Il MIT vuole trasformare tutti in agricoltori grazie ai suoi 'Food Computer'

Nel 2011,  poco dopo il disastro nucleare di Fukushima, Caleb Harper si è recato in Giappone come parte di un team inviato dal Media Lab del MIT con il compito di sviluppare soluzioni creative ai problemi causati dal disastro.  Nella regione era in corso una crisi alimentare.

All'epoca, il Giappone importava circa il 70 per cento dei suoi prodotti alimentari, il resto del mondo aveva smesso di comprare il suo riso e i suoi prodotti agricoli per paura che fossero contaminati dalle radiazioni. A peggiorare le cose, non era chiaro se sarebbe stato possibile continuare a coltivare nella zona di Fukushima a causa dei depositi di sale trasportato dallo tsunami e alla probabilità di contaminazione da radiazioni.

"Quando sono stato a Fukushima, mi sono reso conto che quella regione del paese era il granaio del Giappone ridotto in una condizione post-apocalittica," ha raccontato a Motherboard Harper, direttore dell'Open Open Agriculture Initiative del MIT. "Così, ho pensato: se non si dispone di un clima adatto per coltivare, perché non ricrearlo? Così è nata l'idea di un data center che combinasse l'agricoltura con i dati."

L'idea di Harper di un data center dedicato alle colture alla fine ha preso forma nella Open Agriculture Initiative, un progetto che ha l'obiettivo di formare sempre più agricoltori e codificare il futuro della produzione alimentare. A tal fine, Harper e i suoi colleghi hanno sviluppato il food computer, una piattaforma agricola hardware e software open source che opera in ambiente controllato.

In sostanza, il food computer è una serra hi-tech dotata di impianti di climatizzazione computerizzati, come luci per la crescita delle piante e umidificatori, oltre a sensori per monitorare i livelli di ossigeno, la temperatura e altre variabili climatiche. Le piante non sono coltivate nel terreno, ma in sistemi idroponici o aeroponici. Nel primo caso, le radici sono a contatto diretto con l'acqua, nel secondo caso, invece, sono esposte all'aria ed a una nebbiolina che ne favorisce una crescita più rapida.

Se il disastro di Fukushima ha costituito un incidente isolato che ha messo in crisi l'approvvigionamento alimentare locale, l'attuale sistema alimentare industrializzato si trova ad affrontare altri problemi su scala globale. Al momento, solo circa il 2 per cento della popolazione degli Stati Uniti produce i propri alimenti, mentre, ogni anno, circa il 30 per cento del cibo prodotto a livello mondiale viene sprecato a causa dell'inefficienza nella catena di rifornimento. La popolazione mondiale dovrebbe raggiungere i 9,1 miliardi di individui entro il 2050 e, di conseguenza, la domanda di cibo aumenterà del 70 per cento — la questione è come migliorare la produzione alimentare per soddisfare le esigenze future, nonostante i problemi posti alla sicurezza alimentare dai cambiamenti climatici.

Ed è qui che entra in gioco il food computer, essenzialmente una serra che utilizza sistemi robotizzati per il controllo di variabili come il clima, l'energia da utilizzare e i nutrienti, realizzando così la visione di Harper di ricreare un clima artificiale adattandolo alle varie esigenze locali.

I food computer raccolgono una enorme quantità di dati sulle piante coltivate—circa 3,5 milioni di dati per ogni ciclo di crescita. I dati prodotti da un determinato network vengono poi aggregati in un database open e filtrati da un algoritmo di machine learning per creare delle cosiddette "ricette climatiche" ottimizzate in base ai tratti fenotipici delle piante—come il colore o le dimensioni—o input come l'energia necessaria o l'utilizzo di fertilizzanti. Queste ricette climatiche possono essere poi scaricate da altri utenti ed eseguite come programmi dei food computer, "trasformando effettivamente le persone comuni in un agricoltori provetti."

