Sensoristica e automazione per la zootecnia di precisione
A.A. 2020/2021
Obiettivi formativi
Fornire conoscenze approfondite sui principali sistemi sensoristici e soluzioni di automazione potenzialmente implementabili in un'azienda zootecnica. Nell'ambito di casi studio sviluppati nel corso integrato di "Zootecnia di precisione", acquisire metodi e competenze per l'estrazione, l'analisi e l'interpretazione dei dati generati dai sistemi sensoristici allo scopo di ottimizzare la gestione dell'allevamento mediante l'applicazione di approcci di zootecnia di precisione.
Risultati apprendimento attesi
Capacità di valutare l'introduzione in azienda dei diversi sistemi di zootecnia di precisione, dai singoli sensori ad un sistema integrato di gestione di precisione dell'allevamento.
Acquisizione di un metodo per l'estrazione, l'analisi e l'interpretazione dei dati provenienti dai sensori.
Acquisizione di un metodo per l'estrazione, l'analisi e l'interpretazione dei dati provenienti dai sensori.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Le lezioni si terranno a distanza sulla piattaforma Microsoft Teams in modalità sincrona in base all'orario stabilito. Le lezioni verranno registrate e lasciate a disposizione degli studenti per la visione in modalità asincrona.
Potranno essere programmate alcune lezioni in presenza. In ogni caso sarà possibile seguire tali lezioni online.
Il programma e il materiale di riferimento non subiranno variazioni. Saranno rese disponibili le registrazioni delle lezioni e materiale supplementare in forma di video nel sito ARIEL dell'insegnamento.
Esame secondo le modalità previste utilizzando la piattaforma Microsoft Teams o, laddove la regolamentazione lo consentisse, in presenza, sempre in forma orale.
Potranno essere programmate alcune lezioni in presenza. In ogni caso sarà possibile seguire tali lezioni online.
Il programma e il materiale di riferimento non subiranno variazioni. Saranno rese disponibili le registrazioni delle lezioni e materiale supplementare in forma di video nel sito ARIEL dell'insegnamento.
Esame secondo le modalità previste utilizzando la piattaforma Microsoft Teams o, laddove la regolamentazione lo consentisse, in presenza, sempre in forma orale.
Programma
Prima parte
Descrizione e principi di funzionamento dei principali sensori impiegati in sistemi di Zootecnia di Precisione:
· Applicazioni pratiche dei sensori: funzionamento, installazioni, segnali di output. Interconnessione e bus di dati.
· Acquisizione di dati da sensori.
· Microcontrollori e sistemi di automazione.
· Attuatori elettrici, pneumatici, oleodinamici: funzionamento, applicazioni e controllo automatico.
Seconda parte
Le tecnologie e i principi di base della zootecnia di precisione applicata in allevamenti zootecnici bovini:
· La sensoristica di bordo dei robot di mungitura e dei sistemi automatici per la preparazione e la somministrazione
della razione alimentare. Raccolta ed analisi dei dati provenienti dai software gestionali a supporto.
· I sistemi per l'allarme parto: descrizione delle tipologie, principi di funzionamento, elementi di scelta operativa.
Esempi applicativi.
· I sistemi per il posizionamento degli animali indoor (in stalla) e outdoor (al pascolo). Esempi applicativi.
Terza parte
La strumentazione ottica e le principali tecniche di elaborazione dati multivariati per applicazioni di zootecnia di precisione:
· Interazione della radiazione elettromagnetica con la materia e proprietà ottiche dei prodotti. Spettroscopia
vibrazionale. Bande di assorbimento dello spettro nel campo del visibile e del vicino infrarosso (vis/NIR).
· Analisi della strumentazione (spettroscopia vis/NIR, analisi delle immagini e imaging iperspettrale, termografia).
Strumenti da banco e portatili.
