特產包括水果、蔬菜、堅果、乾果和苗圃植物。 面對勞動力短缺、全球競爭、對更高質量的需求以及對環境影響的擔憂,特種作物行業迫切需要自動化設備來幫助種植、收穫、處理和加工。 多個州的贈地大學的研究人員正在共同努力開發適用於特種作物的自動化系統。 通過這種合作方式,研究和開發的成本負擔從單一的特種作物部門減輕,並取得了重大進展。 在過去五年中,研究人員確定了與特種作物生產相關的關鍵參數,並開發了傳感器來檢測和測量這些參數。 研究人員設計了機械化設備,並與製造商和農民合作,將新技術商業化並實施。 自動化正在幫助特種作物行業克服勞動力短缺、做出明智的管理決策、節約資源並滿足不斷增長的需求。 這些進步為種植者和消費者節省了大量資金,並提高了該行業的可持續性
自動化設備可幫助農民繪製水果產量圖,查看是否存在問題以及問題所在,以便他們做出有針對性的有效管理決策。 準確估計產量對於營銷決策也很重要。 有關水果位置和樹枝幾何形狀的數據用於對機器進行編程以收穫果園。
• 佛羅里達大學開發了一種自主機器人,可以對柑橘樹上的果實進行計數和繪圖。
• 加州大學戴維斯分校的研究人員開發了水果採摘袋和帶有可繪製果園水果圖的儀器的推車。
自動化疾病檢測和管理技術可以減輕水果作物的損失。
• 當噴霧液滴飄到非目標作物上時,農藥會造成數百萬美元的意外作物損失。 愛荷華州立大學的工作是指導減少漂移的技術製造。
• 柑橘種植者在超過 80,000 棵樹上使用由佛羅里達大學科學家設計的熱處理機器來控制柑橘綠化的進程。
• 華盛頓州立大學開發了無人駕駛飛行器,以阻止吃掉和破壞水果作物的鳥類。
• 低成本的自動化檢疫過程可防止咖啡漿果蛀蟲在夏威夷傳播,減少損失,並允許種植者將咖啡運送到人口稠密和旅遊區的市場。
• 夏威夷大學設計的手持設備為咖啡種植者提供了一種發現葉子水分壓力的廉價方法。
檢測壓力可以讓種植者優化灌溉並確保樹木同時開花,從而提高收割效率。 機械化生產和收割可以防止因體力勞動造成的傷害,並減少農民的收割時間和成本。
• 60% 的番茄加工業已採用加州大學戴維斯分校設計的機器來檢測番茄汁。 在一個賽季中,這些機器為工人消除了超過 200,000 次重複運動的危險。
• Farmers 表示,賓夕法尼亞州立大學推廣部推薦的一種新修剪方法可能會將修剪時間縮短 42%,每英畝可節省約 136 美元。
• 賓夕法尼亞州立大學的研究人員設計了一種收割輔助裝置,該裝置消除了梯子跌倒,並將蘋果採摘者在尷尬、危險姿勢中花費的時間從採摘時間的 65% 減少到 43%。 該設備還將每秒收穫的蘋果數量增加了 50%。
• 華盛頓州立大學的科學家設計了一種用於啤酒花的機器人纏繞機,這將減少勞動力需求和成本。
• 喬治亞大學的研究人員探索了可提高藍莓收穫效率、幫助克服勞動力短缺和高勞動力成本的負擔得起的自動化技術。
• 機械化除草減少了對昂貴的體力勞動和化學品的需求,這會損害環境和人類健康。 亞利桑那大學和加州大學戴維斯分校的研究表明,自動行內除草機可將勞動力需求減少 30%。
自動化可幫助農民節約資源、節省資金並減少溫室氣體排放。
• 使用自動除濕機,夏威夷咖啡和巧克力種植者使用更少的能源來乾燥產品。
• 肯塔基大學的研究人員展示了一種自主柴油/電動混合動力拖拉機。
• 研究人員發現,自動化機器人除草系統在比之前認為的低得多的功率水平下也很有效。
自動化技術有助於確保質量和消費者滿意度。
• 密歇根州立大學和加州大學戴維斯分校開發了能夠檢測內部和外部缺陷的傳感技術,例如自動推斷新鮮農產品質量的色覺和光譜系統。
• 研究人員開發了一種經濟實惠的自動化系統,可在加工過程中準確識別成熟番茄,確保產品具有卓越的風味和番茄紅素。
• 對卡瓦的需求正在增長。 研究人員設計了一個機械化系統,每株植物可多提取 900% 的卡瓦。
• 傳感器數據顯示瞭如何培育出可以機器收穫而不會受損的藍莓。
這個項目,W2009:用於特種作物可持續性的自動化和傳感器集成系統研究與開發(2013-2018),部分由多州研究基金通過 USDA-NIFA 資助,並由以下項目成員資助院校:亞利桑那大學、奧本大學、加州大學戴維斯分校、科羅拉多州立大學、佛羅里達大學、喬治亞大學、夏威夷大學、愛荷華州立大學、肯塔基大學、密歇根州立大學、密西西比州立大學、俄克拉荷馬州立大學、俄勒岡州立大學、賓夕法尼亞州立大學、賓夕法尼亞合作推廣、德克薩斯農業生命研究、華盛頓州立大學、華盛頓合作推廣和西弗吉尼亞大學。 了解更多:bit.ly/W-2009