Specijalni usjevi uključuju voće, povrće, orašaste plodove, sušeno voće i rasadnike. Suočena s nedostatkom radne snage, globalnom konkurencijom, potražnjom za višom kvalitetom i zabrinutošću oko utjecaja na okoliš, industrija specijalnih usjeva hitno traži automatizirane uređaje za pomoć u uzgoju, žetvi, rukovanju i preradi. Istraživači na sveučilištima koja dodjeljuju zemljište u više država zajedno rade na razvoju automatiziranih sustava koji dobro funkcioniraju za posebne usjeve. Ovim suradničkim pristupom teret troškova istraživanja i razvoja skinut je s jednog sektora posebnih usjeva i ostvaren je veliki napredak. Tijekom posljednjih pet godina istraživači su identificirali ključne parametre povezane s proizvodnjom posebnih usjeva i razvili senzore za otkrivanje i mjerenje tih parametara. Istraživači su dizajnirali mehanizirane uređaje i udružili se s proizvođačima i poljoprivrednicima kako bi komercijalizirali i implementirali nove tehnologije. Automatizacija pomaže industriji specijaliziranih usjeva da prevlada nedostatak radne snage, donese pametne upravljačke odluke, očuva resurse i zadovolji rastuću potražnju. Ovaj napredak rezultira značajnim uštedama za uzgajivače i potrošače i poboljšanom održivošću industrije
Automatizirani uređaji pomažu poljoprivrednicima mapirati prinose voća i vidjeti postoje li i gdje problemi, kako bi mogli donositi ciljane, učinkovite upravljačke odluke. Točne procjene prinosa također su važne za marketinške odluke. Podaci o položaju plodova i geometriji grana drveća koriste se za programiranje strojeva za berbu voćnjaka.
• Sveučilište u Floridi razvilo je autonomnog robota koji broji i mapira plodove na stablima citrusa.
• Istraživači sa Sveučilišta California-Davis razvili su torbe i kolica za branje voća s instrumentima koji mapiraju plodove voćnjaka.
Tehnologije automatizirane detekcije i upravljanja bolestima mogle bi ublažiti gubitke usjeva voća.
• Pesticidi uzrokuju milijune dolara u nenamjernim gubicima usjeva kada kapljice spreja dospiju na neciljane usjeve. Rad Državnog sveučilišta Iowa usmjerava proizvodnju tehnologije koja smanjuje zanošenje.
• Uzgajivači agruma koristili su stroj za toplinsku obradu koji su dizajnirali znanstvenici sa Sveučilišta Florida na više od 80,000 stabala kako bi kontrolirali napredak ozelenjavanja agruma.
• Sveučilište Washington State razvilo je bespilotne letjelice za odvraćanje ptica koje jedu i oštećuju usjeve voća.
• Jeftin automatizirani karantenski proces sprječava širenje kavinog svrdlaša na Havajima, smanjuje gubitke i omogućuje uzgajivačima slanje kave na tržišta u gusto naseljenim i turističkim područjima.
• Ručni uređaji koje je dizajniralo Sveučilište Hawaii daju uzgajivačima kave jeftin način da uoče stres vode u lišću.
Otkrivanje stresa omogućuje uzgajivačima da optimiziraju navodnjavanje i osiguraju cvjetanje stabala u isto vrijeme, što žetvu čini učinkovitijom. Mehanizirana proizvodnja i žetva mogu spriječiti ozljede uslijed ručnog rada i smanjiti vrijeme žetve i troškove za poljoprivrednike.
• 60% industrije za preradu rajčice usvojilo je strojeve koje je dizajniralo Sveučilište California-Davis za kontrolu soka od rajčice. Tijekom jedne sezone, strojevi eliminiraju više od 200,000 opasnosti od ponovljenih pokreta za radnike.
• Poljoprivrednici su rekli da bi nova metoda rezidbe koju preporučuje Pennsylvania State University Extension vjerojatno skratila vrijeme rezidbe za 42% i uštedjela oko 136 dolara po hektaru.
• Istraživači Državnog sveučilišta Pennsylvania dizajnirali su uređaj za pomoć pri žetvi koji je eliminirao padove s ljestava i smanjio vrijeme koje berači jabuka provode u nezgodnim, opasnim položajima sa 65% na 43% vremena branja. Uređaj je također povećao broj ubranih jabuka u sekundi za 50%.
• Znanstvenici Sveučilišta Washington State dizajnirali su robotski stroj za uvijanje hmelja, koji će smanjiti potrebe za radnom snagom i troškove.
• Istraživači sa Sveučilišta Georgia istražuju pristupačne automatizirane tehnologije koje će poboljšati učinkovitost berbe borovnica, pomažući u prevladavanju nedostatka radne snage i visokih troškova rada.
• Mehanizirano plijevljenje smanjuje potrebu za skupim ručnim radom i kemikalijama, koje mogu naškoditi okolišu i ljudskom zdravlju. Sveučilište u Arizoni i Sveučilište u Kaliforniji-Davis pokazalo je da automatizirani strojevi za plijevljenje u redovima smanjuju potrebe za radom za 30%.
Automatizacija pomaže poljoprivrednicima očuvati resurse, uštedjeti novac i smanjiti emisije stakleničkih plinova.
• Koristeći automatizirane odvlaživače zraka, uzgajivači kave i čokolade na Havajima troše manje energije za sušenje proizvoda.
• Istraživači sa Sveučilišta Kentucky demonstrirali su autonomni dizel/električni hibridni traktor.
• Istraživači su otkrili da su automatizirani robotski sustavi za plijevljenje učinkoviti pri mnogo nižim razinama snage nego što se dosad smatralo.
Automatizirana tehnologija pomaže osigurati kvalitetu i zadovoljstvo potrošača.
• Sveučilište Michigan State i Sveučilište California-Davis razvili su senzorsku tehnologiju sposobnu detektirati unutarnje i vanjske nedostatke, kao što su sustavi za vid u boji i spektroskopiju koji automatski određuju kvalitetu svježeg proizvoda.
• Istraživači su razvili pristupačan automatizirani sustav koji točno identificira zrele rajčice tijekom obrade, osiguravajući da proizvodi imaju vrhunski okus i likopen.
• Potražnja za kavom raste. Istraživači su dizajnirali mehanizirani sustav koji ekstrahira 900% više porcija kave po biljci.
• Podaci senzora pokazali su kako uzgajati borovnice koje se mogu strojno brati bez oštećenja.
Ovaj projekt, W2009: Istraživanje i razvoj integriranih sustava u automatizaciji i senzorima za održivost posebnih usjeva (2013.-2018.), djelomično financira Multi-state Research Fund putem USDA-NIFA i bespovratnim sredstvima članovima projekta na sljedećim institucije: Sveučilište Arizona, Sveučilište Auburn, Sveučilište California-Davis, Sveučilište države Colorado, Sveučilište Floride, Sveučilište Georgia, Sveučilište Hawaii, Sveučilište države Iowa, Sveučilište Kentucky, Sveučilište države Michigan, Sveučilište države Mississippi, Sveučilište države Oklahoma , Državno sveučilište Oregon, Državno sveučilište Pennsylvanije, Pennsylvania Cooperative Extension, Texas AgriLife Research, Washington State University, Washington Cooperative Extension i Sveučilište West Virginia. Saznajte više: bit.ly/W-2009