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L'intelligenza artificiale potrebbe impedire a milioni di persone di soffrire la fame entro il 2030

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La ricerca ha scoperto che l'uso della nanotecnologia e dell'intelligenza artificiale (AI) in agricoltura potrebbe offrire una soluzione pratica alle sfide che minacciano la sicurezza alimentare globale.

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Lo studio, condotto da ricercatori dell'Università britannica di Birmingham, indaga su come l'"agricoltura di precisione" permetterebbe agli agricoltori di rispondere in tempo reale ai cambiamenti nella crescita delle colture utilizzando la tecnologia.

L'"agricoltura di precisione" si riferisce a metodi di coltivazione che misurano e rispondono alla variabilità delle colture, permettendo la gestione della terra con l'obiettivo di ottimizzare l'efficienza e ridurre gli sprechi.

In questo caso, l'IA e le nanotecnologie potrebbero essere usate per aiutare sia le colture che il terreno a rendere meglio.

Il cambiamento climatico, l'aumento della popolazione, le richieste concorrenti di terra per la produzione di biocarburanti e il declino della qualità del suolo hanno reso sempre più difficile nutrire i cittadini del mondo.

Sfide alla sicurezza alimentare globale

Le Nazioni Unite stimano che 840 milioni di persone saranno colpite dalla fame entro il 2030. In risposta, i ricercatori hanno sviluppato una tabella di marcia che combina l'agricoltura intelligente con l'AI e l'apprendimento automatico che potrebbe aiutare a ridurre questo numero.

Quasi il nove per cento della popolazione del pianeta è attualmente affamato.

"Trovare soluzioni agricole sostenibili a questo problema ci richiede di adottare nuovi approcci audaci e integrare le conoscenze da diversi campi, come la scienza dei materiali e l'informatica", dice il co-autore dello studio, Iseult Lynch.

"L'agricoltura di precisione, utilizzando le nanotecnologie e l'intelligenza artificiale, offre interessanti opportunità per una produzione alimentare sostenibile. Possiamo collegare i modelli esistenti per il ciclo dei nutrienti e la produttività delle colture con approcci di nanoinformatica per aiutare sia le colture che il suolo a rendere meglio - in modo sicuro, sostenibile e responsabile"

La motivazione principale per l'innovazione nella tecnologia agricola è l'attuale necessità di nutrire la crescente popolazione globale con un'area decrescente di terra disponibile per l'uso agricolo, mentre si conserva la salute del suolo e si protegge la qualità ambientale.

Anche l'acqua gioca un ruolo chiave nelle sfide dell'agricoltura in questo momento. Avendo messo milioni di persone in più a rischio di fame acuta, la pandemia di COVID-19 ha posto le basi per un anno cruciale di ripensamento dell'intero sistema dietro il cibo e la nutrizione. Eppure siamo fuori strada per raggiungere l'obiettivo di garantire acqua e servizi igienici per tutti entro il 2030, come stabilito dall'obiettivo 6 dello sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite, con molte fonti d'acqua che diventano inaffidabili, più inquinate, o entrambe.

Inefficienza ed emissioni di azoto nel settore agricolo

L'intensificazione dell'agricoltura ha portato a un'efficienza globale estremamente scarsa nell'uso dell'azoto. Questo si riferisce a quanto dell'azoto usato nel processo agricolo viene effettivamente assorbito dalla pianta. L'inefficienza rappresenta una seria minaccia per la qualità dell'ambiente, poiché grandi quantità di nutrienti vengono perse nell'acqua e nell'aria, riscaldando il pianeta, con quasi l'11% delle emissioni globali di gas serra provenienti dall'agricoltura.

Le emissioni del "gas esilarante", il protossido di azoto, come risultato di un'eccessiva fertilizzazione della terra, che è 300 volte più potente dell'anidride carbonica nel causare il riscaldamento globale, è una preoccupazione particolare. Il 70 per cento delle emissioni di protossido di azoto nell'aria sono emesse dal settore agricolo.

I nano fertilizzanti offrono il potenziale per indirizzare la fertilità delle colture, migliorare l'efficienza d'uso dell'azoto e ridurre le emissioni di protossido d'azoto, il che potrebbe aiutare a sostenere l'emissione netta zero di gas serra entro il 2050, come previsto dalla legge britannica sul cambiamento climatico.

I ricercatori hanno scoperto che le nanotecnologie possono migliorare l'agricoltura in quattro modi chiave: migliorando i tassi di produzione e le rese delle colture; aumentando la salute del suolo e la resilienza delle piante; migliorando l'efficienza delle risorse, come i fertilizzanti, e riducendo l'inquinamento; oltre a sviluppare piante con sensori intelligenti che possono avvisare gli agricoltori degli stress ambientali.

"L'integrazione di AI e nanotecnologia nell'agricoltura di precisione giocherà un ruolo fondamentale nel sondare i parametri di progettazione dei nanomateriali da utilizzare nella distribuzione di fertilizzanti e pesticidi per garantire un impatto minimo sulla salute del suolo - contribuendo a garantire un'agricoltura sicura e sostenibile", conclude il coautore Peng Zhang.

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