تشمل المحاصيل المتخصصة الفواكه والخضروات وجوز الأشجار والفواكه المجففة ونباتات الحضانة. في مواجهة نقص العمالة ، والمنافسة العالمية ، والطلب على جودة أعلى ، والقلق بشأن الآثار البيئية ، تسعى صناعة المحاصيل المتخصصة بشكل عاجل إلى أجهزة آلية للمساعدة في النمو والحصاد والمناولة والمعالجة. يعمل الباحثون في جامعات منح الأراضي في ولايات متعددة معًا لتطوير أنظمة آلية تعمل جيدًا للمحاصيل المتخصصة. مع هذا النهج التعاوني ، يتم رفع عبء تكلفة البحث والتطوير من قطاع محصول متخصص واحد ويتم إحراز تقدم كبير. على مدى السنوات الخمس الماضية ، حدد الباحثون المعلمات الرئيسية المرتبطة بإنتاج المحاصيل المتخصصة وطوروا أجهزة استشعار لاكتشاف وقياس هذه المعايير. صمم الباحثون أجهزة ميكانيكية ودخلوا في شراكة مع المصنعين والمزارعين لتسويق وتنفيذ تقنيات جديدة. تساعد الأتمتة صناعة المحاصيل المتخصصة في التغلب على نقص العمالة واتخاذ قرارات إدارية ذكية والحفاظ على الموارد وتلبية الطلب المتزايد. أدت هذه التطورات إلى تحقيق وفورات كبيرة للمزارعين والمستهلكين وتحسين الاستدامة لهذه الصناعة
تساعد الأجهزة المؤتمتة المزارعين على رسم خرائط لعوائد الفاكهة ومعرفة ما إذا كانت هناك مشكلات وأين توجد ، حتى يتمكنوا من اتخاذ قرارات إدارية مستهدفة وفعالة. التقديرات الدقيقة للعوائد مهمة أيضًا لقرارات التسويق. تُستخدم البيانات المتعلقة بمواقع الثمار وهندسة أغصان الأشجار لبرمجة آلات لحصاد البساتين.
• طورت جامعة فلوريدا روبوتًا مستقلاً يقوم بحساب الفاكهة على أشجار الحمضيات ورسم خرائط لها.
• طور باحثون من جامعة كاليفورنيا - ديفيس أكياسًا وعربات لقطف الفاكهة مزودة بأدوات ترسم خرائط لثمار البساتين.
يمكن لتقنيات الكشف الآلي عن الأمراض وإدارتها أن تخفف من خسائر محاصيل الفاكهة.
• تسبب مبيدات الآفات خسائر غير مقصودة في المحاصيل تقدر بملايين الدولارات عندما تنجرف قطرات الرش على المحاصيل غير المستهدفة. يعمل عمل جامعة ولاية أيوا على توجيه عملية تصنيع التكنولوجيا التي تقلل الانجراف.
• استخدم مزارعو الحمضيات آلة المعالجة الحرارية التي صممها علماء جامعة فلوريدا على أكثر من 80,000 شجرة للتحكم في تقدم تخضير الحمضيات.
• طورت جامعة ولاية واشنطن طائرات بدون طيار لردع الطيور التي تأكل وتضر بمحاصيل الفاكهة.
• تمنع عملية الحجر الصحي الأوتوماتيكية منخفضة التكلفة انتشار ثاقب حبوب البن في هاواي ، وتقلل من الخسائر ، وتسمح للمزارعين بشحن البن إلى الأسواق في المناطق المكتظة بالسكان والسياحية.
• توفر الأجهزة المحمولة التي صممتها جامعة هاواي لمزارعي القهوة وسيلة غير مكلفة لاكتشاف الإجهاد المائي للأوراق.
يسمح اكتشاف الإجهاد للمزارعين بتحسين الري وضمان ازدهار الأشجار في نفس الوقت ، مما يجعل الحصاد أكثر كفاءة. يمكن أن يمنع الإنتاج الآلي والحصاد الإصابات بسبب العمل اليدوي ويقلل من وقت الحصاد وتكاليفه بالنسبة للمزارعين.
• 60٪ من صناعة معالجة الطماطم تبنت آلات صممتها جامعة كاليفورنيا ديفيس لفحص عصير الطماطم. خلال موسم واحد ، تقضي الآلات على أكثر من 200,000 من مخاطر الحركة المتكررة للعمال.
