infestazioni si diffondano.

Il laboratorio mobile integra diverse tecnologie avanzate. I droni dotati di sensori multispettrali scansionano innanzitutto ampie aree di colture per identificare le zone che potrebbero essere colpite da malattie o parassiti. Queste aree vengono poi documentate utilizzando un'applicazione di valutazione sul campo sviluppata nell'ambito del progetto. Le foglie che mostrano sintomi vengono raccolte e analizzate all'interno del PhenoTruck® utilizzando telecamere iperspettrali, in grado di rilevare sottili cambiamenti di colore delle foglie invisibili a occhio nudo.

I modelli di intelligenza artificiale elaborano i dati di imaging, distinguendo tra i diversi tipi di malattie da fitoplasma con elevata precisione. Secondo i ricercatori, i tassi di rilevamento possono raggiungere il 99%, anche quando i sintomi sono simili tra le diverse malattie. Questo livello di precisione è importante perché alcune malattie richiedono una segnalazione e un intervento immediato secondo le normative dell'Unione Europea.

Per confermare i casi sospetti, i test biologici molecolari vengono eseguiti all'interno del laboratorio mobile. Il team utilizza un test rapido LAMP (Loop-mediated Isothermal Amplification), che fornisce risultati in circa un'ora, molto più velocemente dei test PCR convenzionali che richiedono l'invio di campioni a un laboratorio. Questa combinazione di preselezione supportata dall'AI e di conferma molecolare in loco riduce significativamente il tempo necessario per identificare gli organismi nocivi.

Le prove iniziali si sono svolte in regioni viticole della Renania-Palatinato, in Germania, e in Italia. L'attenzione si è concentrata su malattie della vite come la Flavescenza dorata, il Gialli della vite del Palatinato e il Bois noir, nonché su malattie diffuse degli alberi da frutto come la proliferazione del melo e il declino del pero. Queste malattie possono causare gravi perdite economiche se non vengono individuate precocemente.

Il progetto PhenoTruckAI è iniziato nel settembre 2021 e si concluderà nel settembre 2025. I ricercatori sperano che il loro lavoro getti le basi per futuri progressi nel monitoraggio della salute delle piante e contribuisca a proteggere l'agricoltura europea dalle minacce emergenti legate al cambiamento climatico.

I partner del progetto ritengono che la diagnostica mobile potrebbe diventare uno strumento standard per i coltivatori che devono affrontare sfide sempre più complesse legate ai parassiti. Fornendo un'identificazione rapida e affidabile dei parassiti da quarantena direttamente sul campo, sistemi come PhenoTruck® possono contribuire a ridurre le perdite di raccolto e a limitare la diffusione di organismi nocivi oltre confine.