As culturas especiais incluem frutas, vegetais, nozes, frutas secas e mudas. Confrontada com a escassez de mão-de-obra, a concorrência global, a procura de maior qualidade e a preocupação com os impactos ambientais, a indústria de culturas especializadas procura urgentemente dispositivos automatizados para ajudar no cultivo, colheita, manuseamento e processamento. Pesquisadores de universidades que concedem terras em vários estados estão trabalhando juntos para desenvolver sistemas automatizados que funcionem bem para culturas especiais. Com esta abordagem colaborativa, o fardo dos custos da investigação e desenvolvimento é eliminado de um único sector de culturas especializadas e estão a ser feitos grandes avanços. Nos últimos cinco anos, os investigadores identificaram parâmetros-chave associados à produção de culturas especiais e desenvolveram sensores para detectar e medir esses parâmetros. Os pesquisadores projetaram dispositivos mecanizados e fizeram parceria com fabricantes e agricultores para comercializar e implementar novas tecnologias. A automação está ajudando a indústria de culturas especiais a superar a escassez de mão de obra, tomar decisões de gestão inteligentes, conservar recursos e atender à crescente demanda. Esses avanços estão resultando em economias significativas para produtores e consumidores e em maior sustentabilidade para a indústria
Dispositivos automatizados ajudam os agricultores a mapear a produção de frutas e a ver se e onde há problemas, para que possam tomar decisões de gestão direcionadas e eficazes. Estimativas precisas dos rendimentos também são importantes para as decisões de marketing. Dados sobre a localização dos frutos e a geometria dos galhos das árvores são utilizados para programar máquinas para colheita de pomares.
• A Universidade da Flórida desenvolveu um robô autônomo que conta e mapeia os frutos das árvores cítricas.
• Pesquisadores da Universidade da Califórnia-Davis desenvolveram sacos e carrinhos para colheita de frutas com instrumentos que mapeiam frutas de pomares.
As tecnologias automatizadas de detecção e gestão de doenças poderiam mitigar as perdas nas culturas frutícolas.
• Os pesticidas causam milhões de dólares em perdas não intencionais de colheitas quando as gotículas de pulverização atingem culturas não visadas. O trabalho da Universidade Estadual de Iowa está orientando a fabricação de tecnologia que reduza o desvio.
• Os produtores de citrinos utilizaram uma máquina de tratamento térmico concebida por cientistas da Universidade da Florida em mais de 80,000 árvores para controlar o progresso do greening dos citrinos.
• A Universidade Estadual de Washington desenvolveu veículos aéreos não tripulados para dissuadir as aves que comem e danificam as colheitas de frutas.
• Um processo automatizado de quarentena de baixo custo evita a propagação da broca do café no Havaí, reduz as perdas e permite que os produtores enviem café para mercados em áreas altamente populosas e turísticas.
• Dispositivos portáteis projetados pela Universidade do Havaí oferecem aos cafeicultores uma maneira barata de detectar estresse hídrico nas folhas.
A detecção do estresse permite que os produtores otimizem a irrigação e garantam que as árvores floresçam ao mesmo tempo, o que torna a colheita mais eficiente. A produção e a colheita mecanizadas podem prevenir lesões devido ao trabalho manual e reduzir o tempo de colheita e os custos para os agricultores.
• 60% da indústria de processamento de tomate adotou máquinas projetadas pela Universidade da Califórnia-Davis para inspecionar suco de tomate. Durante uma única temporada, as máquinas eliminam mais de 200,000 riscos de movimentos repetitivos para os trabalhadores.
• Os agricultores disseram que um novo método de poda recomendado pela Extensão da Universidade Estadual da Pensilvânia provavelmente reduziria o tempo de poda em 42% e economizaria cerca de US$ 136 por acre.
• Pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia projetaram um dispositivo de auxílio à colheita que eliminou quedas de escadas e reduziu o tempo que os colhedores de maçãs passavam em posturas estranhas e perigosas de 65% para 43% do tempo de colheita. O aparelho também aumentou em 50% o número de maçãs colhidas por segundo.
• Cientistas da Washington State University conceberam uma máquina robótica de entrelaçar o lúpulo, o que reduzirá as necessidades de mão-de-obra e os custos.
• Investigadores da Universidade da Geórgia exploram tecnologias automatizadas acessíveis que irão melhorar a eficiência da colheita de mirtilos, ajudando a superar a escassez de mão-de-obra e os elevados custos laborais.
• A remoção mecanizada de ervas daninhas reduz a necessidade de trabalho manual e produtos químicos dispendiosos, que podem prejudicar o ambiente e a saúde humana. A Universidade do Arizona e a Universidade da Califórnia-Davis mostraram que máquinas automatizadas de remoção de ervas daninhas em linha reduzem a necessidade de mão de obra em 30%.
A automação ajuda os agricultores a conservar recursos, economizar dinheiro e reduzir as emissões de gases de efeito estufa.
• Usando desumidificadores automatizados, os produtores de café e chocolate do Havaí usam menos energia para secar produtos.
• Pesquisadores da Universidade de Kentucky demonstraram um trator híbrido autônomo diesel/elétrico.
• Os pesquisadores descobriram que os sistemas robóticos automatizados de remoção de ervas daninhas são eficazes em níveis de potência muito mais baixos do que os considerados anteriormente.
A tecnologia automatizada ajuda a garantir a qualidade e a satisfação do consumidor.
• A Michigan State University e a University of California-Davis desenvolveram tecnologia de detecção capaz de detectar defeitos internos e externos, como visão de cores e sistemas de espectroscopia que inferem automaticamente a qualidade dos produtos frescos.
• Os pesquisadores desenvolveram um sistema automatizado acessível que identifica com precisão tomates maduros durante o processamento, garantindo que os produtos tenham sabor e licopeno superiores.
• A procura de kava está a crescer. Os pesquisadores desenvolveram um sistema mecanizado que extrai 900% mais porções de kava por planta.
• Os dados dos sensores mostraram como produzir mirtilos que podem ser colhidos mecanicamente sem serem danificados.
Este projeto, W2009: Pesquisa e Desenvolvimento de Sistemas Integrados em Automação e Sensores para Sustentabilidade de Culturas Especiais (2013-2018), é financiado em parte pelo Fundo Multiestadual de Pesquisa por meio do USDA-NIFA e por doações aos membros do projeto nos seguintes instituições: Universidade do Arizona, Universidade de Auburn, Universidade da Califórnia-Davis, Universidade Estadual do Colorado, Universidade da Flórida, Universidade da Geórgia, Universidade do Havaí, Universidade Estadual de Iowa, Universidade de Kentucky, Universidade Estadual de Michigan, Universidade Estadual de Mississippi, Universidade Estadual de Oklahoma , Universidade Estadual de Oregon, Universidade Estadual da Pensilvânia, Extensão Cooperativa da Pensilvânia, Texas AgriLife Research, Universidade Estadual de Washington, Extensão Cooperativa de Washington e Universidade de West Virginia. Saiba mais: bit.ly/W-2009