I food computer sono disponibili in tre diverse dimensioni (un modello tipo personal computer, un altro delle dimensioni di un container e un altro grande come un magazzino) e trattandosi di tecnologie open source possono essere costruiti da chiunque disponga delle risorse necessarie. Secondo Harper, la prima generazione di personal food computer rilasciata 6 mesi fa ha un costo di circa 930 euro, mentre l'ultima generazione rilasciata solo poche settimane fa, circa 1860 euro.

Uno degli aspetti più promettenti dei food computer è che fornisce la capacità di produrre localmente qualsiasi tipo di coltura agli utenti, indipendentemente dalla loro localizzazione. Questo presenta una serie di vantaggi, in particolare riguardo al consumo energetico e alla soddisfazione del fabbisogno alimentare. Grazie a questi strumenti, gli utenti possono monitorare esattamente quanti kilowatt sono necessari per produrre un chilo di cibo, una statistica molto più difficile da calcolare nell'ambito dell'agricoltura tradizionale a causa della sua complessità e della impossibilità di monitorare una serie di anelli della catena di distribuzione.

"La quantità di energia utilizzata per la produzione che parte dai campi, porta al distributore, all'imballaggio, al distributore, al rivenditore e infine alla cucina di un utente è considerevole," ha spiegato Harper. "Ma è davvero difficile da calcolare perché dipende dall'ambiente in cui si svolge il processo. Finalmente, potremo essere estremamente precisi in materia di costi, il che, a prima vista, potrebbe sembrare noioso, ma molti dei problemi alimentari sono effettivamente legati ai costi."

Per Harper, tuttavia, uno dei maggiori vantaggi del food computer è quello di mantenere inalterato il valore nutrizionale delle piante.

Ad esempio, a causa della complessità delle catene di distribuzione dei prodotti agricoli, l'età media di una mela che raggiunge i negozi di alimentari è di circa un anno. Anche se esistono una serie di vantaggi nel trattare e conservare prodotti per mesi e mesi, questo comporta anche che frutta e verdura perdono una quantità significativa delle loro sostanze nutritive nel momento in cui raggiungono il consumatore. Negli ultimi decenni, questo è stato considerato un inconveniente sgradevole ma necessario di un sistema industriale agricolo fortemente centralizzato: se si vuole nutrire il mondo, bisogna necessariamente fare qualche sacrificio.

"Il problema più grande è che siamo diventati troppo centralizzati," ha spiegato Harper. "La rete non ha ancora portato alcun vantaggio all'agricoltura. Si tratta di un ambito produttivo inserito ancora pienamente nella mentalità dell'economia industriale in cui a contare maggiormente sono l'efficienza e la quantità. Ma ora, le priorità si stanno spostando dalla pura resa ad una maggiore sostenibilità. Ma per un'agricoltura sostenibile, sono necessarie una grande quantità di informazioni non necessariamente disponibili all'interno del sistema produttivo alimentare attuale."

In questo senso, l'Open Agriculture Initiative del MIT rappresenta un cambiamento di paradigma nel modo in cui gli scienziati e gli agricoltori pensano alla sicurezza alimentare e al futuro dell'agricoltura. Questo nuovo approccio localizzato e data-driven si basa sulla trasparenza della filiera agricola e la vicinanza alla fonte. Rendendo accessibile a una popolazione mondiale sempre più urbanizzata un approccio tecnologico all'agricoltura, Harper spera di stimolare delle soluzioni creative alle prossime crisi alimentari.

"La realtà è che la maggior parte di noi non è a contatto con la fase produttiva del cibo," ha spiegato Harper. "Se la gente vuole che i suoi alimenti siano sicuri, buoni e sostenibili, il futuro dell'agricoltura va costruito sulla fiducia e sulla trasparenza. Qualsiasi cosa ci impedisca di sapere cosa si trova nel nostro cibo, nel lungo periodo, deve essere abbandonato."