Speciale gewassen zijn onder meer fruit, groenten, noten, gedroogd fruit en kwekerijplanten. Geconfronteerd met tekorten aan arbeidskrachten, wereldwijde concurrentie, vraag naar hogere kwaliteit en bezorgdheid over de gevolgen voor het milieu, is de sector van de gespecialiseerde gewassen dringend op zoek naar geautomatiseerde apparaten om te helpen bij het telen, oogsten, hanteren en verwerken. Onderzoekers van universiteiten voor landsubsidies in meerdere staten werken samen om geautomatiseerde systemen te ontwikkelen die goed werken voor speciale gewassen. Met deze gezamenlijke aanpak wordt de kostenlast van onderzoek en ontwikkeling weggenomen van één enkele sector voor speciale gewassen en worden er grote vorderingen gemaakt. In de afgelopen vijf jaar hebben onderzoekers belangrijke parameters geïdentificeerd die verband houden met de productie van speciale gewassen en sensoren ontwikkeld om deze parameters te detecteren en te meten. Onderzoekers ontwierpen gemechaniseerde apparaten en werkten samen met fabrikanten en boeren om nieuwe technologieën te commercialiseren en te implementeren. Automatisering helpt de sector van de gespecialiseerde gewassen om arbeidstekorten te overwinnen, slimme managementbeslissingen te nemen, hulpbronnen te sparen en te voldoen aan de groeiende vraag. Deze vooruitgang resulteert in aanzienlijke besparingen voor telers en consumenten en verbeterde duurzaamheid voor de industrie
Geautomatiseerde apparaten helpen boeren de fruitopbrengsten in kaart te brengen en te zien of en waar er problemen zijn, zodat ze gerichte, effectieve managementbeslissingen kunnen nemen. Nauwkeurige schattingen van opbrengsten zijn ook belangrijk voor marketingbeslissingen. Gegevens over de locatie van fruit en de geometrie van boomtakken worden gebruikt om machines te programmeren om boomgaarden te oogsten.
• University of Florida ontwikkelde een autonome robot die het fruit van citrusbomen telt en in kaart brengt.
• Onderzoekers van de University of California-Davis ontwikkelden fruitplukzakken en -karren met instrumenten die boomgaardvruchten in kaart brengen.
Geautomatiseerde ziektedetectie- en beheertechnologieën zouden de verliezen van fruitgewassen kunnen verminderen.
• Pesticiden veroorzaken onbedoelde oogstverliezen voor miljoenen dollars wanneer sproeidruppels op niet-doelgewassen terechtkomen. Het werk van de Iowa State University leidt de productie van technologie die drift vermindert.
• Citrustelers gebruikten een warmtebehandelingsmachine ontworpen door wetenschappers van de University Florida op meer dan 80,000 bomen om de voortgang van de vergroening van citrusvruchten te controleren.
• Washington State University ontwikkelde onbemande luchtvaartuigen om vogels af te schrikken die fruitgewassen eten en beschadigen.
• Een goedkoop geautomatiseerd quarantaineproces voorkomt de verspreiding van koffiebessenboorder in Hawaï, vermindert verliezen en stelt telers in staat koffie te verschepen naar markten in dichtbevolkte en toeristische gebieden.
• Handapparaten ontworpen door de Universiteit van Hawaï bieden koffietelers een goedkope manier om bladwaterstress te herkennen.
Door stress te detecteren, kunnen telers de irrigatie optimaliseren en ervoor zorgen dat bomen tegelijkertijd bloeien, wat het oogsten efficiënter maakt. Gemechaniseerde productie en oogst kunnen verwondingen door handarbeid voorkomen en de oogsttijd en -kosten voor boeren verminderen.
• 60% van de tomatenverwerkende industrie gebruikt machines die zijn ontworpen door de University of California-Davis om tomatensap te inspecteren. Gedurende één seizoen elimineren de machines meer dan 200,000 risico's van herhaalde bewegingen voor werknemers.
• Boeren zeiden dat een nieuwe snoeimethode aanbevolen door Pennsylvania State University Extension de snoeitijd waarschijnlijk met 42% zou verkorten en ongeveer $ 136 per hectare zou besparen.
• Onderzoekers van de Pennsylvania State University ontwierpen een oogsthulpmiddel dat het vallen van ladders elimineerde en de tijd die appelplukkers in ongemakkelijke, gevaarlijke houdingen doorbrachten, verminderde van 65% tot 43% van de pluktijd. Het apparaat verhoogde ook het aantal appels dat per seconde werd geoogst met 50%.
• Wetenschappers van de Washington State University ontwierpen een robottwijnmachine voor hop, die de arbeidsbehoefte en -kosten zal verminderen.
• Onderzoekers van de Universiteit van Georgia onderzoeken betaalbare geautomatiseerde technologieën die de efficiëntie van de bosbessenoogst zullen verbeteren, waardoor arbeidstekorten en hoge arbeidskosten worden opgevangen.
• Gemechaniseerd wieden vermindert de noodzaak van dure handenarbeid en chemicaliën, die schadelijk kunnen zijn voor het milieu en de menselijke gezondheid. University of Arizona en University of California-Davis toonden aan dat geautomatiseerde on-row wiedmachines de arbeidsbehoefte met 30% verminderen.
Automatisering helpt boeren hulpbronnen te sparen, geld te besparen en de uitstoot van broeikasgassen te verminderen.
• Door gebruik te maken van geautomatiseerde ontvochtigers, gebruiken koffie- en chocoladetelers in Hawaii minder energie om producten te drogen.
• Onderzoekers van de Universiteit van Kentucky demonstreerden een autonome diesel/elektrische hybride tractor.
• Onderzoekers ontdekten dat geautomatiseerde onkruidrobots effectief zijn bij veel lagere vermogens dan eerder werd aangenomen.
Geautomatiseerde technologie zorgt voor kwaliteit en klanttevredenheid.
• Michigan State University en de University of California-Davis ontwikkelden sensortechnologie die interne en externe defecten kan detecteren, zoals kleurwaarneming en spectroscopiesystemen die automatisch de kwaliteit van verse producten bepalen.
• Onderzoekers ontwikkelden een betaalbaar geautomatiseerd systeem dat rijpe tomaten nauwkeurig identificeert tijdens de verwerking, zodat producten de superieure smaak en lycopeen hebben.
• Vraag naar kava groeit. Onderzoekers ontwierpen een gemechaniseerd systeem dat 900% meer porties kava per plant extraheert.
• Sensorgegevens lieten zien hoe blauwe bessen kunnen worden gekweekt die machinaal kunnen worden geoogst zonder te worden beschadigd.
Dit project, W2009: Integrated Systems Research and Development in Automation and Sensors for Sustainability of Specialty Crops (2013-2018), wordt gedeeltelijk gefinancierd door het Multi-state Research Fund via de USDA-NIFA en door subsidies aan projectleden op de volgende instellingen: 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 en West Virginia University. Meer informatie: bit.ly/W-2009