Una resa 100 volte superiore nelle colture con il 98% in meno di suolo e il 95% in meno di utilizzo dell’acqua, questa non è fantascienza ma fatti supportati dalla scienza
Agricola Moderna è una fattoria verticale italiana che vende i suoi brand di verdura a foglia verde e insalate al principale protagonista del supermercato italiano e nella piattaforma specializzata in cibo sostenibile e locale.
È specializzata in tutti gli aspetti riguardanti l’agricoltura verticale: scienza delle piante, data science, ingegneria climatica e logistica industriale.
La piattaforma di Agricola Moderna utilizza diversi tipi di sensori: telecamere RGB-D per la ricostruzione 3D della copertura e diversi sensori ambientali per la misurazione della temperatura, dell’intensità della luce e dei livelli di CO2. Inviano tutte queste informazioni ad un database centralizzato dove vengono messe in relazione e alla quali viene assegnato un contesto. 
Agricola Moderna utilizza inoltre l’imaging iperspettrale per permettere l’estrazione di informazioni che sarebbero diversamente perse come la presenza di macroelementi come nitrogeno, fosforo e potassio, che sono molto importanti per capire lo stato di salute delle piante e che sono visibili dopo qualche manipolazione dei dati, come ad esempio il livello dei favonoidi nella famiglia degli antociani. Questi non sarebbero visibili con semplici fotocamere RGB e una lenta e costosa analisi chimica delle colture potrebbe essere la soluzione alternativa.
Dopo diversi mesi di ricerche di mercato, discussioni e riflessioni, Agricola Moderna ha scelto Specim come suo fornitore di telecamere iperspettrali.
Agricola Moderna è venuta a conoscenza di Specimen durante una collaborazione con l’Università di Milano, dove hanno la loro piattaforma di fenotipizzazione. Dopo una serie di comparazioni, ha pensato che Specim FX10e fosse il miglior dispositivo, e al prezzo più competitivo. iMAGE S SpA, distributore di Specim in Italia, ha avuto un ruolo importante in questa scelta. Agricola Moderna è stata seguita da iMAGE S SpA in ogni passo del processo, prima e dopo l’acquisto, e sono tuttora in contatto per ottimizzare l’uso della fotocamera.
Impostare tutto e imparare ad acquisire e analizzare correttamente le immagini ha richiesto un paio di mesi. Un elemento essenziale è la luce ambientale e trovare quella corretta può richiedere diverse prove e errori di ripetizione. Dopo quattro mesi da quando hanno iniziato ad usare FX10e, Agricola Moderna ha iniziato a sviluppare gli strumenti di cui ha bisogno. Sebbene i risultati siano promettenti, è ancora prematuro quantificarne il successo. Infatti, ha visto chiaramente come differisce lo spettro di una pianta sana da quello di una pianta malata e ha imparato a rilevarlo. Per alcune specie è riuscita a quantificare la luminosità dei colori, molto importante per i prodotti che vende.
La scansione di vassoi completi genera diversi gigabyte di dati iperspettrali. Bisogna anche capire la natura di queste informazioni e come estrarre informazioni da queste. Per questo motivo Agricola Moderna sta sviluppando tutti gli algoritmi per manipolare e analizzare i dati internamente.
Grazie ai loro Data Scientist e alle collaborazioni esterne con il dipartimento di Informatica de La Sapienza di Roma e il dipartimento di Biologia dell’Università di Milano, Agricola Moderna sta esplorando una serie di soluzioni che sfruttano gli ultimi progressi nel Deep Learning e altre tecniche di data science, e quindi come adattarli alle applicazioni agricole verticali.
Duccio Piovani, Responsabile Data Science e AI di Agricola Moderna, è soddisfatto dello Specim FX10e che hanno acquistato e dell’assistenza ricevuta da iMAGE S.
“Crediamo di aver solo iniziato a grattare la superficie di quello che è un campo estremamente promettente. Un settore che si trova al crocevia di molte discipline, come biologia, imaging iperspettrale, visione artificiale e intelligenza artificiale; è questo un settore che sta già giocando un ruolo centrale nel modo in cui coltiviamo e ne determinare chi influenza l’agricoltura verticale. L’agricoltura, in generale, è destinata a crescere. Ad Agricola Moderna vogliamo essere in prima linea in questo sforzo collettivo con l’intenzione di sfruttare tutti i vantaggi che questo porta”, afferma Piovani.
Dr. Duccio Piovani – Responsabile Data Science e IA
Laureato in Fisica Teorica e Sistemi Complessi, Duccio ha conseguito un master presso La Sapienza di Roma e un Dottorato di Ricerca all’Imperial College di Londra. Ha poi iniziato a lavorare in Data Science sia nel mondo accademico che con diverse startup a Londra e Parigi. Oggi è responsabile di tutto ciò che riguarda dati e algoritmi ad Agricola Moderna.
