Спеціальні культури включають фрукти, овочі, горіхи, сушені фрукти та розсадники. Зіштовхнувшись із нестачею робочої сили, глобальною конкуренцією, попитом на вищу якість і занепокоєнням щодо впливу на навколишнє середовище, спеціалізована рослинницька галузь терміново шукає автоматизовані пристрої для вирощування, збору врожаю, обробки та обробки. Дослідники в університетах, що надають землю в багатьох штатах, працюють разом над розробкою автоматизованих систем, які добре працюють для спеціальних культур. Завдяки такому спільному підходу витратний тягар досліджень і розробок знімається з одного спеціального сектору рослинництва, і досягаються значні успіхи. За останні п’ять років дослідники визначили ключові параметри, пов’язані зі спеціальним рослинництвом, і розробили датчики для виявлення та вимірювання цих параметрів. Дослідники розробили механізовані пристрої та співпрацювали з виробниками та фермерами для комерціалізації та впровадження нових технологій. Автоматизація допомагає рослинництву подолати дефіцит робочої сили, приймати розумні управлінські рішення, економити ресурси та задовольняти зростаючий попит. Ці досягнення призводять до значної економії для виробників і споживачів і покращують сталість для галузі
Автоматизовані пристрої допомагають фермерам складати карту врожайності фруктів і бачити, чи є проблеми і де вони є, щоб вони могли приймати цілеспрямовані ефективні управлінські рішення. Точні оцінки врожайності також важливі для прийняття маркетингових рішень. Дані про розташування плодів і геометрію гілок дерева використовуються для програмування машин для збору врожаю в садах.
• Університет Флориди розробив автономного робота, який підраховує та наносить на карту фрукти на цитрусових деревах.
• Дослідники Каліфорнійського університету в Девісі розробили мішки та візки для збору фруктів із інструментами, які картографують плоди саду.
Технології автоматизованого виявлення хвороб і боротьби з ними можуть зменшити втрати плодових культур.
• Пестициди спричиняють ненавмисні втрати врожаю на мільйони доларів, коли краплі спрею потрапляють на нецільові культури. Робота Університету штату Айова спрямовує виробництво технологій, які зменшують дрейф.
• Виробники цитрусових використовували машину для термічної обробки, розроблену вченими Університету Флориди, на більш ніж 80,000 XNUMX деревах, щоб контролювати процес озеленення цитрусових.
• Університет штату Вашингтон розробив безпілотні літальні апарати для відлякування птахів, які поїдають і псують плодові культури.
• Недорогий автоматизований карантинний процес запобігає поширенню кавово-ягідного свердловина на Гаваях, зменшує втрати та дозволяє виробникам доставляти каву на ринки в густонаселених і туристичних районах.
• Портативні пристрої, розроблені Гавайським університетом, дають виробникам кави недорогий спосіб виявити стрес від води в листі.
Виявлення стресу дозволяє виробникам оптимізувати полив і одночасно забезпечити цвітіння дерев, що робить збирання врожаю ефективнішим. Механізоване виробництво та збирання врожаю можуть запобігти травматизму через ручну працю та скоротити час збирання врожаю та витрати для фермерів.
• 60% підприємств з переробки томатів використовують машини, розроблені Університетом Каліфорнії в Девісі, для перевірки томатного соку. Протягом одного сезону машини усувають більше 200,000 XNUMX повторюваних рухів для працівників.
• Фермери сказали, що новий метод обрізки, рекомендований Університетом штату Пенсільванія, швидше за все, скоротить час обрізки на 42% і заощадить близько 136 доларів США на акр.
• Дослідники Університету штату Пенсільванія розробили пристрій для допомоги в збиранні врожаю, який запобігає падінню драбини та скорочує час, який збирачі яблук проводять у незручних, небезпечних позах, з 65% до 43% часу збору. Пристрій також збільшив кількість зібраних яблук за секунду на 50%.
• Вчені Університету штату Вашингтон розробили роботизовану машину для скрутки хмелю, яка скоротить потреби в робочій силі та витрати.
• Дослідники Університету Джорджії досліджують доступні автоматизовані технології, які підвищать ефективність збирання чорниці, допомагаючи подолати нестачу робочої сили та високу вартість робочої сили.
• Механізоване видалення бур'янів зменшує потребу в дорогій ручній праці та хімікатах, які можуть завдати шкоди навколишньому середовищу та здоров'ю людей. Університет Арізони та Університет Каліфорнії в Девісі показали, що автоматичні машини для прополки в рядках зменшують потребу в робочій силі на 30%.
Автоматизація допомагає фермерам економити ресурси, гроші та скорочувати викиди парникових газів.
• Використовуючи автоматичні осушувачі повітря, виробники кави та шоколаду на Гаваях витрачають менше енергії для сушіння продукту.
• Дослідники Університету Кентуккі продемонстрували автономний дизель/електричний гібридний трактор.
• Дослідники виявили, що автоматизовані роботизовані системи прополки ефективні при значно нижчих рівнях потужності, ніж вважалося раніше.
Автоматизовані технології допомагають забезпечити якість і задоволення споживачів.
• Університет штату Мічіган та Університет Каліфорнії в Девісі розробили технологію датчиків, здатну виявляти внутрішні та зовнішні дефекти, наприклад системи кольорового бачення та спектроскопії, які автоматично визначають якість свіжої продукції.
• Дослідники розробили доступну автоматизовану систему, яка точно ідентифікує зрілі помідори під час обробки, гарантуючи, що продукти мають чудовий смак і лікопін.
• Попит на каву зростає. Дослідники розробили механізовану систему, яка витягує на 900% більше порцій кави з рослини.
• Дані датчиків показали, як вирощувати чорницю, яку можна збирати машиною без пошкоджень.
Цей проект, W2009: Дослідження та розробки інтегрованих систем автоматизації та датчиків для сталого розвитку спеціальних культур (2013-2018), частково фінансується Дослідницьким фондом багатьох штатів через USDA-NIFA та грантами для учасників проекту на наступних установи: Університет Арізони, Університет Оберн, Університет Каліфорнії-Девіс, Університет штату Колорадо, Університет Флориди, Університет Джорджії, Університет Гаваїв, Університет штату Айова, Університет Кентуккі, Університет штату Мічиган, Університет штату Міссісіпі, Університет штату Оклахома , Університет штату Орегон, Університет штату Пенсільванія, Кооперативне розширення Пенсільванії, Техас AgriLife Research, Університет штату Вашингтон, Кооперативне розширення Вашингтона та Університет Західної Вірджинії. Докладніше: bit.ly/W-2009