Il declino delle api: in loro aiuto arriva la tecnologia

Il declino delle api è un grave problema non solo per la perdita di biodiversità, ma anche in termini produttivi ed economici. La perdita degli impollinatori più rappresentativi ha serie ripercussioni sulla produzione agricola e sulla sicurezza alimentare. L’impollinazione svolta dalle api facilita la produzione di circa il 75% delle colture a livello mondiale. Una singola colonia di api può impollinare fino a 300 milioni di fiori al giorno, evidenzia il Dipartimento di Stato USA. Oltre a garantire l’impollinazione di oltre l’80% delle colture e delle piante selvatiche in Europa, api mellifere, bombi e api selvatiche contribuiscono ogni anno con almeno 22 miliardi di euro all’industria agricola europea, segnala la Commissione UE.

La popolazione di questi preziosi insetti è messa a dura prova dall’impiego dei pesticidi (gli effetti del glifosato sono stati scientificamente provati) e da un ambiente ostile, reso ancora più difficile dagli effetti dei cambiamenti climatici. Cosa fare per rimediare a questa situazione? A parte la necessità di provvedere a ridurre l’impiego di sostanze chimiche e di rendere l’agricoltura più sostenibile, alcune soluzioni passano anche dalla tecnologia più avanzata, sotto forma di robotica e di tecniche d’intelligenza artificiale.

Foto di Dmitry Grigoriev su Unsplash

Le cause del declino delle api

Pesticidi, distruzione dell’habitat, siccità, deficit nutrizionale, inquinamento atmosferico, riscaldamento globale. Sono questi i principali motivi alla base del declino delle api. In alcuni casi più che declino, è una strage. Greenpeace segnala che il numero di colonie di api attive per ettaro, un parametro fondamentale per la salute delle colture, negli Stati Uniti è diminuito del 90% dal 1962. “Le api non riescono a tenere il passo con i tassi di moria invernale e la perdita di habitat”.

I pesticidi sono tra le cause più segnalate, anche in Italia. Nel nostro Paese ci ha pensato il Consorzio nazionale Apicoltori (Conapi) a rilevare il calo. Nell’indagine avviata nel 2017 e terminata nel 2023 si è notato innanzitutto un aumento “non trascurabile” della presenza di inquinanti. La “pausa” provocata dal Covid e dalla conseguente riduzione delle attività umane ha portato un calo evidente di contaminazioni, ma non appena si è tornati alla normalità, i valori sono aumentati sensibilmente. “I livelli critici di mortalità delle api sono stati superati a Bologna nel 2018, a Bari e Milano nel 2019 ed a Faenza nel 2022 e nel 2023”, segnala Conapi. A livello di metalli pesanti, si è registrato un calo: nei sette anni del progetto, le percentuali con valori inferiori alla soglia di riferimento e quelli che la superavano sono risultate ambedue intorno al 34%.

Foto di Boris Smokrovic su Unsplash

Rimedi tecnologici con robotica e AI

Per cercare di invertire questo declino delle api la tecnologia offre strumenti utili. In questi anni sono stati avviati dei progetti dedicati che vedono al centro l’adozione di tecniche di intelligenza artificiale e l’impiego di soluzioni robotiche.

RoboRoyale

A questo proposito va segnalato RoboRoyale. Acronimo di ROBOtic Replicants for Optimizing the Yield by Augmenting Living Ecosystems, RoboRoyale è coordinato dall’Università inglese di Durham e finanziato dal programma Pathfinder del Consiglio europeo per l’innovazione con più di 3,2 milioni di euro. In esso si combinano tecnologie microrobotiche, biologiche e di machine learning per favorire il benessere dell’ape regina.

Uno degli obiettivi è che le api robot possano potenzialmente stimolare la deposizione delle uova fornendo alla regina specifici alimenti ricchi di proteine ​​al momento giusto per stimolare questa attività. A sua volta, un vantaggio atteso è che un conseguente aumento delle api e dei voli di foraggiamento significherebbe una maggiore impollinazione dell’ecosistema circostante per sostenere la crescita delle piante e degli animali.

Il sistema consente a 6-8 api robotiche, alcune dotate di microcamere, di essere guidate all’interno di un alveare di osservazione da un controller collegato ad esse dall’esterno. L’obiettivo finale è rendere le api robot completamente autonome. Il sistema multi-robot, che il team spera di iniziare a testare nei prossimi mesi, imparerà col tempo come stimolare la regina a ottimizzare la deposizione delle uova e la produzione di feromoni, particolari sostanze chimiche che influenzano il comportamento dell’alveare.

Hiveopolis

Un altro progetto europeo dal forte accento tecnologico: Hiveopolis. Finanziato con quasi 7 milioni di euro e presentato a marzo alla settimana della ricerca e innovazione dell’European Innovation Council 2024, il progetto propone un concetto “rivoluzionario e futuristico”, come spiega il team del progetto, coordinato dall’Università di Graz, per mitigare la minaccia globale per le colonie di api dovuta ai disturbi nel loro ambiente naturale, causati principalmente dalle attività umane. “Studiando l’intelligenza dello sciame, ovvero conducendo vari esperimenti e simulazioni, questo progetto genererà tecnologie integrate che consentiranno la costruzione del primo sistema di alveare intelligente”. Esso favorirà l’interazione tra tecnologia, api ed esseri umani per promuovere un ambiente stabile e sostenibile e un futuro più verde.
Hiveopolis nasce per “creare una società moderna di colonie di api mellifere che sia pienamente adattata alle sfide e alle esigenze attuali”.

Per raggiungere queste finalità verranno adottate varie strategie. Una di queste sarà di dotare ogni colonia di api di un robot integrato, in grado di indirizzare le api raccoglitrici verso determinate fonti di nettare o polline, impedendo alle colonie di cercare cibo in fonti di cibo dannose, come fiori trattati con pesticidi o colonie morenti e infestate dagli acari parassiti di Varroa.

“La mappatura delle fonti gratificanti di nettare o polline in base ai database agricoli o ai luoghi di foraggiamento di altre colonie consentirà di prevedere il numero ottimale di alveari nella posizione ottimale per gli alveari”, spiegano i ricercatori. Per poter incorporare sensori e robot, l’intera colonia, compresi i pettini, sarà realizzata con materiali intelligenti. Un sistema a doppia porta tra ciascun settore del favo e un sistema intelligente di ventilazione integrato consentiranno di escludere le api da particolari settori del favo prima di rimuoverle e ispezionarle.

Beehome

Robotica, intelligenza artificiale e big data vengono in aiuto per evitare il declino delle api e per rafforzare la collaborazione tra uomo e questi preziosi insetti, attraverso Beehome, un alveare hi-tech della startup israeliana Beewise. Essa ha creato un “alveare smart” dotato di tecnologia in grado di monitorare tutto ciò che accade all’interno, parametri ambientali compresi. Non solo: l’alveare è predisposto in modo da intervenire, se necessario, fornendo acqua o zucchero se vengono rilevate carenze. Per riuscire a intervenire, fornendo soluzioni mirate, si avvale di tecniche di AI in modo che il sistema impara a distinguere i modelli che precedono la diminuzione della popolazione della colonia. Inoltre è in grado di rilevare anche eventuali parassiti e applica trattamenti termici senza bisogno di impiegare sostanze chimiche. Addirittura, se nell’atmosfera vengono rilevati prodotti tossici come i pesticidi, gli ingressi dell’alveare vengono automaticamente chiusi come protezione. Ogni Beehome può ospitare fino a ventiquattro arnie ed è alimentata a energia solare.

Andrea Ballocchi