Circular Food System Lab: innovazione circolare e digitale per i sistemi alimentari del futuro

Il Circular Food System (CFS) Lab è un laboratorio di ricerca multidisciplinare e modulare ideato da una collaborazione tra il Dipartimento di Meccanica, il Dipartimento di Design e di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano. Il Laboratorio è stato finanziato nell’ambito di MUSA (Multilayered Urban Sustainability Action), un ecosistema dell’Innovazione finanziato dal Ministero dell’Università e della Ricerca nell’ambito del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza.

Il laboratorio opera sulla transizione circolare e la trasformazione digitale dei Food Systems nei contesti metropolitani, urbani e periurbani, sviluppando attività di ricerca competitiva e consulenziale rivolte a imprese e istituzioni. CFS Lab si configura come un Living Lab capace di collaborare attivamente con contesti esterni e iniziative di circolarità, focalizzandosi sulla progettazione di soluzioni prodotto-servizio per l’innovazione circolare dei sistemi alimentari.

Le attività si riferiscono in particolare alla Strategia Farm to Fork promossa dall’EU Green Deal 2020, che punta alla transizione ecologica dei sistemi agroalimentari, allo sviluppo di filiere sostenibili e sicure lungo tutte le fasi della catena, dalla produzione alla trasformazione e distribuzione, compresi i servizi collegati come ospitalità e ristorazione. La strategia incoraggia inoltre il consumo di cibi sostenibili, la transizione verso abitudini alimentari sane, la riduzione degli sprechi, il contrasto alle frodi alimentari e la tutela della biodiversità.

Il laboratorio è organizzato in tre moduli. Il Dipartimento di Meccanica coordina il modulo “Recovery and Recycling for Food System” sotto la responsabilità scientifica del prof. Giorgio Colombo. Nell’ambito di questa iniziativa, il gruppo di ricerca da lui diretto si occupa del recupero, riconoscimento, selezione e trattamento di materiali post-consumo connessi ai sistemi alimentari. In questo ambito è stata sviluppata una stazione prototipale per lo studio e la simulazione del (de-)packaging di imballaggi alimentari. La stazione integra un robot collaborativo Universal Robot UR5, un sistema di tracciamento ambientale e soluzioni immersive di visualizzazione. Il laboratorio è un ambiente ibrido in cui ogni elemento fisico ha una controparte digitale, aumentando le capacità di simulare ambienti produttivi reali e di analizzare in profondità le interazioni uomo-macchina.

L’intera area è tracciata da un sistema che impiega 16 camere: 8 camere Vicon dedicate al tracciamento di corpi rigidi con marker e 8 camere markerless per il tracciamento in tempo reale fino a 5 operatori umani contemporaneamente, senza l’utilizzo di marker e con la possibilità di rilevare anche movimenti dettagliati come la posa delle mani e delle dita. La stazione è inoltre dotata di un sistema per l’identificazione della qualità del cibo, basato su tecnologie di computer vision e riconoscimento degli odori. Questo sistema, sviluppato in-house con un approccio di intelligenza artificiale multimodale, è in grado di identificare la tipologia di alimento in linea e il suo stato di deperimento. Integrato con il robot, consente di eseguire automaticamente operazioni di smistamento in base alle condizioni rilevate. L’operatore può intervenire e interagire grazie a sistemi XR che permettono di visualizzare in modo contestuale le informazioni e controllare l’intera linea di depackaging in ambiente immersivo.

La virtualizzazione del laboratorio è supportata da uno schermo 2x3 metri con proiezione stereoscopica e da visori Meta Quest 3. CFS Lab rappresenta una realtà con la capacità di integrare robotica, tracciamento avanzato, intelligenza artificiale e tecnologie immersive in un ambiente reale-digitalizzato orientato alla sostenibilità. Il laboratorio è aperto a collaborazioni con imprese, istituzioni e comunità per co-progettare soluzioni innovative per il futuro dei sistemi alimentari.