Le colture speciali includono frutta, verdura, frutta a guscio, frutta secca e piante da vivaio. Di fronte alla carenza di manodopera, alla concorrenza globale, alla domanda di qualità superiore e alla preoccupazione per l’impatto ambientale, l’industria delle colture speciali è alla ricerca urgente di dispositivi automatizzati che aiutino nella coltivazione, raccolta, movimentazione e lavorazione. I ricercatori delle università che si occupano di concessione di terreni in diversi stati stanno lavorando insieme per sviluppare sistemi automatizzati che funzionino bene per le colture speciali. Con questo approccio collaborativo, il peso dei costi di ricerca e sviluppo viene sollevato da un singolo settore delle colture speciali e si stanno realizzando importanti progressi. Negli ultimi cinque anni, i ricercatori hanno identificato i parametri chiave associati alla produzione di colture speciali e hanno sviluppato sensori per rilevare e misurare tali parametri. I ricercatori hanno progettato dispositivi meccanizzati e hanno collaborato con produttori e agricoltori per commercializzare e implementare nuove tecnologie. L’automazione sta aiutando l’industria delle colture speciali a superare la carenza di manodopera, a prendere decisioni di gestione intelligenti, a conservare le risorse e a soddisfare la crescente domanda. Questi progressi si traducono in risparmi significativi per coltivatori e consumatori e in una migliore sostenibilità per il settore
I dispositivi automatizzati aiutano gli agricoltori a mappare la resa dei frutti e a vedere se e dove ci sono problemi, in modo che possano prendere decisioni gestionali mirate ed efficaci. Stime accurate dei rendimenti sono importanti anche per le decisioni di marketing. I dati sulla posizione dei frutti e sulla geometria dei rami degli alberi vengono utilizzati per programmare le macchine per la raccolta dei frutteti.
• L'Università della Florida ha sviluppato un robot autonomo che conta e mappa i frutti sugli alberi di agrumi.
• I ricercatori dell'Università della California-Davis hanno sviluppato borse e carrelli per la raccolta della frutta dotati di strumenti in grado di mappare i frutti dei frutteti.
Le tecnologie automatizzate di rilevamento e gestione delle malattie potrebbero mitigare le perdite dei raccolti di frutta.
• I pesticidi causano perdite involontarie di milioni di dollari nei raccolti quando le goccioline spruzzate cadono su colture non bersaglio. Il lavoro della Iowa State University sta guidando la produzione di tecnologie che riducono la deriva.
• I coltivatori di agrumi hanno utilizzato una macchina per il trattamento termico progettata dagli scienziati dell'Università della Florida su oltre 80,000 alberi per controllare il progresso dell'inverdimento degli agrumi.
• La Washington State University ha sviluppato veicoli aerei senza pilota per scoraggiare gli uccelli che mangiano e danneggiano i raccolti di frutta.
• Un processo di quarantena automatizzato a basso costo previene la diffusione della piralide delle bacche di caffè alle Hawaii, riduce le perdite e consente ai coltivatori di spedire il caffè ai mercati in aree altamente popolate e turistiche.
• I dispositivi portatili progettati dall'Università delle Hawaii offrono ai coltivatori di caffè un modo economico per individuare lo stress idrico delle foglie.
Il rilevamento dello stress consente ai coltivatori di ottimizzare l’irrigazione e garantire allo stesso tempo la fioritura degli alberi, il che rende la raccolta più efficiente. La produzione e la raccolta meccanizzate possono prevenire gli infortuni dovuti al lavoro manuale e ridurre i tempi e i costi di raccolta per gli agricoltori.
• Il 60% dell'industria di trasformazione del pomodoro ha adottato macchine progettate dall'Università della California-Davis per ispezionare il succo di pomodoro. Nel corso di una sola stagione, le macchine eliminano più di 200,000 rischi legati ai movimenti ripetitivi per i lavoratori.
• Gli agricoltori hanno affermato che un nuovo metodo di potatura raccomandato dalla Pennsylvania State University Extension ridurrebbe probabilmente i tempi di potatura del 42% e farebbe risparmiare circa 136 dollari per acro.
• I ricercatori della Pennsylvania State University hanno progettato un dispositivo di assistenza alla raccolta che ha eliminato le cadute delle scale e ridotto il tempo trascorso dai raccoglitori di mele in posture scomode e pericolose dal 65% al 43% del tempo di raccolta. Il dispositivo ha inoltre aumentato del 50% il numero di mele raccolte al secondo.
• Gli scienziati della Washington State University hanno progettato una macchina robotica per attorcigliare il luppolo, che ridurrà le esigenze ei costi di manodopera.
• I ricercatori dell'Università della Georgia esplorano tecnologie automatizzate a prezzi accessibili che miglioreranno l'efficienza della raccolta dei mirtilli, aiutando a superare la carenza di manodopera e gli elevati costi di manodopera.
• Il diserbo meccanizzato riduce la necessità di costoso lavoro manuale e di prodotti chimici, che possono danneggiare l'ambiente e la salute umana. L'Università dell'Arizona e l'Università della California-Davis hanno dimostrato che le macchine automatizzate per il diserbo interfilare riducono il fabbisogno di manodopera del 30%.
L’automazione aiuta gli agricoltori a conservare le risorse, a risparmiare denaro e a ridurre le emissioni di gas serra.
• Utilizzando deumidificatori automatizzati, i coltivatori di caffè e cioccolato delle Hawaii consumano meno energia per essiccare il prodotto.
• I ricercatori dell'Università del Kentucky hanno dimostrato un trattore ibrido diesel/elettrico autonomo.
• I ricercatori hanno scoperto che i sistemi automatizzati di diserbo robotizzato sono efficaci a livelli di potenza molto inferiori rispetto a quelli precedentemente considerati.
La tecnologia automatizzata aiuta a garantire la qualità e la soddisfazione del consumatore.
• La Michigan State University e l'Università della California-Davis hanno sviluppato una tecnologia di rilevamento in grado di rilevare difetti interni ed esterni, come la visione dei colori e sistemi di spettroscopia che deducono automaticamente la qualità dei prodotti freschi.
• I ricercatori hanno sviluppato un sistema automatizzato conveniente che identifica accuratamente i pomodori maturi durante la lavorazione, garantendo che i prodotti abbiano un sapore e un licopene superiori.
• La domanda di kava è in crescita. I ricercatori hanno progettato un sistema meccanizzato che estrae il 900% di porzioni di kava in più per pianta.
• I dati dei sensori hanno mostrato come allevare mirtilli che possano essere raccolti meccanicamente senza essere danneggiati.
Questo progetto, W2009: Ricerca e sviluppo di sistemi integrati nell'automazione e sensori per la sostenibilità delle colture speciali (2013-2018), è finanziato in parte dal Fondo di ricerca multistatale attraverso l'USDA-NIFA e da sovvenzioni ai membri del progetto ai seguenti livelli istituzioni: Università dell'Arizona, Auburn University, Università della California-Davis, Colorado State University, Università della Florida, Università della Georgia, Università delle Hawaii, Iowa State University, Università del 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 e West Virginia University. Scopri di più: bit.ly/W-2009