Với sự hỗ trợ từ Quỹ nghiên cứu đa bang của Viện Lương thực và Nông nghiệp Quốc gia, các nhà nghiên cứu tại 17 trường đại học được cấp đất đang hợp tác để phát triển các hệ thống tự động hoạt động tốt cho các loại cây trồng đặc sản thâm dụng lao động như trái cây, rau, hạt cây và cây ươm. . Cách tiếp cận hợp tác đa quốc gia sẽ dỡ bỏ gánh nặng nghiên cứu và phát triển từ một ngành cây trồng đặc sản duy nhất và thúc đẩy những tiến bộ lớn.
Tự động hóa đang giúp ngành trồng trọt đặc sản khắc phục tình trạng thiếu lao động, điều chỉnh các quyết định quản lý, bảo tồn tài nguyên và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng. Phù hợp với Chương trình nghị sự đổi mới nông nghiệp của USDA, những tiến bộ trong công nghệ trồng trọt, thu hoạch, xử lý và chế biến đang tạo ra khoản tiết kiệm đáng kể cho người trồng và người tiêu dùng, đồng thời cải thiện tính bền vững.
Các nhà khoa học của Đại học Florida đã phát triển một robot đếm và lập bản đồ trái cây trên cây có múi, còn các nhà nghiên cứu của Đại học California-Davis đã phát triển xe hái trái cây với các dụng cụ lập bản đồ trái cây trong vườn. Những thiết bị tự động này đã giúp nông dân biết được các vấn đề trong sản xuất có phát sinh hay không và ở đâu để họ có thể đưa ra các quyết định quản lý hiệu quả và có mục tiêu. Ước tính sản lượng chính xác cũng rất quan trọng để lập trình máy thu hoạch và đưa ra quyết định tiếp thị.
Công nghệ quản lý và phát hiện bệnh tự động có thể giảm thiểu thiệt hại mùa màng. Ví dụ, các nhà khoa học của Đại học bang Iowa đang hướng dẫn sản xuất công nghệ làm giảm sự trôi dạt của thuốc trừ sâu. Các nhà khoa học của Đại học bang Washington đã phát triển máy bay không người lái để ngăn chặn các loài chim ăn và phá hoại cây ăn quả. Và, các thiết bị cầm tay do các nhà nghiên cứu của Đại học Hawaii thiết kế cung cấp cho người trồng cà phê một phương pháp không tốn kém để phát hiện tình trạng căng thẳng về nước trong lá và tối ưu hóa việc tưới tiêu.
Để khắc phục tình trạng thiếu lao động và cắt giảm chi phí lao động, các nhà khoa học của Đại học Bang Washington đã thiết kế một máy quấn sợi robot cho hoa bia và các nhà nghiên cứu của Đại học Georgia đang hoàn thiện các công nghệ tự động có giá cả phải chăng để thu hoạch quả việt quất hiệu quả. Một phương pháp cắt tỉa mới do Đại học bang Pennsylvania khuyến nghị có thể cắt giảm 42% thời gian cắt tỉa và tiết kiệm 136 USD/mẫu Anh. Tự động hóa cũng có thể làm cho lao động ít nguy hiểm hơn. Ví dụ, một thiết bị hỗ trợ thu hoạch được thiết kế tại Penn State đã loại bỏ tình trạng rơi thang và giảm thời gian người hái táo ở các tư thế bất tiện, nguy hiểm từ 65% xuống 43% thời gian hái.
Tự động hóa sẽ không sớm thay thế được con mắt tinh tường của những người trồng trọt tài năng, nhưng những công nghệ này sẽ giảm chi phí, cải thiện chất lượng và đảm bảo sự hài lòng của người tiêu dùng, đồng thời loại bỏ một số rủi ro về sức khỏe tại trang trại, tăng hiệu quả và giảm tác động đến môi trường.
Tìm hiểu thêm về dự án được USDA-NIFA tài trợ này: W2009: Nghiên cứu và phát triển hệ thống tích hợp trong tự động hóa và cảm biến cho tính bền vững của cây trồng đặc sản (2013-2018).
Nghiên cứu này hỗ trợ chủ đề “đổi mới giá trị gia tăng” được nêu trong Kế hoạch Khoa học USDAvà đưa chúng ta đến gần hơn với việc đạt được các mục tiêu được nêu trong Chương trình đổi mới nông nghiệp của USDA.
Những tiến bộ trong công nghệ, tự động hóa và viễn thám là một phong trào xuyên suốt, vĩ mô trong khoa học tác động đến nông nghiệp được nêu trong Kế hoạch Khoa học USDA (PDF, 2.6 MB). Kế hoạch khoa học hướng dẫn các ưu tiên khoa học của USDA trong 5 năm tới, được xây dựng từ thành công trong quá khứ. So với các loại cây trồng khác, nhiều loại cây trồng đặc sản phụ thuộc nhiều hơn vào lao động nông nghiệp để sản xuất, thu hoạch và chế biến. Đây là một phần của loạt blog nêu bật các khoản đầu tư nghiên cứu nhằm thúc đẩy tự động hóa và cơ giới hóa cho các loại cây trồng đặc sản.
–Sara Delheimer, Chương trình Tác động của Quỹ Nghiên cứu Đa bang do NIFA tài trợ ở Nghiên cứu và Khoa học
Các nỗ lực đa quốc gia trên 17 trường đại học được cấp đất tập trung vào tự động hóa để khắc phục tình trạng thiếu lao động, điều chỉnh các quyết định quản lý, bảo tồn tài nguyên và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng đối với các loại cây trồng đặc sản. Ảnh: Andre Daccache/UC Davis