محصولات تخصصی شامل میوه ها، سبزیجات، آجیل های درختی، میوه های خشک و گیاهان مهد کودک است. در مواجهه با کمبود نیروی کار، رقابت جهانی، تقاضا برای کیفیت بالاتر و نگرانی در مورد اثرات زیستمحیطی، صنعت محصولات ویژه فوراً به دنبال دستگاههای خودکار برای کمک به رشد، برداشت، جابجایی و پردازش است. محققان در دانشگاه های اعطای زمین در چندین ایالت با هم کار می کنند تا سیستم های خودکاری را توسعه دهند که برای محصولات تخصصی به خوبی کار می کند. با این رویکرد مشترک، بار هزینه تحقیق و توسعه از روی یک بخش محصول تخصصی برداشته می شود و پیشرفت های عمده ای در حال انجام است. طی پنج سال گذشته، محققان پارامترهای کلیدی مرتبط با تولید محصولات ویژه را شناسایی کرده و حسگرهایی را برای شناسایی و اندازه گیری این پارامترها توسعه دادند. محققان دستگاههای مکانیزه طراحی کردند و با تولیدکنندگان و کشاورزان برای تجاریسازی و پیادهسازی فناوریهای جدید همکاری کردند. اتوماسیون به صنعت محصولات تخصصی کمک می کند بر کمبود نیروی کار غلبه کند، تصمیمات مدیریت هوشمندانه بگیرد، منابع را حفظ کند و تقاضای رو به رشد را برآورده کند. این پیشرفت ها باعث صرفه جویی قابل توجهی برای تولیدکنندگان و مصرف کنندگان و بهبود پایداری صنعت می شود
دستگاههای خودکار به کشاورزان کمک میکنند تا عملکرد میوهها را ترسیم کنند و ببینند که آیا و در کجا مشکلاتی وجود دارد، تا بتوانند تصمیمات مدیریتی هدفمند و مؤثری اتخاذ کنند. برآورد دقیق بازده نیز برای تصمیمات بازاریابی مهم است. دادههای مربوط به مکان میوهها و هندسه شاخههای درخت برای برنامهریزی ماشینها برای برداشت باغات استفاده میشود.
• دانشگاه فلوریدا یک ربات مستقل ساخته است که میوه های درختان مرکبات را می شمارد و نقشه می کشد.
• محققان دانشگاه کالیفرنیا-دیویس کیسه ها و گاری های میوه گیری را با ابزارهایی که میوه های باغ را نقشه برداری می کنند، ساختند.
فناوریهای تشخیص و مدیریت خودکار بیماری میتواند تلفات محصولات میوه را کاهش دهد.
• وقتی قطرات اسپری روی محصولات غیرهدف سرازیر میشوند، آفتکشها میلیونها دلار خسارت ناخواسته به محصول وارد میکنند. کار دانشگاه ایالتی آیووا، تولید فناوری را هدایت می کند که رانش را کاهش می دهد.
• پرورش دهندگان مرکبات از دستگاه عملیات حرارتی طراحی شده توسط دانشمندان دانشگاه فلوریدا بر روی بیش از 80,000 درخت برای کنترل پیشرفت سبز شدن مرکبات استفاده کردند.
• دانشگاه ایالتی واشنگتن هواپیماهای بدون سرنشین را برای جلوگیری از پرندگانی که می خورند و به محصولات میوه آسیب می رسانند توسعه داد.
• یک فرآیند قرنطینه خودکار کمهزینه از گسترش کرم توت قهوه در هاوایی جلوگیری میکند، تلفات را کاهش میدهد و به تولیدکنندگان اجازه میدهد قهوه را به بازارهای مناطق پرجمعیت و توریستی ارسال کنند.
• دستگاه های دستی طراحی شده توسط دانشگاه هاوایی به پرورش دهندگان قهوه راه ارزانی برای تشخیص تنش آب برگ می دهد.
تشخیص استرس به پرورش دهندگان اجازه می دهد آبیاری را بهینه کنند و از گلدهی درختان به طور همزمان اطمینان حاصل کنند که این امر برداشت را کارآمدتر می کند. تولید و برداشت مکانیزه می تواند از صدمات ناشی از کار دستی جلوگیری کرده و زمان برداشت و هزینه را برای کشاورزان کاهش دهد.
• 60 درصد از صنعت فرآوری گوجه فرنگی از ماشین آلات طراحی شده توسط دانشگاه کالیفرنیا-دیویس برای بازرسی آب گوجه فرنگی استفاده کرده اند. در طول یک فصل، ماشین ها بیش از 200,000 خطر حرکت تکراری را برای کارگران از بین می برند.