Agricola Moderna
L’azienda è stata fondata a Milano nel 2018 da due amici, Benjamin Franchetti e Pierluigi Giuliani. Alla fine del 2018 Duccio Piovani ha iniziato una collaborazione con l’azienda Agricola Moderna come consulente per introdurre un rigoroso snellimento dei dati scientifici nell’R&D dell’azienda, che si è subito resa conto del potenziale che questo approccio avrebbe potuto avere nel vertical farming, un settore così fortemente orientato all’innovazione.
Piovani è entrato a far parte a tempo pieno del team di Agricola Moderna alla fine del 2019. A quel tempo, Agricola Moderna si trasferì da un piccolo laboratorio a Milano a Melzo, a 19 km da Milano, in un nuovo centro di produzione di 1500 m². Da allora il team è cresciuto con l’assunzione di agronomi, altri data scientist e un ingegnere informatico. Attualmente, l’azienda conta 16 professionisti di 6 diverse nazionalità e sta progettando di espandersi ulteriormente in una struttura dieci volte più grande di quella attuale.
No science fiction but science
100x higher yield in crops with 98% less soil and 95% less water usage – not science fiction yet enabled by science
Agricola Moderna is an Italian vertical farming company selling their brands of leafy greens and salads to the Italian supermarket’s main actor and in a platform specialized in sustainable and local food. They specialize in all the aspects that concern Vertical Farming: plant science, data science, climate engineering, and industrial logistics.
Agricola Moderna’s platform uses several types of sensors: RGB-D cameras for canopy 3D reconstruction and several environmental sensors that measure temperature, light intensity, and C02 levels. They send all this information to a centralized database where it is put into relation and given context.
Agricola Moderna is also using hyperspectral imaging to allow extracting information that would be otherwise lost: the presence of macro elements such Nitrogen, Phosphorus, and Potassium, which are very important to understand the plants’ health and are visible after some manipulation of the data, or for example the level of flavonoids in the anthocyanin’s family. These would not be visible with simple RGB cameras, and the alternative solution is a slow and expensive chemical analysis of the crops.
Agricola Moderna chose Specim as their hyperspectral camera supplier after several months of market research, discussions, and thought. They learnt about Specim from their collaboration with Università di Milano, where they have their phenotyping platform. After several comparisons, they thought the Specim FX10e was the best device for them, and the price was competitive. iMAGE S S.p.A., the Specim distributor in Italy, had a notable role in this choice.
Agricola Moderna was assisted by iMAGE S in every step of the process, before and after the purchase, and they are still in constant contact to optimize the use of the camera.
Setting everything up and learning how to acquire and analyze the images correctly has taken a couple of months. An essential element is a light environment, and finding the correct one may imply several trial and error iterations. After four months from when they started using FX10e, Agricola Moderna is developing the tools they need. Although some results are promising, it’s still early to quantify the level of success.
They have indeed very clearly seen how the spectrum of a healthy plant and sick one differs and has learnt to detect it. For some species, they managed to quantify their color’s brightness, which is very important for the products they sell.
Scanning full trays of crops easily create several giga-bytes of hyperspectral data. One also needs to understand the nature of this data and how to extract information from it. For this reason, Agricola Moderna is developing all the algorithms to manipulate and analyze the data in-house.
Thanks to their Data Scientists and external collaborations with the Computer Science department in La Sapienza in Rome and the Biology department of Università di Milano, Agricola Moderna are exploring a number of solutions that make use of the latest advancements in Deep Learning and other data science techniques and how to adapt them to vertical farming applications.
Duccio Piovani, Head of Data Science and AI at Agricola Moderna, is satisfied with the Specim FX10e they have bought and the assistance they have received from iMAGE S.
“We believe we have only started scratching the surface of what is an extremely promising field. A field at the cross-road of many different disciplines such as biology, hyperspectral imaging, computer vision, and artificial intelligence that is already playing a central role in the way we grow crops and who’s influence on vertical farming and Agriculture, in general, is destined to grow. At Agricola Moderna, we are making sure to be at the forefront of this collective effort with the intention to exploit all the advantages it will bring”, Piovani states.
Duccio Piovani PhD – Head of Data Science and AI
Trained in Theoretical Physics and Complex Systems, Duccio holds a master’s degree from La Sapienza in Rome and a Ph.D. from the complexity group at Imperial College London. He then started working in Data Science both in academia and with several startups in London and Paris. Today, he is responsible for all that concern data and algorithms at Agricola Moderna.
Agricola Moderna
The company was founded in Milan in 2018 by two friends Benjamin Franchetti and Pierluigi Giuliani. At the end of 2018, Duccio Piovani started collaborating with the company as a consultant to introduce a rigorous data science pipeline to the company R&D. They quickly realized all the potential this approach could have in an innovation-driven field such as Vertical Farming.
Piovani joined the Agricola Moderna team full time at the end of 2019. At that time, Agricola Moderna moved from a small venture laboratory in Milan to Melzo 19 km from Milan, in a new production center of 1500m². The team ever since has grown with the hire of agronomists, other data scientists, and a software engineer. Currently, the company has 16 professionals of 6 different nationalities. They are planning to expand into a facility ten times the size of the current one for the future.
