Culturile de specialitate includ fructele, legumele, nucile, fructele uscate și plantele de pepinieră. Confruntată cu lipsa forței de muncă, concurența globală, cererea pentru o calitate mai înaltă și îngrijorarea cu privire la impactul asupra mediului, industria culturilor speciale caută urgent dispozitive automate care să ajute la creșterea, recoltarea, manipularea și procesarea. Cercetătorii de la universitățile care acordă terenuri din mai multe state lucrează împreună pentru a dezvolta sisteme automate care funcționează bine pentru culturile speciale. Cu această abordare colaborativă, costurile de cercetare și dezvoltare sunt ridicate de la un singur sector de culturi de specialitate și se fac progrese majore. În ultimii cinci ani, cercetătorii au identificat parametri cheie asociați cu producția de culturi de specialitate și au dezvoltat senzori pentru a detecta și măsura acești parametri. Cercetătorii au proiectat dispozitive mecanizate și au colaborat cu producători și fermieri pentru a comercializa și implementa noi tehnologii. Automatizarea ajută industria culturilor specializate să depășească deficitul de forță de muncă, să ia decizii inteligente de management, să conserve resurse și să răspundă cererii în creștere. Aceste progrese au ca rezultat economii semnificative pentru cultivatori și consumatori și o durabilitate îmbunătățită pentru industrie
Dispozitivele automate îi ajută pe fermieri să cartografieze producția de fructe și să vadă dacă și unde există probleme, astfel încât să poată lua decizii de management specifice și eficiente. Estimările precise ale randamentelor sunt, de asemenea, importante pentru deciziile de marketing. Datele despre locația fructelor și geometria ramurilor copacilor sunt folosite pentru a programa mașinile pentru recoltarea livezilor.
• Universitatea din Florida a dezvoltat un robot autonom care numără și cartografiază fructele de pe pomii de citrice.
• Cercetătorii de la Universitatea din California-Davis au dezvoltat pungi și cărucioare de cules de fructe cu instrumente care cartografiază fructele din livadă.
Tehnologiile automate de detectare și management al bolilor ar putea atenua pierderile de culturi de fructe.
• Pesticidele provoacă pierderi neintenționate de recolte de milioane de dolari atunci când picăturile de pulverizare se deplasează pe culturi nețintă. Activitatea Universității de Stat din Iowa ghidează producția de tehnologie care reduce deriva.
• Cultivatorii de citrice au folosit o mașină de tratare termică proiectată de oamenii de știință de la Universitatea din Florida pe peste 80,000 de copaci pentru a controla progresul ecologării citricelor.
• Universitatea de Stat din Washington a dezvoltat vehicule aeriene fără pilot pentru a descuraja păsările care mănâncă și dăunează culturilor de fructe.
• Un proces automatizat de carantină cu costuri reduse previne răspândirea găurii de cafea în Hawaii, reduce pierderile și permite cultivatorilor să livreze cafea către piețele din zonele foarte populate și turistice.
• Dispozitivele portabile concepute de Universitatea din Hawaii oferă cultivatorilor de cafea o modalitate ieftină de a detecta stresul de apă al frunzelor.
Detectarea stresului permite cultivatorilor să optimizeze irigarea și să se asigure că pomii înfloresc în același timp, ceea ce face recoltarea mai eficientă. Producția și recoltarea mecanizate pot preveni rănile din cauza muncii manuale și pot reduce timpul și costurile de recoltare pentru fermieri.
• 60% din industria de prelucrare a tomatelor a adoptat mașini proiectate de Universitatea din California-Davis pentru a inspecta sucul de roșii. În timpul unui singur sezon, mașinile elimină peste 200,000 de pericole de mișcare repetitivă pentru lucrători.
• Fermierii au spus că o nouă metodă de tăiere recomandată de Pennsylvania State University Extension ar reduce probabil timpul de tăiere cu 42% și ar economisi aproximativ 136 USD pe acru.
• Cercetătorii de la Universitatea de Stat din Pennsylvania au proiectat un dispozitiv de asistență la recoltare care a eliminat căderile pe scară și a redus timpul petrecut culegătorii de mere în posturi incomode și periculoase de la 65% la 43% din timpul de cules. Dispozitivul a crescut și numărul de mere recoltate pe secundă cu 50%.
• Oamenii de știință de la Universitatea de Stat din Washington au proiectat o mașină robotică de înfășurare a hameiului, care va reduce nevoile de forță de muncă și costurile.
• Cercetătorii de la Universitatea din Georgia explorează tehnologii automatizate la prețuri accesibile care vor îmbunătăți eficiența recoltării afinelor, ajutând la depășirea deficitului de forță de muncă și a costurilor ridicate ale forței de muncă.
• Plivitul mecanizat reduce nevoia de muncă manuală costisitoare și de produse chimice, care pot dăuna mediului și sănătății umane. Universitatea din Arizona și Universitatea din California-Davis au arătat că mașinile automate de plivit în rând reduc cerințele de muncă cu 30%.
Automatizarea îi ajută pe fermieri să conserve resurse, să economisească bani și să reducă emisiile de gaze cu efect de seră.
• Folosind dezumidificatoare automate, cultivatorii de cafea și ciocolată din Hawaii folosesc mai puțină energie pentru a usca produsul.
• Cercetătorii de la Universitatea din Kentucky au demonstrat un tractor hibrid autonom diesel/electric.
• Cercetătorii au descoperit că sistemele robotizate automate de plivire sunt eficiente la niveluri de putere mult mai mici decât se considerau anterior.
Tehnologia automatizată ajută la asigurarea calității și a satisfacției consumatorilor.
• Universitatea de Stat din Michigan și Universitatea din California-Davis au dezvoltat o tehnologie de detectare capabilă să detecteze defectele interne și externe, cum ar fi sistemele de viziune a culorilor și spectroscopie care deduc automat calitatea produselor proaspete.
• Cercetătorii au dezvoltat un sistem automatizat accesibil, care identifică cu exactitate roșiile mature în timpul procesării, asigurându-se că produsele au aroma superioară și licopenul.
• Cererea de kava este în creștere. Cercetătorii au conceput un sistem mecanizat care extrage cu 900% mai multe porții de kava per plantă.
• Datele senzorului au arătat cum să reproducă afinele care pot fi recoltate la mașină fără a fi deteriorate.
Acest proiect, W2009: Cercetare și dezvoltare de sisteme integrate în automatizare și senzori pentru sustenabilitatea culturilor speciale (2013-2018), este finanțat parțial de Fondul de Cercetare Multistatal prin USDA-NIFA și prin granturi pentru membrii proiectului la următoarele instituții: University of Arizona, Auburn University, University of California-Davis, Colorado State University, University of Florida, University of Georgia, University of Hawaii, Iowa State University, University of Kentucky, Michigan State University, Mississippi State University, Oklahoma State University , Oregon State University, Pennsylvania State University, Pennsylvania Cooperative Extension, Texas AgriLife Research, Washington State University, Washington Cooperative Extension și West Virginia University. Aflați mai multe: bit.ly/W-2009