ITACA

Edge in IoT Analytics & Computing Applications

Progetto presentato da Deep Consulting Srl nell’ambito del programma di aiuti in esenzione n. 17 del 30/09/2014 (BURP n. 139 suppl. del 06/10/2014) e s.m.i. TITOLO II CAPO 2 DEL REGOLAMENTO GENERALE “Avviso per la presentazione dei progetti promossi da Grandi Imprese ai sensi dell’articolo 17 del Regolamento della Regione Puglia e del Fondo Europeo di Sviluppo Regionale.

Il progetto ITACA nasce con l’obiettivo di sviluppare una piattaforma tecnologica di nuova generazione per l’elaborazione dei dati in modalità Edge Computing, con attenzione alle reti 5G e all’Internet of Things.

ITACA rappresenta una valida soluzione nel modo in cui le aziende e la pubblica amministrazione potranno gestire, analizzare e utilizzare i dati: non più centralizzandoli in cloud o data center remoti, ma elaborandoli direttamente “ai bordi” della rete, cioè vicino alla loro origine. Questo approccio riduce drasticamente la latenza, migliora l’efficienza delle comunicazioni e garantisce una maggiore sicurezza dei dati sensibili.

La piattaforma sarà in grado di operare in modalità IaaS, PaaS o SaaS, adattandosi alle diverse esigenze di imprese e enti pubblici, e permetterà di creare ecosistemi digitali distribuiti, scalabili e personalizzabili.

ITACA integrerà strumenti di Intelligenza Artificiale e Machine Learning, analisi predittiva e gestione automatizzata dei processi, consentendo alle organizzazioni di prendere decisioni in tempo reale basate su dati provenienti dal campo.

Il progetto prevede la realizzazione di una piattaforma Cloud di Edge Computing e i test dei prototipi avverranno per dei casi d’uso individuati nei settori strategici dell’agricoltura intelligente, della sorveglianza delle infrastrutture critiche e del monitoraggio ambientale. Queste applicazioni dimostreranno come l’Edge Computing possa rendere più sostenibili e sicuri i processi produttivi e ambientali, migliorando al contempo l’efficienza energetica e la resilienza dei sistemi.

Il progetto ITACA, prevede una durata di 24 mesi, e si basa su un modello collaborativo che coinvolge partner scientifici e industriali di eccellenza, tra cui il Politecnico di Bari, Ready2Use, Spindox e Strade Srl. L’investimento complessivo supera i 5,4 milioni di euro e si tradurrà anche in un impatto occupazionale diretto, con la creazione di nuove professionalità altamente qualificate nel territorio pugliese.

ITACA rappresenterà una infrastruttura importante capace di coniugare ricerca, sostenibilità e competitività industriale, aprendo la strada a un nuovo paradigma di intelligenza distribuita al servizio di future applicazioni digitali della regione Puglia e dell’Italia.

Partner di progetto

Casi di studio

Agricoltura Intelligente

Il progetto Edge ITACA sperimenta nuove soluzioni di agricoltura intelligente basate su tecnologie di intelligenza artificiale, machine learning e edge computing, con l’obiettivo di rendere le aziende agricole più efficienti, sostenibili e competitive. La piattaforma ITACA è stata applicata per il monitoraggio avanzato delle coltivazioni di ulivo, combinando l’analisi dei dati ambientali e delle immagini provenienti da sensori e videocamere intelligenti installate direttamente sul campo.

Obiettivi Il sistema ITACA applicato all’agricoltura si pone i seguenti obiettivi. – monitorare in tempo reale le condizioni del suolo e dell’ambiente attraverso sensori e stazioni meteo locali; – rilevare automaticamente la presenza di parassiti come la mosca dell’olivo (Dacus oleae) mediante algoritmi di computer vision e modelli di object detection YOLOv11; – prevedere i rischi di infestazione integrando dati microclimatici e previsioni meteo; – ottimizzare gli interventi agronomici, riducendo l’uso di fitofarmaci e risorse idriche.

Benefici e Impatti L’adozione della piattaforma ITACA porta vantaggi concreti: – Efficienza operativa: riduzione dei costi di gestione grazie all’uso razionale di risorse e trattamenti; – Sostenibilità ambientale: diminuzione dell’uso di prodotti chimici e dell’impatto ecologico; – Qualità del prodotto: incremento della resa e del contenuto in polifenoli dell’olio; – Innovazione accessibile: strumenti digitali intuitivi per migliorare la gestione quotidiana dell’azienda agricola.

Applicazione sul campo Il progetto è stato sviluppato e testato presso l’azienda Ciccolella Società Agricola a R.L. di Molfetta (BA), una realtà olivicola di eccellenza nel panorama pugliese. Presso tale realtà il sistema ITACA ha integrato: – sensori per temperatura, umidità del suolo e bagnatura fogliare; – videocamere multispettrali e RGB per il monitoraggio vegetativo; – trappole digitali intelligenti per l’analisi visiva dei parassiti; – modelli di previsione basati su dati meteo reali e serie storiche. Questo approccio consente un monitoraggio continuo e distribuito, che riduce la necessità di ispezioni manuali, migliora la precisione dei rilievi e consente decisioni più tempestive e mirate.

