Οι ειδικές καλλιέργειες περιλαμβάνουν φρούτα, λαχανικά, ξηρούς καρπούς, αποξηραμένα φρούτα και φυτώρια. Αντιμέτωπη με τις ελλείψεις εργατικού δυναμικού, τον παγκόσμιο ανταγωνισμό, τη ζήτηση για υψηλότερη ποιότητα και την ανησυχία για τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, η βιομηχανία ειδικών καλλιεργειών αναζητά επειγόντως αυτοματοποιημένες συσκευές για να βοηθήσει στην καλλιέργεια, τη συγκομιδή, το χειρισμό και την επεξεργασία. Ερευνητές σε πανεπιστήμια επιχορήγησης γης σε πολλές πολιτείες εργάζονται από κοινού για να αναπτύξουν αυτοματοποιημένα συστήματα που λειτουργούν καλά για ειδικές καλλιέργειες. Με αυτήν τη συλλογική προσέγγιση, το κόστος της έρευνας και της ανάπτυξης αίρεται από έναν μόνο τομέα ειδικών καλλιεργειών και σημειώνονται σημαντικές πρόοδοι. Τα τελευταία πέντε χρόνια, οι ερευνητές εντόπισαν βασικές παραμέτρους που σχετίζονται με την παραγωγή ειδικών καλλιεργειών και ανέπτυξαν αισθητήρες για τον εντοπισμό και τη μέτρηση αυτών των παραμέτρων. Οι ερευνητές σχεδίασαν μηχανοποιημένες συσκευές και συνεργάστηκαν με κατασκευαστές και αγρότες για την εμπορευματοποίηση και την εφαρμογή νέων τεχνολογιών. Ο αυτοματισμός βοηθά τη βιομηχανία ειδικών καλλιεργειών να ξεπεράσει τις ελλείψεις εργατικού δυναμικού, να λάβει έξυπνες αποφάσεις διαχείρισης, να εξοικονομήσει πόρους και να καλύψει την αυξανόμενη ζήτηση. Αυτές οι εξελίξεις έχουν ως αποτέλεσμα σημαντική εξοικονόμηση πόρων για τους καλλιεργητές και τους καταναλωτές και βελτιωμένη βιωσιμότητα για τον κλάδο
Οι αυτοματοποιημένες συσκευές βοηθούν τους αγρότες να χαρτογραφήσουν τις αποδόσεις των φρούτων και να δουν εάν και πού υπάρχουν προβλήματα, ώστε να μπορούν να λαμβάνουν στοχευμένες, αποτελεσματικές αποφάσεις διαχείρισης. Οι ακριβείς εκτιμήσεις των αποδόσεων είναι επίσης σημαντικές για τις αποφάσεις μάρκετινγκ. Τα δεδομένα σχετικά με τη θέση των καρπών και τη γεωμετρία των κλαδιών δέντρων χρησιμοποιούνται για τον προγραμματισμό μηχανών για τη συγκομιδή οπωρώνων.
• Το Πανεπιστήμιο της Φλόριντα ανέπτυξε ένα αυτόνομο ρομπότ που μετράει και χαρτογραφεί τα φρούτα στα εσπεριδοειδή.
• Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια-Davis ανέπτυξαν σακούλες και καρότσια συλλογής φρούτων με όργανα που χαρτογραφούν τα φρούτα του οπωρώνα.
Οι αυτοματοποιημένες τεχνολογίες ανίχνευσης και διαχείρισης ασθενειών θα μπορούσαν να μετριάσουν τις απώλειες των καλλιεργειών φρούτων.
• Τα φυτοφάρμακα προκαλούν εκατομμύρια δολάρια σε ακούσιες απώλειες στις καλλιέργειες όταν τα σταγονίδια ψεκασμού παρασύρονται σε καλλιέργειες που δεν αποτελούν στόχο. Η εργασία στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αϊόβα καθοδηγεί την κατασκευή τεχνολογίας που μειώνει την ολίσθηση.
• Οι καλλιεργητές εσπεριδοειδών χρησιμοποίησαν μια μηχανή θερμικής επεξεργασίας που σχεδιάστηκε από επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Φλόριντα σε περισσότερα από 80,000 δέντρα για να ελέγξουν την πρόοδο του πρασίνου των εσπεριδοειδών.
• Το Πανεπιστήμιο της Πολιτείας της Ουάσιγκτον ανέπτυξε μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα για να αποτρέψουν τα πουλιά που τρώνε και βλάπτουν τις καλλιέργειες φρούτων.
• Μια χαμηλού κόστους αυτοματοποιημένη διαδικασία καραντίνας αποτρέπει την εξάπλωση του μούρου καφέ στη Χαβάη, μειώνει τις απώλειες και επιτρέπει στους καλλιεργητές να στέλνουν καφέ σε αγορές σε πολυκατοικημένες και τουριστικές περιοχές.
• Οι συσκευές χειρός που σχεδιάστηκαν από το Πανεπιστήμιο της Χαβάης προσφέρουν στους καλλιεργητές καφέ έναν φθηνό τρόπο να εντοπίζουν το στρες του νερού στα φύλλα.
