Il Centro di ricerca tedesco sull'intelligenza artificiale utilizza i dispositivi Perle per la trasmissione dei dati utili a creare ambienti di realtà virtuale (VR)
I produttori di sementi utilizzano test di parcellazione delle varietà di colture per valutare e sviluppare tipi di colture sostenibili, resistenti alle malattie e in grado di garantire la migliore resa. Questi test sono costosi e ad alta intensità di lavoro perché richiedono un monitoraggio continuo per determinare la qualità di una pianta sulla base delle sue caratteristiche, come altezza, volume e colorazione. Per questo motivo, i ricercatori del Centro di ricerca tedesco sull’intelligenza artificiale (DFKI) stanno sviluppando un orto virtuale per testare l'uso dell'automazione e della realtà virtuale (VR) nei test di parcellazione delle varietà di colture, nell'ambito del progetto di ricerca PORTAL (28DK111B20) fondato dal Ministero Federale Tedesco dell'Alimentazione e dell'Agricoltura.
Il DFKI ha creato una piattaforma di rilevamento mobile che consiste in un robot a batteria basato sulla piattaforma Thorvald di Saga Robotics, chiamato Valdemar, e in un container-stazione base dove Valdemar è protetto dalle tempeste e dal vandalismo mentre carica i dati e ricarica la batteria. Valdemar può percorrere più di 4 km in una campagna di registrazione, coprendo un'area di circa 6.000 m2 e potendo acquisire fino a 2 Terabyte di dati sulle piante ai vari stadi di sviluppo, utilizzando più sensori e telecamere. Questi dati vengono compressi ed elaborati all'interno del container della stazione base e poi caricati nel data center su cloud tramite connessione 5G, dove vengono ulteriormente elaborati per creare una mappa tridimensionale dell’orto in un ambiente VR.
L'uso delle tecnologie VR apre diverse nuove possibilità, come l'ispezione immersiva degli appezzamenti, indipendentemente dal luogo di sperimentazione e dal periodo di coltivazione. Inoltre, la valutazione delle piante in un orto virtuale offre il potenziale per l'apprendimento automatico interattivo dei dispositivi, poiché le informazioni possono essere salvate ed etichettate per la creazione di blocchi di dati. Su questa base si possono quindi sviluppare sistemi di automazione o per l’identificazione delle alternative migliori.
Su Valdemar, il primo problema è stato quello di collegare i vari sensori e le telecamere per la raccolta dei dati. Abbiamo scelto lo switch Ethernet industriale IDS-305-XT per le sue dimensioni compatte che si adattano a uno spazio ristretto, nonché per la sua capacità di operare in un ambiente soggetto a vibrazioni, urti e temperature comprese tra i -40 °C e i 75 °C. L'IDS-305-XT svolge un ruolo fondamentale nella rete dorsale, consentendo la sincronizzazione degli orologi dei singoli componenti di controllo in tempo reale e il supporto ProfiNet per l'integrazione di un PLC fail-safe. Il secondo problema è stato il caricamento dei dati nel container della stazione base, seguito dalla trasmissione al data center su cloud.
Spiega Tieben: Poiché Valdemar funziona a batteria e il container della stazione base è alimentato da energia solare ed eolica, le apparecchiature installate dovevano consumare il meno possibile. Per raggiungere questo scopo, abbiamo testato i router su rete cellulare di Perle, Cradlepoint e Sierra Wireless. Il consumo energetico dei dispositivi Perle è risultato la metà di quello dei prodotti concorrenti. Questo, insieme al fatto che i dispositivi Perle non hanno avuto alcun problema nel riconoscere le schede SIM al contrario dei concorrenti, ha reso facile la nostra decisione di scegliere i router IRG.
I router IRG Perle sono progettati per funzionare anche con fonti di alimentazione limitate, poiché consumano meno di 1 Watt quando inattivi e 52 mW in modalità stand-by. Questo li rende ideali per applicazioni con alimentazione a batteria, solare ed eolica. Inoltre, soddisfano tutti i requisiti ambientali grazie a un fattore di forma ridotto, a un involucro robusto in alluminio pressofuso IP54, alla resistenza a urti e vibrazioni certificata MIL-STD-810G e a temperature operative comprese tra -40 °C e 70 °C.
Su Valdemar è installato un router LTE IRG5541+ mentre all'interno della stazione base è stato posizionato un router 5G IRG7440 per mantenere una connessione VPN LTE continua tra il robot e il container. Quando Valdemar torna al container della stazione base, i dati vengono trasferiti automaticamente utilizzando una rete WLAN 6E locale. Le apparecchiature di elaborazione della stazione base comprimono e riducono i dati prima di caricarli nel data center su cloud durante la notte, utilizzando il router 5G IRG7440 di Perle.
Informazioni sul Centro di ricerca tedesco sull’intelligenza artificiale
Il Centro di ricerca tedesco sull'intelligenza artificiale (DFKI) opera come collaborazione tra pubblico e privato (PPP) senza scopo di lucro dal 1988. Oggi, ha sedi a Kaiserslautern, Saarbrücken, Brema e nella Bassa Sassonia, oltre ad avere laboratori a Berlino e Darmstadt e filiali a Lubecca e Treviri. Il DFKI lavora combinando eccellenza scientifica e valore commerciale ai valori della consapevolezza sociale ed è riconosciuto come un importante Centro di eccellenza
dalla comunità scientifica internazionale. Nel campo dell'intelligenza artificiale, da oltre 30 anni il DFKI si concentra sull'obiettivo di un'intelligenza artificiale incentrata sull'uomo. La sua ricerca si concentra su aree di applicazione più essenziali e orientate al futuro nonché sui temi socialmente rilevanti. Attualmente, con uno staff di circa 1.460 dipendenti provenienti da più di 65 Paesi, il DFKI sviluppa le tecnologie software innovative del domani. Il suo budget finanziario, nel 2021, ammontava a circa 76,3 milioni di euro.