· Interpretazione dei dati. Pretrattamenti dei dati. Analisi esplorativa di dati multivariati: analisi delle componenti
principali (PCA). Modellazione dei dati: modelli di classificazione qualitativa e modelli predittivi quantitativi.
Calibrazione e validazione del modello.
· Analisi di casi studio reali.
Descrizione e principi di funzionamento dei principali sensori impiegati in sistemi di Zootecnia di Precisione:
· Applicazioni pratiche dei sensori: funzionamento, installazioni, segnali di output. Interconnessione e bus di dati.
· Acquisizione di dati da sensori.
· Microcontrollori e sistemi di automazione.
· Attuatori elettrici, pneumatici, oleodinamici: funzionamento, applicazioni e controllo automatico.
Seconda parte
Le tecnologie e i principi di base della zootecnia di precisione applicata in allevamenti zootecnici bovini:
· La sensoristica di bordo dei robot di mungitura e dei sistemi automatici per la preparazione e la somministrazione
della razione alimentare. Raccolta ed analisi dei dati provenienti dai software gestionali a supporto.
· I sistemi per l'allarme parto: descrizione delle tipologie, principi di funzionamento, elementi di scelta operativa.
Esempi applicativi.
· I sistemi per il posizionamento degli animali indoor (in stalla) e outdoor (al pascolo). Esempi applicativi.
Terza parte
La strumentazione ottica e le principali tecniche di elaborazione dati multivariati per applicazioni di zootecnia di precisione:
· Interazione della radiazione elettromagnetica con la materia e proprietà ottiche dei prodotti. Spettroscopia
vibrazionale. Bande di assorbimento dello spettro nel campo del visibile e del vicino infrarosso (vis/NIR).
· Analisi della strumentazione (spettroscopia vis/NIR, analisi delle immagini e imaging iperspettrale, termografia).
Strumenti da banco e portatili.
· Interpretazione dei dati. Pretrattamenti dei dati. Analisi esplorativa di dati multivariati: analisi delle componenti
principali (PCA). Modellazione dei dati: modelli di classificazione qualitativa e modelli predittivi quantitativi.
Calibrazione e validazione del modello.
· Analisi di casi studio reali.
Prerequisiti
Sono richieste conoscenze matematiche e statistiche di base per affrontare gli aspetti teorici e operativi della strumentazione descritta.
Metodi didattici
I metodi didattici consistono in:
a) lezione frontale
b) esercitazioni in aula anche con lavoro di gruppo
c) visite in campo
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria ma è fortemente consigliata.
a) lezione frontale
b) esercitazioni in aula anche con lavoro di gruppo
c) visite in campo
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria ma è fortemente consigliata.
Materiale di riferimento
Appunti delle lezioni del corso pubblicati su sito Ariel
Articoli monografici indicati durante il corso
Articoli monografici indicati durante il corso
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame prevede un unico colloquio orale riguardante gli argomenti trattati durante il corso.
La valutazione complessiva viene svolta in base ai seguenti criteri:
- le conoscenze teoriche della materia oggetto d'esame;
- le conoscenze applicate della materia oggetto d'esame;
- la proprietà di utilizzo del linguaggio tecnico delle materie oggetto d'esame.
Il voto verrà espresso in trentesimi.
La modalità di verifica rimane inalterata per gli studenti non frequentanti.
La valutazione complessiva viene svolta in base ai seguenti criteri:
- le conoscenze teoriche della materia oggetto d'esame;
- le conoscenze applicate della materia oggetto d'esame;
- la proprietà di utilizzo del linguaggio tecnico delle materie oggetto d'esame.
Il voto verrà espresso in trentesimi.
La modalità di verifica rimane inalterata per gli studenti non frequentanti.
AGR/09 - MECCANICA AGRARIA - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento
Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali - via Celoria 2, Milano
Ricevimento:
Su appuntamento
Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali - Area di Ingegneria Agraria
Ricevimento:
su appuntamento
via Celoria 2 - Edificio 10: Ingegneria Agraria