Tecnologia e Architettura L’architettura del sistema unisce due livelli complementari: • ITACA Edge, che elabora localmente i dati raccolti dai sensori e dalle videocamere, fornendo informazioni immediate all’agricoltore e riducendo la dipendenza dal cloud; • ITACA Cloud, che archivia e analizza i dati su larga scala, producendo modelli predittivi e dashboard interattive per la gestione delle colture. Il cuore tecnologico del sistema è rappresentato dal sottosistema AI, capace di elaborare in tempo reale immagini delle trappole cromotropiche digitali, identificando e contando automaticamente gli insetti nocivi. Le reti neurali convoluzionali (CNN) e gli algoritmi di deep learning consentono di distinguere specie diverse e stimare il livello di rischio fitosanitario, integrando queste informazioni con le condizioni meteorologiche locali.

Verso un’agricoltura 4.0 L’applicazione del sistema ITACA in agricoltura dimostra come l’integrazione tra intelligenza artificiale, analisi predittiva e tecnologie IoT possa trasformare l’agricoltura in un sistema realmente intelligente e sostenibile. Grazie alla collaborazione tra imprese tecnologiche e realtà agricole del territorio, il progetto contribuisce a costruire un nuovo modello di agricoltura di precisione, capace di coniugare innovazione, qualità e rispetto per l’ambiente.

Sorveglianza Intelligente
Il progetto ITACA introduce nuove soluzioni di sorveglianza intelligente basate su tecnologie di intelligenza artificiale, computer vision ed edge computing per migliorare la sicurezza e l’efficienza dei sistemi di trasporto pubblico e delle infrastrutture urbane. L’applicazione del progetto alla sorveglianza fisica nasce per sperimentare un modello innovativo di monitoraggio in tempo reale, in cui l’elaborazione dei dati avviene direttamente sul campo, riducendo i tempi di risposta e garantendo la tutela della privacy.

Obiettivi L’obiettivo di tale applicazione del sistema ITACA è la realizzazione di un sistema di videosorveglianza intelligente capace di: – contare automaticamente il numero di persone presenti a bordo di un autobus o in aree di attesa; – rilevare la presenza di oggetti pericolosi come pistole o coltelli; – fornire dati in tempo reale per ottimizzare la gestione del servizio di trasporto e aumentare la sicurezza dei passeggeri; – ridurre la dipendenza da reti centralizzate grazie all’elaborazione distribuita in Edge Computing.

Benefici e Impatti L’adozione della piattaforma ITACA nel settore della sorveglianza pubblica e dei trasporti offre vantaggi significativi: – Sicurezza potenziata: rilevamento immediato di persone e oggetti sospetti; – Ottimizzazione dei servizi: monitoraggio dei flussi di passeggeri e pianificazione dinamica delle corse; – Riduzione dei costi operativi: automazione dei controlli e riduzione del personale dedicato alla sorveglianza manuale; – Tutela della privacy: elaborazione dei dati direttamente sui dispositivi locali, senza invio di immagini sensibili ai server esterni; – Scalabilità e replicabilità: il modello può essere esteso ad altri contesti, come stazioni, aree industriali e infrastrutture critiche.

Applicazione sul campo Il sistema è stato sviluppato per essere installato a bordo dei mezzi pubblici di trasporto, dove telecamere e sensori intelligenti analizzano in tempo reale l’ambiente circostante. L’elaborazione dei dati avviene direttamente sul dispositivo ITACA Edge, installato a bordo, senza trasferire immagini sensibili a sistemi esterni. In questo modo si garantisce una sorveglianza continua, autonoma e conforme ai principi di privacy by design. La sperimentazione si è concentrata sul monitoraggio dei flussi di passeggeri negli autobus della città di Lucera, analizzando le immagini in tempo reale per stimare il numero di persone presenti e individuare eventuali situazioni di rischio o sovraffollamento.

Tecnologia e Architettura L’architettura del sistema ITACA per la sorveglianza integra diverse componenti chiave: • Telecamere intelligenti collegate via RTSP per l’acquisizione dei flussi video ad alta definizione; • Modulo ITACA Edge, che elabora i dati localmente utilizzando modelli di intelligenza artificiale; • Connettività 4G/5G, che garantisce la trasmissione dei dati essenziali al centro di controllo; • Modulo GPS, che associa i dati alle tratte percorse, permettendo di monitorare i flussi di passeggeri tra le diverse fermate. Il sistema utilizza algoritmi di object detection basati sull’architettura YOLOv11, in grado di riconoscere persone e oggetti pericolosi in tempo reale. Per l’addestramento del modello sono stati utilizzati dataset specializzati, tra cui CrowdHuman (per il riconoscimento delle persone) e Guns-Knives Object Detection (per la rilevazione di armi). L’elaborazione locale garantisce bassa latenza, autonomia operativa e riservatezza dei dati, mentre la comunicazione con la piattaforma centrale consente analisi predittive e ottimizzazione dei servizi.