• کشاورزان گفتند که یک روش جدید هرس توصیه شده توسط توسعه دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، احتمالاً زمان هرس را تا 42 درصد کاهش می دهد و حدود 136 دلار در هر هکتار صرفه جویی می کند.
• محققان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا یک دستگاه کمکی برای برداشت محصول طراحی کردند که سقوط از نردبان را از بین می برد و مدت زمانی را که جمع کنندگان سیب در وضعیت های نامناسب و خطرناک سپری می کردند از 65% به 43% کاهش می داد. این دستگاه همچنین تعداد سیب های برداشت شده در ثانیه را 50 درصد افزایش داد.
• دانشمندان دانشگاه ایالتی واشنگتن یک ماشین دوقلوی رباتیک برای رازک طراحی کردند که نیاز و هزینه های نیروی کار را کاهش می دهد.
• محققان دانشگاه جورجیا فناوری های خودکار مقرون به صرفه ای را بررسی می کنند که بازده برداشت زغال اخته را بهبود می بخشد و به غلبه بر کمبود نیروی کار و هزینه های بالای نیروی کار کمک می کند.
• وجین مکانیزه نیاز به کار پرهزینه دستی و مواد شیمیایی را کاهش می دهد که می تواند به محیط زیست و سلامت انسان آسیب برساند. دانشگاه آریزونا و دانشگاه کالیفرنیا-دیویس نشان دادند که ماشینهای وجین خودکار در ردیف نیاز به نیروی کار را تا 30 درصد کاهش میدهند.
اتوماسیون به کشاورزان در حفظ منابع، صرفه جویی در هزینه و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای کمک می کند.
• با استفاده از رطوبت گیرهای خودکار، تولیدکنندگان قهوه و شکلات هاوایی انرژی کمتری برای خشک کردن محصول مصرف می کنند.
• محققان دانشگاه کنتاکی یک تراکتور هیبریدی دیزلی/الکتریکی خودران را نشان دادند.
• محققان کشف کردند که سیستم های وجین وجین رباتیک خودکار در سطوح توان بسیار پایین تر از آنچه قبلاً در نظر گرفته شده بود، مؤثر هستند.
فناوری خودکار به اطمینان از کیفیت و رضایت مصرف کننده کمک می کند.
• دانشگاه ایالتی میشیگان و دانشگاه کالیفرنیا-دیویس فناوری حسگری را توسعه دادند که قادر به تشخیص عیوب داخلی و خارجی است، مانند سیستمهای بینایی رنگ و طیفسنجی که به طور خودکار کیفیت محصول تازه را استنباط میکنند.
• محققان یک سیستم خودکار مقرونبهصرفه توسعه دادند که گوجهفرنگی بالغ را در طول فرآوری به دقت شناسایی میکند و اطمینان حاصل میکند که محصولات دارای طعم و لیکوپن برتر هستند.
• تقاضا برای کاوا در حال رشد است. محققان سیستم مکانیزه ای طراحی کردند که 900 درصد بیشتر از هر گیاه کاوا را استخراج می کند.
• داده های حسگر نحوه پرورش زغال اخته را نشان می دهد که می توان آن را بدون آسیب دیدگی در ماشین برداشت کرد.
این پروژه، W2009: تحقیق و توسعه سیستم های یکپارچه در اتوماسیون و حسگرها برای پایداری محصولات تخصصی (2013-2018)، تا حدی توسط صندوق تحقیقات چند ایالتی از طریق USDA-NIFA و از طریق کمک های مالی به اعضای پروژه در زیر تامین می شود. موسسات: دانشگاه آریزونا، دانشگاه آبرن، دانشگاه کالیفرنیا-دیویس، دانشگاه ایالتی کلرادو، دانشگاه فلوریدا، دانشگاه جورجیا، دانشگاه هاوایی، دانشگاه ایالتی آیووا، دانشگاه کنتاکی، دانشگاه ایالتی میشیگان، دانشگاه ایالتی می سی سی پی، دانشگاه ایالتی اوکلاهما ، دانشگاه ایالتی اورگان، دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، توسعه تعاونی پنسیلوانیا، تحقیقات AgriLife تگزاس، دانشگاه ایالتی واشنگتن، توسعه تعاونی واشنگتن، و دانشگاه ویرجینیای غربی. بیشتر بدانید: bit.ly/W-2009