Qualche idea su come usare l'intelligenza artificiale nell'agricoltura di precisione, dal webinar organizzato da Roberto Marmo con l'Associazione http://www.plantheplanet.org/

1. Roberto MARMO
Consulente e formatore in Ricerca e Analisi Dati con Intelligenza
Artificiale, Professore a contratto Università di Pavia
www.robertomarmo.net info@robertomarmo.net
https://www.linkedin.com/in/robertomarmo/

2. Intelligenza Artificiale per aumentare le
possibilità del cervello umano con cui
risolvere problemi pratici e migliorare la
vita quotidiana dell'essere umano
Mio libro su algoritmi in linguaggio Python
per costruire l'intelligenza artificiale
www.algoritmiia.it
Autore di altri libri
https://www.robertomarmo.net/libri.htm
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 2

3. Cosa è l'Intelligenza Artificiale
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 3
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

4. Cosa è l'Intelligenza Artificiale
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 4
Scienza con cui il computer può
risolvere problemi complicati che
richiedono intelligenza quando
vengono fatte dagli esseri umani.
Permette di creare un prodotto che
sembra moderno, sofisticato,
fantascientifico.

5. Cosa può fare l'Intelligenza Artificiale
• Percezione, input
– Telecamera per riconoscere oggetti
nell'immagine
– Microfono per ascoltare voce umana,
suoni, rumori
– Sensori per ricevere segnali elettrici
– Tastiera per scrivere
• Azione, output
– Attuatori per spostare oggetto, aprire
o chiudere una valvola
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 5
• Software con IA
– Possiede la conoscenza tecnica di un
settore
– Ragiona come una persona esperta
nel settore, non si nota la differenza
tra persona e software
– Il funzionamento è ispirato al cervello
umano

6. Come fare Intelligenza Artificiale
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 6
Intelligenza Artificiale
Machine Learning
Neural Network
Deep Learning
Sistemi Esperti
Logica Fuzzy
Algoritmi Genetici

7. Algoritmo Genetico
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 7
Ispirato a DNA con informazioni genetiche
Esempio di incrocio genetico:
1.Prendo due numeri
2.Scambio le cifre
3.Creo due nuovi numeri
Esempio problema di ottimizzazione:
trattore deve arare terreno considerando
estensione del terreno, ostacoli presenti,
consumo di carburante ecc.

8. Machine Learning, apprendimento automatico
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 8
• 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

9. Machine Learning, apprendimento automatico
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 9
• Obiettivo è innaffiare il terreno, input: Umidità,
Temperatura output: Innaffiare SI o NO?
• L'agricoltore prepara (input, input, output) come
(2,1,SI) (1,1,NO) (0,1,SI) (2,5,NO) da esperienza
• Il machine learning impara a collegare input e
output, usando grandi quantità di dati puliti
• L'esperto controlla se ha studiato e lo promuove
• Fornisco input (5, 6) e lui risponde SI

10. Neural Network come rete di neuroni
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 10
Neurone biologico
Numeri
[0,1] o
[-1,1]
Neurone matematico

11. Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 11
Neural Network come rete di neuroni
Rete
di
neuro
ni
compl
essa
con
appre
ndime
nto
profo
ndo

12. Percorso di creazione della soluzione
1. Studiare il problema per capire cosa fare
2. Studiare i dati disponibili, punto critico su quantità, qualità,
facile accedere, di proprietà mia o altrui
3. Scegliere il modello matematico
4. Realizzare l'algoritmo per eseguire il modello
5. Eseguire l'addestramento
6. Eseguire test di funzionamento
7. Valutare le risposte
8. Ripetere e migliorare fino a qualità adeguata
9. Installare, mettere in funzionamento
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 12

13. Solo per grandi realtà?
• Intelligenza Artificiale sta diventando sempre più matura
• Algoritmi realizzabili, matematica affrontabile
• Aumentano le tecnologie e si riducono i costi
• Può essere installata anche su tablet e smartphone
• Vengono usati servizi online di Google IBM MicroSoft e altri
• Esistono soluzioni su specifici casi
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 13

14. Esempi in Agricoltura di Precisione
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 14
Classificare un oggetto Creare le classi
Trovare un
valore strano
fuori dal
solito
Prevedere un
andamento nel
futuro in base
al passato

15. Esempi in Agricoltura di Precisione
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 15
Analizzare
la maturità
dell'uva
Videosorve
glianza
della
proprietà
Analizzare le parti di una pianta

16. Esempi in Agricoltura di Precisione
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 16
• 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

17. Esempi in Agricoltura di Precisione: AgriRobot
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 17
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

18. Esistono esempi, applicazioni, studi?
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 18
riviste scientifiche internazionali in lingua inglese

19. Mi piace, lo voglio, cosa devo fare per averlo?
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 19
• Ho definito bene il problema e il contesto?
• Voglio 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?

20. Conclusioni
• 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
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 20
Unione di IA e Agricoltura può dare buoni frutti

21. Domande & Risposte
Intelligenza Artificiale per Agricoltura di Precisione – Roberto Marmo 21
Ci rivediamo su www.robertomarmo.net
info@robertomarmo.net www.algoritmiia.it