Verso una Sicurezza Intelligente e Sostenibile L’applicazione del sistema ITACA alla “Sorveglianza Intelligente” dimostra il potenziale delle tecnologie Edge AI nel rendere più sicuri e intelligenti i servizi pubblici. Attraverso l’integrazione di intelligenza artificiale, 5G e analisi distribuita, il progetto ITACA propone un nuovo paradigma di sicurezza urbana autonoma, capace di reagire in tempo reale, ottimizzare le risorse e contribuire alla costruzione di città più sicure, connesse e sostenibili.

Compostaggio Intelligente Il progetto Edge ITACA promuove un nuovo modello di gestione sostenibile dei rifiuti organici, grazie all’integrazione tra Edge Computing, Internet of Things (IoT) e Intelligenza Artificiale. Il caso d’uso dedicato al Compostaggio Intelligente applica queste tecnologie agli impianti di trattamento della FORSU (Frazione Organica dei Rifiuti Solidi Urbani), per rendere i processi più efficienti, tracciabili e rispettosi dell’ambiente. L’obiettivo è trasformare gli impianti di compostaggio in sistemi autonomi e adattivi, capaci di analizzare i dati in tempo reale, prevenire inefficienze e migliorare la qualità del compost prodotto.

Obiettivi L’applicazione del progetto ITACA al “Compostaggio Intelligente” mira a: – monitorare in tempo reale i parametri critici del processo di compostaggio (temperatura, umidità, gas, percolato, consumo energetico); – ridurre consumi e impatti ambientali grazie a un controllo intelligente delle operazioni; – prevedere situazioni di rischio e attivare automaticamente azioni correttive; – migliorare la qualità del compost e garantire la tracciabilità dei dati per la conformità normativa; – ottimizzare la pianificazione operativa e la manutenzione attraverso analisi predittive.

Benefici e Impatti L’adozione del sistema ITACA nei processi di compostaggio garantisce vantaggi concreti per operatori e amministrazioni: – Riduzione dei tempi di compostaggio, grazie a un controllo dinamico e predittivo del processo; – Minori emissioni e impatto ambientale, con ottimizzazione dell’aerazione e contenimento degli odori; – Efficienza energetica, tramite attivazione selettiva delle apparecchiature; – Manutenzione predittiva e riduzione dei costi operativi; – Tracciabilità completa e reportistica automatica per la conformità normativa. L’approccio data-driven proposto da ITACA permette di passare da una gestione reattiva a una gestione proattiva e sostenibile degli impianti, contribuendo all’economia circolare e alla transizione ecologica del settore.

Applicazione sul campo Il sistema è stato sviluppato per essere installato a bordo dei mezzi pubblici di trasporto, dove telecamere e sensori intelligenti analizzano in tempo reale l’ambiente circostante. L’elaborazione dei dati avviene direttamente sul dispositivo ITACA Edge, installato a bordo, senza trasferire immagini sensibili a sistemi esterni. In questo modo si garantisce una sorveglianza continua, autonoma e conforme ai principi di privacy by design. La sperimentazione si è concentrata sul monitoraggio dei flussi di passeggeri negli autobus della città di Lucera, analizzando le immagini in tempo reale per stimare il numero di persone presenti e individuare eventuali situazioni di rischio o sovraffollamento.

Tecnologia e Architettura L’infrastruttura ITACA per il compostaggio intelligente si basa su tre livelli integrati:

ITACA Edge – Gestisce l’acquisizione e l’elaborazione in tempo reale dei dati provenienti da sensori installati negli impianti, analizzando i parametri di processo e attivando automaticamente sistemi di ventilazione, miscelazione o allarme in caso di anomalie. • ITACA Cloud – Centralizza i dati raccolti, li archivia e li analizza tramite modelli di machine learning, generando indicatori di performance (KPI), previsioni sull’andamento del processo e report normativi conformi agli standard ambientali. • Modulo AI e Integrazione Meteo – Utilizza algoritmi predittivi per correlare l’andamento climatico con le condizioni operative interne, ottimizzando i cicli di compostaggio in base a temperatura, umidità e previsioni meteo.

Questa architettura edge-to-cloud consente una gestione distribuita, resiliente e proattiva, riducendo la latenza e garantendo la continuità operativa anche in condizioni di connettività limitata.

Verso una Sicurezza Intelligente e Sostenibile L’applicazione del sistema ITACA al “Compostaggio Intelligente” mostra come le tecnologie digitali possano trasformare gli impianti di trattamento rifiuti in hub intelligenti di innovazione ambientale. Attraverso la sinergia tra intelligenza artificiale, sensori IoT e analisi predittiva, ITACA offre una piattaforma scalabile, sicura e sostenibile per la gestione dei processi di compostaggio, con benefici diretti per l’ambiente, le comunità e il sistema produttivo.