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Come l'intelligenza artificiale può aiutare l'industria alimentare - e i lavoratori

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Nonostante i timori per i posti di lavoro, i sostenitori dell'IA affermano che può essere utile ai produttori di alimenti e integrare il personale esistente.

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Spot non è il solito operaio. Per cominciare, il nome insolito e il fatto che Spot ha quattro zampe ed è dipinto di giallo brillante.

Sebbene Spot possa sembrare fuori luogo in una fabbrica in mezzo a un mare di operai umani, il "cane robot" sviluppato dal gruppo di ingegneri statunitense Boston Dynamics potrebbe svolgere un ruolo vitale nel garantire il buon funzionamento degli impianti di produzione alimentare in futuro.

Molte di queste fabbriche sono piene di grandi macchine e nastri trasportatori che sfornano versioni identikit di prodotti minuto dopo minuto, giorno dopo giorno, finché un giorno una macchina o un nastro si rompe e si perdono preziosi tempi di inattività per effettuare la riparazione.

Nella maggior parte dei casi, prima che queste macchine si rompano, mostrano i segnali che stanno per farlo. Potrebbe verificarsi un leggero cambiamento nelle vibrazioni della macchina o il livello di calore della macchina potrebbe aumentare di qualche ora prima della rottura.

Spot sta quindi partecipando a una sperimentazione di manutenzione predittiva presso un'azienda alimentare senza nome negli Stati Uniti. Il cane robot è stato dotato di sensori e programmato per camminare all'interno della fabbrica per rilevare i cambiamenti nei livelli di calore o le vibrazioni emesse dalle macchine. I dati vengono poi inseriti in un software di intelligenza artificiale in grado di determinare se la variazione rientra o meno nei parametri normali. Se la variazione rientra in quest'ultima categoria, è possibile organizzare una manutenzione preventiva prima che la macchina si guasti.

Il progetto pilota ha dato risultati promettenti ed è possibile che Spot venga esteso ad altri siti di produzione alimentare per contribuire a ridurre i tempi di inattività e migliorare i livelli di produttività.

I vantaggi commerciali dell'intelligenza artificiale

Mentre l'industria alimentare mondiale cerca di far fronte alle strozzature della catena di approvvigionamento, all'impennata dell'inflazione, alla scarsità di materiali e alla carenza di manodopera, l'opportunità di investire nella robotica e nell'AI/apprendimento automatico come Spot non è mai stata così forte.

Gli esperti di tecnologia sostengono che l'IA e l'apprendimento automatico possono offrire ai produttori alimentari miglioramenti dell'efficienza e della produttività e risparmi sui costi in tutte le diverse aree aziendali, dalla gestione della catena di approvvigionamento e della logistica all'analisi predittiva e alla NPD.

Ma in che modo gli investimenti nell'IA da parte dei produttori alimentari potrebbero cambiare il modo in cui vengono impiegati gli operai e gli impiegati? La tecnologia sostituirà o integrerà i lavoratori umani?

Nilpesh Patel, partner di OC&C Strategy Consultants, ritiene che "da una prospettiva macro" ci sia un'opportunità significativa per l'aumento dell'uso dell'IA e della tecnologia di apprendimento automatico nel settore alimentare e delle bevande nei prossimi anni".

Aggiunge: "Dato il contesto che molti operatori del settore alimentare e delle bevande stanno affrontando, con l'aumento dei costi dei fattori di produzione, la scarsità di alcuni di questi materiali e la carenza di manodopera, tutti questi fattori rappresentano un buon ambiente per l'IA per guidare l'efficienza e aiutare alcune di queste aziende a risolvere alcune sfide di lavoro a medio e lungo termine"

Patel afferma che, finora, l'uso dell'IA e dell'apprendimento automatico da parte delle aziende alimentari ha riguardato soprattutto aree più orientate al cliente, come l'analisi predittiva e la decisione di quali assortimenti mettere nei negozi per aumentare i tassi di vendita. La tecnologia si è fatta strada anche nei processi di produzione, dove ha molteplici applicazioni, tra cui lo smistamento dei prodotti in diverse qualità e l'identificazione di anomalie di produzione.

Dove la tecnologia ha faticato a farsi strada, almeno finora, è in settori come la lavorazione della carne, che richiedono un alto livello di abilità e precisione per far fronte alle diverse variabili di lavorazione.