Η ανίχνευση του στρες επιτρέπει στους καλλιεργητές να βελτιστοποιούν την άρδευση και να διασφαλίζουν ότι τα δέντρα ανθίζουν ταυτόχρονα, γεγονός που καθιστά τη συγκομιδή πιο αποτελεσματική. Η μηχανοποιημένη παραγωγή και συγκομιδή μπορεί να αποτρέψει τραυματισμούς λόγω χειρωνακτικής εργασίας και να μειώσει τον χρόνο συγκομιδής και το κόστος για τους αγρότες.
• Το 60% της βιομηχανίας επεξεργασίας ντομάτας έχει υιοθετήσει μηχανήματα σχεδιασμένα από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια-Davis για την επιθεώρηση του χυμού ντομάτας. Κατά τη διάρκεια μιας μόνο σεζόν, τα μηχανήματα εξαλείφουν περισσότερους από 200,000 κινδύνους επαναλαμβανόμενης κίνησης για τους εργαζόμενους.
• Οι αγρότες είπαν ότι μια νέα μέθοδος κλαδέματος που προτείνεται από το Pennsylvania State University Extension πιθανότατα θα μείωνε τον χρόνο κλαδέματος κατά 42% και θα εξοικονομούσε περίπου 136 $ ανά στρέμμα.
• Οι ερευνητές του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Πενσυλβάνια σχεδίασαν μια συσκευή υποβοήθησης συγκομιδής που εξαλείφει τις πτώσεις της σκάλας και μείωσε τον χρόνο που περνούσαν οι μηλοσυλλέκτες σε άβολες, επικίνδυνες στάσεις από το 65% στο 43% του χρόνου συλλογής. Η συσκευή αύξησε επίσης τον αριθμό των μήλων που συγκομίζονται ανά δευτερόλεπτο κατά 50%.
• Οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Πολιτείας της Ουάσιγκτον σχεδίασαν μια ρομποτική μηχανή δίδυμου για λυκίσκο, η οποία θα μειώσει τις ανάγκες και το κόστος εργασίας.
• Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Τζόρτζια εξερευνούν προσιτές αυτοματοποιημένες τεχνολογίες που θα βελτιώσουν την αποδοτικότητα της συγκομιδής των βατόμουρων, βοηθώντας στην αντιμετώπιση των ελλείψεων εργατικού δυναμικού και του υψηλού κόστους εργασίας.
• Το μηχανοποιημένο βοτάνισμα μειώνει την ανάγκη για δαπανηρή χειρωνακτική εργασία και χημικά, τα οποία μπορούν να βλάψουν το περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία. Το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα και το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια-Ντέιβις έδειξαν ότι οι αυτοματοποιημένες μηχανές βοτανίσματος σε σειρά μειώνουν τις απαιτήσεις εργασίας κατά 30%.
Ο αυτοματισμός βοηθά τους αγρότες να εξοικονομούν πόρους, να εξοικονομούν χρήματα και να μειώνουν τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.
• Χρησιμοποιώντας αυτοματοποιημένους αφυγραντήρες, οι παραγωγοί καφέ και σοκολάτας στη Χαβάη καταναλώνουν λιγότερη ενέργεια για να στεγνώσουν το προϊόν.
• Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κεντάκι παρουσίασαν έναν αυτόνομο υβριδικό τρακτέρ ντίζελ/ηλεκτρικό.
• Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι τα αυτοματοποιημένα ρομποτικά συστήματα ζιζανίων είναι αποτελεσματικά σε πολύ χαμηλότερα επίπεδα ισχύος από ό,τι θεωρούνταν προηγουμένως.
Η αυτοματοποιημένη τεχνολογία βοηθά στη διασφάλιση της ποιότητας και της ικανοποίησης των καταναλωτών.
• Το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν και το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια-Ντέιβις ανέπτυξαν τεχνολογία ανίχνευσης ικανή να ανιχνεύει εσωτερικά και εξωτερικά ελαττώματα, όπως συστήματα έγχρωμης όρασης και φασματοσκοπίας που συνάγουν αυτόματα την ποιότητα των φρέσκων προϊόντων.
• Οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα προσιτό αυτοματοποιημένο σύστημα που προσδιορίζει με ακρίβεια τις ώριμες ντομάτες κατά την επεξεργασία, διασφαλίζοντας ότι τα προϊόντα έχουν την ανώτερη γεύση και λυκοπένιο.
• Η ζήτηση για kava αυξάνεται. Οι ερευνητές σχεδίασαν ένα μηχανοποιημένο σύστημα που εξάγει 900% περισσότερες μερίδες kava ανά φυτό.
• Τα δεδομένα αισθητήρων έδειξαν πώς να εκτρέφονται βατόμουρα που μπορούν να συγκομιστούν με μηχανή χωρίς να καταστραφούν.
Αυτό το έργο, W2009: Integrated Systems Research and Development in Automation and Sensors for Sustainability of Specialty Crops (2013-2018), χρηματοδοτείται εν μέρει από το Πολυπολιτειακό Ταμείο Έρευνας μέσω του USDA-NIFA και από επιχορηγήσεις στα μέλη του έργου στα ακόλουθα ιδρύματα: 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 και West Virginia University. Μάθετε περισσότερα: bit.ly/W-2009