A sustainability assessment framework for agricultural autonomous robots: multi-actor perspective on the viticulture sector

Meeting global nutrition needs while achieving sustainability is one of the greatest challenges for modern agriculture. In this context, the use of autonomous agricultural robots represents a new frontier that can enhance agricultural labor efficiency while reducing negative environmental impacts. This research aims to delve into how the utilization of robots can lead to improved sustainability performance. The objective is to construct an indicators-based sustainability assessment framework able to capture the impacts arising from these solutions, within the environmental, economic, and social perspectives. The study follows three main steps: a literature analysis of existing assessment frameworks in the agri-food sector to collect relevant sustainability themes; the development of a database of indicators covering the identified themes; and the conduct of a series of semi-structured interviews to understand how agricultural robots can impact sustainability performance. The eight conducted interviews, adopting a multi-actor perspective within the viticulture sector, involve technology developers, technology providers, expert agronomists, and users of the solution. The analysis of results highlights sustainability impact drivers and determinants to the adoption: the mitigation of labor shortages, the improvement of workers’ safety, and the reduction of pesticide use were the major discussion themes. The drivers enable the identification of direct and indirect impacts on sustainability performance. Aligning these impacts with previously identified sustainability indicators allow for the selection of those relevant to the research. The resulting outcome is a framework comprising 65 environmental, social, and economic indicators. This tool represents an initial theoretical attempt to quantitatively evaluate the sustainability impacts of autonomous agricultural robots, with potential applications for developers in supporting research and development, policymakers in directing funding and subsidies, and farms in increasing awareness of their business impacts and guiding potential investments.

Garantire la sicurezza alimentare nel rispetto della sostenibilità è una delle maggiori sfide dell’agricoltura moderna. In questo contesto, l’impiego di robot agricoli autonomi rappresenta una nuova frontiera che può contribuire all’efficienza del lavoro agricolo, riducendo gli effetti negativi sull’ambiente. Questa ricerca si propone di approfondire come l’utilizzo dei robots possa favorire migliori performance di sostenibilità. L’obiettivo è la costruzione di un framework di indicatori di sostenibilità in grado di misurare gli impatti derivanti da queste soluzioni, secondo le prospettive ambientale, economica e sociale. Il lavoro è stato condotto in tre step principali: un’analisi di letteratura sui framework di misurazione esistenti in ambito agri-food per la raccolta dei temi di sostenibilità rilevanti; la costruzione di un database di indicatori che potesse coprire i temi presi in esame; la conduzione di una serie di interviste semi-strutturate per comprendere come i robot agricoli possano impattare sulle performance di sostenibilità. Le otto interviste, condotte secondo una logica multi-attore all’interno del perimetro del settore vitivinicolo, hanno coinvolto technology developers, technology providers, expert agronomists e users. L’analisi dei risultati ha evidenziato i determinants di adozione e i driver di impatto di sostenibilità: la mitigazione della mancanza di manodopera, l’aumento della sicurezza per i lavoratori e la riduzione dei pesticidi sono stati i temi di maggiore discussione. I driver hanno permesso di identificare una serie di impatti (diretti e indiretti) sulle performance di sostenibilità. La successiva riconduzione degli impatti con gli indicatori di sostenibilità identificati in precedenza ha consentito di delimitare quelli rilevanti ai fini della ricerca. Il risultato che ne è derivato è un framework di 65 indicatori ambientali, sociali ed economici, una prima razionalizzazione che possa misurare quantitativamente gli impatti di sostenibilità dei robot agricoli autonomi. La sua applicazione può essere utile a vari livelli: ai developer come supporto alla ricerca e sviluppo di nuove soluzioni, ai policy makers per indirizzare finanziamenti e sussidi utili al raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità attesi e alle farms per aumentare la consapevolezza rispetto agli impatti generati dal proprio business e guidare possibili investimenti.