"Ovviamente, ogni singolo pollo o maiale che arriva alla catena di montaggio ha una forma e una dimensione diversa e quindi, anche se alcuni elementi della lavorazione della carne sono automatizzati, c'è ancora molto lavoro umano di macellazione e abilità per ottenere la migliore resa dall'animale", spiega Patel. "Una combinazione di una migliore robotica e di una migliore intelligenza artificiale per assicurarsi che il robot tagli nel posto giusto potrebbe portare a ulteriori efficienze in questi punti"

È un'opportunità che Abhinav Agrawal, amministratore delegato per il digitale presso la società di consulenza gestionale AlixPartners, sta cercando di sfruttare in un impianto di lavorazione della carne per conto di un cliente. Per migliorare l'accuratezza e ridurre la necessità di ispezionare i tagli di carne, un'operazione piuttosto manuale storicamente svolta dall'uomo, l'azienda ha accoppiato una telecamera a visione artificiale con l'intelligenza artificiale per classificare i tagli che escono dalle catene di montaggio.

"In una settimana di addestramento, l'algoritmo di intelligenza artificiale è stato in grado di determinare se il taglio fosse di buona o cattiva qualità e, sebbene non fosse preciso al 100%, ha ottenuto risultati migliori di quelli umani", spiega Agrawal.

L'IA può essere complementare all'uomo, insistono le aziende

Esistono numerose altre potenziali applicazioni dell'IA e dell'apprendimento automatico nell'industria alimentare e diversi produttori hanno già investito somme significative in questa tecnologia nel tentativo di ottenere un vantaggio competitivo sui concorrenti.

Tuttavia, poiché sono molto protettivi nei confronti della loro "salsa segreta", scoprire i dettagli specifici su come stanno impiegando la tecnologia è difficile: tutti i grandi gruppi alimentari contattati per questo articolo hanno rifiutato di commentare. E il fatto che l'IA, l'apprendimento automatico e la robotica possano in alcuni settori sostituire i lavoratori umani rende l'argomento ancora più delicato.

Una comunità più disposta a discutere dei benefici che l'IA e l'apprendimento automatico stanno apportando alle loro aziende sono le start-up del settore alimentare, come l'azienda di coltivazione verticale Future Crops, che ha appena avviato una sperimentazione dell'IA presso il suo stabilimento dell'Aia. L'azienda intende utilizzare la tecnologia per monitorare la crescita e lo stress delle piante, al fine di perfezionare i processi e migliorare la resa.

Gary Grinspan, CEO di Future Crops, afferma che l'azienda si avvale di agronomi per effettuare osservazioni e correzioni ai propri processi, ma intende impiegare l'IA per svolgere un compito che l'uomo non potrebbe mai svolgere.

"La quantità di parametri da controllare [in relazione alle piante] è troppo grande e troppo ampia e non è possibile controllare tutto", afferma Grinspan. "In secondo luogo, pensate a una stanza in agricoltura verticale, che è alta dieci piani. Ogni ora bisogna essere su ogni piano, in ogni spazio della stanza, per vedere cosa succede con la pianta, quindi servono molte, molte, molte persone per fare il lavoro che uno strumento di apprendimento automatico AI sarà in grado di fare"

Una storia simile è quella dell'azienda statunitense Vertical Harvest Farms, che utilizza anch'essa l'IA. Tuttavia, come nel caso di Future Crops, il cofondatore e CEO di Vertical Harvest, Nona Yehia, afferma che l'obiettivo delle sue aziende agricole è creare posti di lavoro "non automatizzarli".

"Il modo in cui utilizzeremo la tecnologia, come l'intelligenza artificiale e i sistemi IoT, è quello di migliorare la raccolta dei dati per capire meglio come crescono le piante e in quali condizioni", afferma Yehia. in questo modo possiamo aumentare i nostri rendimenti per piede quadrato e utilizzare meglio risorse come l'acqua e l'energia per promuovere i nostri obiettivi di sostenibilità".

"A questo proposito, i sensori IoT presenti nelle aziende agricole sono in grado di vedere e capire cosa sta succedendo alle piante a un livello più profondo e più veloce di quanto l'occhio o il cervello umano possano percepire. Questo ci permette di affrontare eventuali minacce crescenti prima che compromettano visibilmente il ciclo del raccolto e di mantenere l'azienda agricola al suo meglio. Non abbiamo intenzione di utilizzare la tecnologia di nuova generazione per ridurre i posti di lavoro nelle aree di semina, raccolta e/o confezionamento, come alcuni dei nostri concorrenti CEA [agricoltura in ambiente controllato]"

Yehia aggiunge che le nuove aziende agricole di Vertical Harvest creeranno tra i 40 e i 50 posti di lavoro in ogni sede e che il suo obiettivo è quello di utilizzare una tecnologia che integri l'agricoltura e non sostituisca gli agricoltori umani.

L'azienda di proteine casearie senza animali Imagindairy condivide questa visione. Eyal Afergan, amministratore delegato e cofondatore di Imagindairy, con sede in Israele, afferma che l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico stanno consentendo all'azienda di creare un microrganismo efficiente in grado di produrre grandi quantità di proteine casearie.