• قال المزارعون إن طريقة التقليم الجديدة التي أوصى بها ملحق جامعة ولاية بنسلفانيا من المحتمل أن تقلل وقت التقليم بنسبة 42٪ وتوفر حوالي 136 دولارًا لكل فدان.
• صمم باحثو جامعة ولاية بنسلفانيا جهازًا للمساعدة في الحصاد يقضي على سقوط السلم ويقلل من الوقت الذي يقضيه جامعو التفاح في أوضاع محرجة وخطيرة من 65٪ إلى 43٪ من وقت قطف التفاح. كما زاد الجهاز من عدد محصول التفاح في الثانية بنسبة 50٪.
• صمم علماء جامعة ولاية واشنطن آلة توأمة آلية للقفزات ، مما سيقلل من احتياجات العمالة وتكاليفها.
• يستكشف باحثو جامعة جورجيا تقنيات آلية ميسورة التكلفة من شأنها تحسين كفاءة حصاد التوت الأزرق ، والمساعدة في التغلب على نقص العمالة وتكاليف العمالة المرتفعة.
• تقلل إزالة الأعشاب الضارة من الحاجة إلى العمالة اليدوية والمواد الكيميائية المكلفة ، والتي يمكن أن تضر بالبيئة وصحة الإنسان. أظهرت جامعتا أريزونا وجامعة كاليفورنيا-ديفيس أن آلات إزالة الأعشاب الضارة المتتالية تقلل متطلبات العمالة بنسبة 30٪.
تساعد الأتمتة المزارعين في الحفاظ على الموارد وتوفير المال وتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
• باستخدام مزيلات الرطوبة الآلية ، يستخدم مزارعو القهوة والشوكولاتة في هاواي طاقة أقل لتجفيف المنتج.
• أظهر باحثون من جامعة كنتاكي جرارًا هجينًا يعمل بالديزل / الكهرباء ذاتيًا.
اكتشف الباحثون أن أنظمة إزالة الأعشاب الضارة الآلية فعالة عند مستويات طاقة أقل بكثير مما كان يُنظر إليه سابقًا.
تساعد التكنولوجيا الآلية على ضمان الجودة ورضا المستهلك.
• طورت جامعة ولاية ميشيغان وجامعة كاليفورنيا - ديفيس تقنية استشعار قادرة على اكتشاف العيوب الداخلية والخارجية ، مثل رؤية الألوان وأنظمة التحليل الطيفي التي تستنتج تلقائيًا جودة المنتجات الطازجة.
• طور الباحثون نظامًا آليًا ميسور التكلفة يحدد بدقة الطماطم الناضجة أثناء المعالجة ، مما يضمن حصول المنتجات على النكهة الفائقة والليكوبين.
• الطلب على الكافا آخذ في الازدياد. صمم الباحثون نظامًا ميكانيكيًا يستخلص حصصًا أكثر بنسبة 900٪ من الكافا لكل نبات.
• أظهرت بيانات أجهزة الاستشعار كيفية تربية التوت الأزرق الذي يمكن حصاده آليًا دون إتلافه.
هذا المشروع ، W2009: بحث وتطوير النظم المتكاملة في الأتمتة وأجهزة الاستشعار لاستدامة المحاصيل المتخصصة (2013-2018) ، ممول جزئيًا من قبل صندوق البحوث متعدد الدول من خلال USDA-NIFA ومنح لأعضاء المشروع على النحو التالي المؤسسات: جامعة أريزونا ، جامعة أوبورن ، جامعة كاليفورنيا - ديفيس ، جامعة ولاية كولورادو ، جامعة فلوريدا ، جامعة جورجيا ، جامعة هاواي ، جامعة ولاية آيوا ، جامعة كنتاكي ، جامعة ولاية ميتشيغان ، جامعة ولاية ميسيسيبي ، جامعة ولاية أوكلاهوما ، جامعة ولاية أوريغون ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، ملحق بنسلفانيا التعاوني ، Texas AgriLife Research ، جامعة ولاية واشنطن ، ملحق واشنطن التعاوني ، وجامعة فيرجينيا الغربية. اعرف المزيد: bit.ly/W-2009