Zu den Sonderkulturen gehören Obst, Gemüse, Baumnüsse, Trockenfrüchte und Baumschulpflanzen. Angesichts des Arbeitskräftemangels, des globalen Wettbewerbs, der Nachfrage nach höherer Qualität und der Sorge um die Umweltauswirkungen sucht die Spezialkulturindustrie dringend nach automatisierten Geräten, die beim Anbau, der Ernte, der Handhabung und der Verarbeitung helfen. Forscher an Land-Grant-Universitäten in mehreren Bundesstaaten arbeiten zusammen, um automatisierte Systeme zu entwickeln, die für Sonderkulturen gut funktionieren. Mit diesem kooperativen Ansatz wird die Kostenlast für Forschung und Entwicklung von einem einzigen Sektor für Sonderkulturen genommen, und es werden große Fortschritte erzielt. In den letzten fünf Jahren haben Forscher Schlüsselparameter im Zusammenhang mit der Produktion von Sonderkulturen identifiziert und Sensoren entwickelt, um diese Parameter zu erkennen und zu messen. Die Forscher entwarfen mechanisierte Geräte und arbeiteten mit Herstellern und Landwirten zusammen, um neue Technologien zu kommerzialisieren und umzusetzen. Die Automatisierung hilft der Spezialkulturindustrie, Arbeitskräftemangel zu überwinden, intelligente Managemententscheidungen zu treffen, Ressourcen zu schonen und die wachsende Nachfrage zu befriedigen. Diese Fortschritte führen zu erheblichen Einsparungen für Erzeuger und Verbraucher und zu einer verbesserten Nachhaltigkeit für die Industrie
Automatisierte Geräte helfen Landwirten, Obsterträge zu kartieren und zu sehen, ob und wo es Probleme gibt, damit sie gezielte, effektive Managemententscheidungen treffen können. Genaue Ertragsschätzungen sind auch für Marketingentscheidungen wichtig. Daten über den Standort von Früchten und die Geometrie von Ästen werden verwendet, um Maschinen für die Ernte von Obstplantagen zu programmieren.
• Die University of Florida hat einen autonomen Roboter entwickelt, der die Früchte von Zitrusbäumen zählt und kartiert.
• Forscher der University of California-Davis entwickelten Obstpflücktaschen und -karren mit Instrumenten, die Obst im Obstgarten kartieren.
Automatisierte Technologien zur Erkennung und Bekämpfung von Krankheiten könnten Verluste bei Obsternten mindern.
• Pestizide verursachen unbeabsichtigte Ernteverluste in Millionenhöhe, wenn Sprühtröpfchen auf Nichtzielkulturen treiben. Die Arbeit der Iowa State University leitet die Herstellung von Technologien, die die Drift reduzieren.
• Zitrusbauern verwendeten eine Wärmebehandlungsmaschine, die von Wissenschaftlern der University Florida entwickelt wurde, an mehr als 80,000 Bäumen, um den Fortschritt des Grünwerdens von Zitrusfrüchten zu kontrollieren.
• Die Washington State University hat unbemannte Luftfahrzeuge entwickelt, um Vögel abzuschrecken, die Obstpflanzen fressen und beschädigen.
• Ein kostengünstiger automatisierter Quarantäneprozess verhindert die Ausbreitung des Kaffeekirschenkäfers auf Hawaii, reduziert Verluste und ermöglicht es den Erzeugern, Kaffee an Märkte in dicht besiedelten und touristischen Gebieten zu liefern.
• Handgeräte, die von der University of Hawaii entwickelt wurden, bieten Kaffeebauern eine kostengünstige Möglichkeit, Blattwasserstress zu erkennen.
Das Erkennen von Stress ermöglicht es den Erzeugern, die Bewässerung zu optimieren und sicherzustellen, dass die Bäume gleichzeitig blühen, was die Ernte effizienter macht. Eine mechanisierte Produktion und Ernte kann Verletzungen durch Handarbeit verhindern und die Erntezeit und -kosten für die Landwirte reduzieren.
• 60 % der tomatenverarbeitenden Industrie haben Maschinen eingeführt, die von der University of California-Davis entwickelt wurden, um Tomatensaft zu inspizieren. Während einer einzigen Saison eliminieren die Maschinen mehr als 200,000 Gefahren durch sich wiederholende Bewegungen für Arbeiter.
• Landwirte sagten, eine neue Schnittmethode, die von der Pennsylvania State University Extension empfohlen wird, würde die Schnittzeit wahrscheinlich um 42 % verkürzen und etwa 136 $ pro Acre einsparen.
• Forscher der Pennsylvania State University haben ein Erntehilfegerät entwickelt, das das Herunterfallen von Leitern eliminiert und die Zeit, die Apfelpflücker in ungünstigen, gefährlichen Körperhaltungen verbringen, von 65 % auf 43 % der Pflückzeit reduziert. Das Gerät erhöhte auch die Anzahl der pro Sekunde geernteten Äpfel um 50 %.
• Wissenschaftler der Washington State University haben eine robotergestützte Zwirnmaschine für Hopfen entwickelt, die den Arbeitsaufwand und die Kosten senken wird.
• Forscher der University of Georgia erforschen erschwingliche automatisierte Technologien, die die Effizienz der Heidelbeerernte verbessern und dabei helfen, Arbeitskräftemangel und hohe Arbeitskosten zu überwinden.
• Mechanisiertes Jäten reduziert den Bedarf an kostspieliger Handarbeit und Chemikalien, die der Umwelt und der menschlichen Gesundheit schaden können. Die University of Arizona und die University of California-Davis zeigten, dass automatisierte Reihenjätmaschinen den Arbeitsaufwand um 30 % reduzieren.
Die Automatisierung hilft Landwirten, Ressourcen zu schonen, Geld zu sparen und Treibhausgasemissionen zu reduzieren.
• Kaffee- und Schokoladenbauern auf Hawaii verwenden automatische Luftentfeuchter und verbrauchen weniger Energie zum Trocknen der Produkte.
• Forscher der University of Kentucky demonstrierten einen autonomen Diesel/Elektro-Hybridtraktor.
• Forscher entdeckten, dass automatisierte Unkrautbekämpfungsroboter bei viel geringerer Leistung als bisher angenommen effektiv sind.
Automatisierte Technologie trägt dazu bei, Qualität und Kundenzufriedenheit sicherzustellen.
• Die Michigan State University und die University of California-Davis haben eine Sensortechnologie entwickelt, die interne und externe Defekte erkennen kann, wie z. B. Farberkennungs- und Spektroskopiesysteme, die automatisch auf die Qualität frischer Produkte schließen.
• Die Forscher entwickelten ein erschwingliches automatisiertes System, das reife Tomaten während der Verarbeitung genau identifiziert und sicherstellt, dass die Produkte den überlegenen Geschmack und Lycopin aufweisen.
• Die Nachfrage nach Kava wächst. Forscher entwickelten ein mechanisiertes System, das 900 % mehr Kava-Portionen pro Pflanze extrahiert.
• Sensordaten zeigten, wie Blaubeeren gezüchtet werden können, die maschinell geerntet werden können, ohne Schaden zu nehmen.
Dieses Projekt, W2009: Integrated Systems Research and Development in Automation and Sensors for Sustainability of Specialty Crops (2013-2018), wird teilweise vom Multi-State Research Fund über das USDA-NIFA und durch Zuschüsse an Projektmitglieder im Folgenden finanziert Institutionen: 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 und West Virginia University. Weitere Informationen: bit.ly/W-2009