"Questo rende il nostro processo di fermentazione più efficiente, il che significa un costo di produzione inferiore per le nostre proteine", spiega Afergan.

"L'intelligenza artificiale che utilizziamo è sicuramente complementare al lavoro svolto dai dipendenti di Imagindairy. Sono loro che implementano le raccomandazioni dei motori di apprendimento automatico e le trasformano in realtà nei nostri laboratori. La combinazione delle competenze e dell'esperienza del nostro team, insieme alla tecnologia AI, è la nostra salsa segreta"

Un'altra start-up alimentare che vede l'IA e i lavoratori umani lavorare fianco a fianco come parte integrante del suo sviluppo è NotCo, un'azienda cilena di tecnologia alimentare che produce alternative vegetali ai prodotti alimentari di origine animale.

NotCo ha sviluppato una tecnologia AI brevettata chiamata "Giuseppe", che utilizza un database proprietario di oltre 300.000 piante e le abbina a livello molecolare per creare un prodotto dal sapore, dalla sensazione e dal funzionamento identici alla sua controparte animale.

"I nostri scienziati, chef culinari e ingegneri lavorano insieme per sviluppare e perfezionare Giuseppe", afferma Matias Muchnick, CEO e co-fondatore di NotCo. "Ogni membro del nostro team ha i suoi punti di forza individuali e svolge un ruolo unico nel nostro processo di creazione di queste alternative che imitano la realtà"

NotCo, che ha attirato più di 350 milioni di dollari di investimenti, vende carne e prodotti caseari a base vegetale in mercati come Cile, Messico e Stati Uniti. A febbraio ha annunciato una partnership con Kraft Heinz per il lancio di prodotti che utilizzano l'intelligenza artificiale.

L'ascesa dei "cobot

Le start-up intervistate da Just Food si sono rese conto che la tecnologia AI funziona meglio quando lavora in armonia con gli esseri umani, siano essi esperti in determinati settori come gli agronomi o semplici fornitori di manodopera fisica. Di conseguenza, il timore che il crescente uso della robotica e dell'IA/apprendimento automatico porti un giorno a uno scenario in cui i lavoratori umani non siano più necessari potrebbe, secondo alcuni, rivelarsi ben lontano dal vero.

Fero Labs è un'azienda statunitense che offre un software per l'ottimizzazione delle fabbriche che utilizza i dati di produzione in tempo reale e la tecnologia di apprendimento automatico white-box per fornire previsioni e raccomandazioni in tempo reale. Berk Birand, CEO di Fero Labs, ritiene che i colletti blu e bianchi potrebbero trarre vantaggio da una maggiore adozione dell'IA da parte delle aziende alimentari.

"Mentre molti sospettano che l'adozione diffusa dell'IA ridurrà le assunzioni, noi di Fero non pensiamo che sia necessariamente così", insiste Birand. "Infatti, un software come Fero può essere uno strumento di formazione che aiuta i lavoratori a sviluppare le competenze necessarie per essere assunti per lavori più remunerati. Il software può anche liberare i data scientist industriali da compiti noiosi, in modo che possano dedicare il loro tempo a risolvere problemi reali"

Agrawal di AlixPartners concorda sul fatto che, sebbene l'implementazione dell'IA possa portare alla sostituzione di alcuni lavoratori umani, la riduzione della forza lavoro non sarà così drammatica come molti temono e lo scenario probabile in futuro vedrà robot collaborativi - o 'cobot' - lavorare con "gli esseri umani e fare cose migliori, perché gli esseri umani sono bravi in alcune cose e le macchine sono brave in altre, e quando lavorano insieme, sono molto più efficaci".

Per Patel di OC&C, inoltre, l'IA e la tecnologia di apprendimento automatico diventeranno sempre più uno strumento nell'arsenale dei team del back office e della sede centrale, che lavoreranno in tandem con gli esseri umani piuttosto che sostituirli. Per quanto riguarda i lavori manuali nelle aziende agricole o nelle fabbriche, dove la carenza di manodopera è già un problema importante per molti gruppi alimentari, ritiene che l'AI e la robotica potrebbero rivelarsi una manna dal cielo.

"In un mondo in cui tutti i posti di lavoro non possono essere occupati al momento, sarebbe una gradita tregua per l'industria, se ci fosse qualcosa che potesse aiutare ad alleviare il peso della mancanza di manodopera", afferma Patel.

Così, mentre la vista di Spot che si aggira in una fabbrica potrebbe sembrare una scena tratta da un film di fantascienza distopico, nel futuro della produzione alimentare i cani robotici che lavorano a fianco degli esseri umani potrebbero diventare una realtà quotidiana.