К специальным культурам относятся фрукты, овощи, орехи, сухофрукты и саженцы. Столкнувшись с нехваткой рабочей силы, глобальной конкуренцией, спросом на более высокое качество и беспокойством по поводу воздействия на окружающую среду, отрасль специальных культур срочно ищет автоматизированные устройства, которые помогут в выращивании, сборе урожая, обработке и переработке. Исследователи из университетов, предоставляющих землю, в нескольких штатах работают вместе над разработкой автоматизированных систем, которые хорошо работают для выращивания специальных культур. Благодаря такому совместному подходу бремя расходов на исследования и разработки снимается с одного сектора специальных культур и достигается значительный прогресс. За последние пять лет исследователи определили ключевые параметры, связанные с производством специальных культур, и разработали датчики для обнаружения и измерения этих параметров. Исследователи разработали механизированные устройства и установили партнерские отношения с производителями и фермерами для коммерциализации и внедрения новых технологий. Автоматизация помогает отрасли специальных культур преодолевать нехватку рабочей силы, принимать разумные управленческие решения, экономить ресурсы и удовлетворять растущий спрос. Эти достижения приводят к значительной экономии для производителей и потребителей и повышению устойчивости отрасли.
Автоматизированные устройства помогают фермерам составить карту урожайности фруктов и определить, есть ли проблемы и где они есть, чтобы они могли принимать целенаправленные и эффективные управленческие решения. Точные оценки урожайности также важны для принятия маркетинговых решений. Данные о расположении плодов и геометрии ветвей деревьев используются для программирования машин для сбора урожая в садах.
• Университет Флориды разработал автономного робота, который подсчитывает и наносит на карту плоды на цитрусовых деревьях.
• Исследователи Калифорнийского университета в Дэвисе разработали мешки и тележки для сбора фруктов с инструментами, которые картографируют фруктовые сады.
Технологии автоматического обнаружения и борьбы с болезнями могут смягчить потери фруктовых культур.
• Пестициды приводят к непредвиденным потерям урожая на миллионы долларов, когда капли опрыскивания попадают на нецелевые культуры. Работа Университета штата Айова направлена на создание технологий, уменьшающих снос.
• Производители цитрусовых использовали машину для термической обработки, разработанную учеными Университета Флориды, на более чем 80,000 XNUMX деревьях, чтобы контролировать процесс озеленения цитрусовых.
• Университет штата Вашингтон разработал беспилотные летательные аппараты для отпугивания птиц, которые поедают и повреждают фруктовые культуры.
• Недорогой автоматизированный карантинный процесс предотвращает распространение кофейной мотыльки на Гавайях, снижает потери и позволяет производителям поставлять кофе на рынки в густонаселенных и туристических районах.
• Портативные устройства, разработанные Гавайским университетом, дают производителям кофе недорогой способ выявить недостаток влаги в листьях.
Обнаружение стресса позволяет производителям оптимизировать орошение и обеспечить одновременное цветение деревьев, что делает сбор урожая более эффективным. Механизированное производство и сбор урожая могут предотвратить травмы из-за ручного труда и сократить время и затраты фермеров на сбор урожая.
• 60% предприятий по переработке томатов используют машины, разработанные Калифорнийским университетом в Дэвисе, для проверки томатного сока. За один сезон машины устраняют более 200,000 XNUMX повторяющихся опасностей движения для рабочих.
• Фермеры заявили, что новый метод обрезки, рекомендованный Отделением Пенсильванского государственного университета, вероятно, сократит время обрезки на 42% и сэкономит около 136 долларов на акр.
• Исследователи из Университета штата Пенсильвания разработали устройство для сбора урожая, которое исключает падение с лестницы и сокращает время, которое сборщики яблок проводят в неловких и опасных позах, с 65% до 43% времени сбора яблок. Устройство также увеличило количество яблок, собираемых в секунду, на 50%.
• Ученые Университета штата Вашингтон разработали роботизированную вязальную машину для хмеля, которая сократит потребность в рабочей силе и затраты.
• Исследователи Университета Джорджии исследуют доступные автоматизированные технологии, которые повысят эффективность сбора черники, помогая преодолеть нехватку рабочей силы и высокие затраты на рабочую силу.
• Механизированная прополка снижает потребность в дорогостоящем ручном труде и использовании химикатов, которые могут нанести вред окружающей среде и здоровью человека. Университеты Аризоны и Калифорнийский университет в Дэвисе показали, что автоматизированные рядные прополочные машины сокращают трудозатраты на 30%.
Автоматизация помогает фермерам экономить ресурсы, деньги и сокращать выбросы парниковых газов.
• Используя автоматические осушители, производители кофе и шоколада на Гавайях тратят меньше энергии на сушку продукта.
• Исследователи Университета Кентукки продемонстрировали автономный дизельно-электрический гибридный трактор.
• Исследователи обнаружили, что автоматизированные роботизированные системы прополки эффективны при гораздо меньших уровнях мощности, чем считалось ранее.
Автоматизированные технологии помогают обеспечить качество и удовлетворенность потребителей.
• Университет штата Мичиган и Калифорнийский университет в Дэвисе разработали сенсорную технологию, способную обнаруживать внутренние и внешние дефекты, например системы цветового зрения и спектроскопии, которые автоматически определяют качество свежей продукции.
• Исследователи разработали доступную автоматизированную систему, которая точно идентифицирует зрелые помидоры во время обработки, гарантируя, что продукты имеют превосходный вкус и ликопин.
• Спрос на каву растет. Исследователи разработали механизированную систему, которая извлекает на 900% больше порций кавы с растения.
• Данные датчиков показали, как вывести чернику, которую можно собирать машинным способом, не повреждая.
Этот проект, W2009: Исследования и разработки интегрированных систем в области автоматизации и датчиков для устойчивого развития специальных культур (2013–2018 гг.), Частично финансируется Межгосударственным исследовательским фондом через Министерство сельского хозяйства США-NIFA и грантами для участников проекта по следующим учреждения: Университет Аризоны, Обернский университет, Калифорнийский университет в Дэвисе, Университет штата Колорадо, Университет Флориды, Университет Джорджии, Гавайский университет, Университет штата Айова, Университет Кентукки, Университет штата Мичиган, Университет штата Миссисипи, Университет штата Оклахома , Университет штата Орегон, Университет штата Пенсильвания, Расширение кооперативов Пенсильвании, Техасское исследование AgriLife Research, Университет штата Вашингтон, Расширение кооперативов Вашингтона и Университет Западной Вирджинии. Узнайте больше: bit.ly/W-2009.