גידולים מיוחדים כוללים פירות, ירקות, אגוזי עץ, פירות יבשים וצמחי משתלה. מול מחסור בעבודה, תחרות עולמית, דרישה לאיכות גבוהה יותר ודאגה מהשפעות סביבתיות, תעשיית הגידולים המיוחדים מחפשת בדחיפות מכשירים אוטומטיים שיעזרו בגידול, קציר, טיפול ועיבוד. חוקרים באוניברסיטאות הענקת קרקע במספר מדינות עובדים יחד כדי לפתח מערכות אוטומטיות שעובדות היטב עבור גידולים מיוחדים. עם גישה שיתופית זו, נטל העלויות של מחקר ופיתוח מוסר ממגזר יבולים מיוחדים בודדים ונעשה התקדמות גדולה. במהלך חמש השנים האחרונות, חוקרים זיהו פרמטרים מרכזיים הקשורים לייצור יבולים מיוחדים ופיתחו חיישנים לאיתור ולמדידה של פרמטרים אלו. חוקרים תכננו מכשירים ממוכנים ושיתפו פעולה עם יצרנים וחקלאים כדי למסחר ולהטמיע טכנולוגיות חדשות. אוטומציה מסייעת לתעשיית הגידולים המיוחדים להתגבר על מחסור בכוח אדם, לקבל החלטות ניהול חכמות, לחסוך במשאבים ולעמוד בביקוש הגובר. התקדמות אלו מביאות לחיסכון משמעותי למגדלים ולצרכנים ולשיפור הקיימות של התעשייה
מכשירים אוטומטיים עוזרים לחקלאים למפות את תנובת הפירות ולראות אם והיכן יש בעיות, כדי שיוכלו לקבל החלטות ניהול ממוקדות ויעילות. הערכות מדויקות של תשואות חשובות גם להחלטות שיווקיות. נתונים על מיקום הפירות והגיאומטריה של ענפי עצים משמשים לתכנות מכונות לקציר מטעים.
• אוניברסיטת פלורידה פיתחה רובוט אוטונומי שסופר וממפה את הפרי על עצי הדר.
• חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה-דייוויס פיתחו שקיות ועגלות לקטיף פירות עם מכשירים הממפים את פירות המטע.
טכנולוגיות זיהוי וניהול אוטומטי של מחלות עשויות להפחית אובדן של יבולי פירות.
• חומרי הדברה גורמים לאובדן יבול לא מכוון של מיליוני דולרים כאשר טיפות ריסוס נסחפות לגידולים שאינם יעד. עבודת אוניברסיטת איווה סטייט מנחה את ייצור הטכנולוגיה המפחיתה סחף.
• מגדלי הדר השתמשו במכונת טיפול בחום שתוכננה על ידי מדעני אוניברסיטת פלורידה על יותר מ-80,000 עצים כדי לשלוט בהתקדמות של הורקת הדרים.
• אוניברסיטת מדינת וושינגטון פיתחה כלי טיס בלתי מאוישים כדי להרתיע ציפורים שאוכלות ופוגעות ביבולי פירות.
• תהליך הסגר אוטומטי בעלות נמוכה מונע את התפשטותם של בר קפה בהוואי, מפחית הפסדים ומאפשר למגדלים לשלוח קפה לשווקים באזורים מאוכלסים ותיירותיים.
• מכשירים כף יד שתוכננו על ידי אוניברסיטת הוואי נותנים למגדלי קפה דרך זולה לזהות לחץ של מי עלים.
זיהוי לחץ מאפשר למגדלים לייעל את ההשקיה ולהבטיח פריחת עצים בו זמנית, מה שהופך את הקטיף ליעיל יותר. ייצור וקציר ממוכנים יכולים למנוע פציעות עקב עבודת כפיים ולהפחית את זמן הקציר והעלויות לחקלאים.
• 60% מתעשיית עיבוד העגבניות אימצו מכונות שתוכננו על ידי אוניברסיטת קליפורניה-דייוויס לבדיקת מיץ עגבניות. במהלך עונה בודדת, המכונות מבטלות יותר מ-200,000 סכנות תנועה חוזרות ונשנות לעובדים.
• חקלאים אמרו ששיטת גיזום חדשה המומלצת על ידי Extension של אוניברסיטת פנסילבניה תקצר ככל הנראה את זמן הגיזום ב-42% ותחסוך כ-136 דולר לדונם.
• חוקרים מאוניברסיטת מדינת פנסילבניה תכננו מכשיר מסייע לקציר שחיסל נפילות בסולם והפחית את הזמן שבו קוטפי תפוחים בילו בתנוחות מביכות ומסוכנות מ-65% ל-43% מזמן הקטיף. המכשיר גם הגדיל את מספר התפוחים שנקטפו בשנייה ב-50%.
• מדענים מאוניברסיטת מדינת וושינגטון תכננו מכונת חיבור רובוטית לכשות, שתצמצם את צרכי העבודה והעלויות.
• חוקרים מאוניברסיטת ג'ורג'יה חוקרים טכנולוגיות אוטומטיות במחיר סביר שישפרו את יעילות קציר האוכמניות, ויסייעו להתגבר על מחסור בכוח אדם ועלויות עבודה גבוהות.
• עישוב ממוכן מפחית את הצורך בעבודת כפיים ובכימיקלים יקרים, העלולים לפגוע בסביבה ובבריאות האדם. אוניברסיטת אריזונה ואוניברסיטת קליפורניה-דייוויס הראו כי מכונות ניכוש אוטומטיות בשורה מפחיתות את דרישות העבודה ב-30%.
אוטומציה עוזרת לחקלאים לחסוך במשאבים, לחסוך כסף ולהפחית את פליטת גזי חממה.
• באמצעות מסיר לחות אוטומטי, מגדלי קפה ושוקולד בהוואי צורכים פחות אנרגיה לייבוש המוצר.
• חוקרים מאוניברסיטת קנטקי הדגימו טרקטור היברידי דיזל/חשמלי אוטונומי.
• חוקרים גילו שמערכות רובוטיות אוטומטיות לניכוש עשבים יעילות ברמות הספק נמוכות בהרבה ממה שנחשבו בעבר.
טכנולוגיה אוטומטית מסייעת להבטיח איכות ושביעות רצון הצרכנים.
• אוניברסיטת מישיגן סטייט ואוניברסיטת קליפורניה-דייוויס פיתחו טכנולוגיית חישה המסוגלת לזהות פגמים פנימיים וחיצוניים, כגון ראיית צבע ומערכות ספקטרוסקופיה המסיקות אוטומטית איכות תוצרת טרייה.
• חוקרים פיתחו מערכת אוטומטית במחיר סביר המזהה במדויק עגבניות בוגרות במהלך העיבוד, ומבטיחה שלמוצרים יש טעם וליקופן מעולים.
• הביקוש לקאווה הולך וגדל. חוקרים תכננו מערכת ממוכנת שמוציאה 900% יותר מנות קאווה לכל צמח.
• נתוני חיישנים הראו כיצד לגדל אוכמניות שניתן לקצור במכונה מבלי להינזק.
פרויקט זה, W2009: מחקר ופיתוח מערכות משולבות באוטומציה וחיישנים לקיימות של גידולים מיוחדים (2013-2018), ממומן בחלקו על ידי קרן המחקר הרב-מדינתית דרך USDA-NIFA ועל ידי מענקים לחברי הפרויקט במקומות הבאים מוסדות: אוניברסיטת אריזונה, אוניברסיטת אובורן, אוניברסיטת קליפורניה-דייוויס, אוניברסיטת קולורדו סטייט, אוניברסיטת פלורידה, אוניברסיטת ג'ורג'יה, אוניברסיטת הוואי, אוניברסיטת איווה סטייט, אוניברסיטת קנטקי, אוניברסיטת מישיגן סטייט, אוניברסיטת מיסיסיפי סטייט, אוניברסיטת אוקלהומה סטייט , אוניברסיטת מדינת אורגון, אוניברסיטת מדינת פנסילבניה, הרחבה שיתופית של פנסילבניה, מחקר טקסס AgriLife, אוניברסיטת מדינת וושינגטון, הרחבה שיתופית של וושינגטון ואוניברסיטת מערב וירג'יניה. למידע נוסף: bit.ly/W-2009