På ett jordgubbsland omgivet av jordgubbsland i utkanten av Santa Maria har ett par robotar plockat bär hela sommaren.

Varje robot, gjord av ett Colorado-företag som heter Tortuga AgTech, rullar mellan de förhöjda sängarna på robusta hjul och stannar sedan framför en anläggning. En ledad arm manövrerar sin sensoruppsättning bland bladen; machine vision mjukvara söker igenom sensordata i jakt på mogna bär.

De flesta jordgubbsplantor i Kalifornien gror konstant under säsongen – små gröna bär som sitter bredvid feta röda, inbäddade bland bladen. Om ett omoget bär är i vägen, placerar roboten om för en bättre vinkel. En snipper-grabber monterad i mitten av sensorerna sticker in för att skära av bärets stjälk, och placerar det sedan försiktigt i en väntande plastmussla i ett fack vid robotens bas. Motionen påminner om en fågel som jagar, tittar och pickar efter insekter.

Sedan robotarna slog till på det här fältet i maj är de på väg att plocka nästan lika många bär som mänskliga plockare, och med 95 % noggrannhet, enligt Tortuga. Odlaren som betalar för arbetet backar upp det påståendet.

Tortugas förslag till odlare är en prenumerationsmodell som tar ut en fast kostnad per robotplockad låda med jordgubbar i en takt som är jämförbar med löner för mänskliga arbetare. Till skillnad från en människa behöver Tortuga-boten inga pauser, kan inte bli sjuk, är alltid redo att arbeta och kan plocka hela dagen och in på natten. För närvarande kommer mänskliga besättningar fortfarande in efter robotarna för en periodisk rensning.

Men teamet bakom Tortuga – och några långvariga experter i Kaliforniens jordgubbsindustri på 2 miljarder dollar – ser jordbruksrobotar som mer än bara arbetsbesparande enheter som kan sänka kostnader och öka marginalerna för odlarna. De ser dem som det enda sättet att en industri som sitter på de korsande förkastningslinjerna för klimatförändringar, vattenrättigheter, arbetskamper, markanvändning och kemikaliereglering kan anpassa sig och överleva.

"Hela mitt liv är nu dedikerat till att försöka göra våra mänskliga system mer motståndskraftiga", säger Eric Adamson, Tortugas medgrundare och VD.

På kort sikt anser han att företaget bevisar att dess robot är kostnadseffektiv och möter behoven hos befintliga gårdar. Med det beviset i handen är planen att gå till investerare för en ny infusion av pengar – företaget har redan samlat in 28 miljoner dollar sedan grundandet 2016 – och "bygga tusentals robotar."

På lång sikt tror han att ett utbud av robotarbetskraft är nyckeln till en framtid där jordgubbsindustrin inte längre är synonym med Kaliforniens kust, där 90 % av jordgubbarna i USA odlas.

Tortugas robotar är designade för att plocka jordgubbar från växter som odlas på hydroponiska bordsskivor, inte de malda jordgubbarna som utgör nästan hela Kaliforniens skörd. Santa Maria-platsen är en del av ett joint venture som heter New Wave Berry, bildat av Oppy, ett stort fruktföretag baserat i Vancouver, Kanada; Farmers Gate, ett värdepappersföretag; och Red Dog Management. Satsningen har satt upp 50 av de 700 tunnland Red Dog förvaltar i området med bordsskivor som ett pilotprogram, och marknadsför resultaten under varumärket Ocean Spray med "Happy Berry hydroponic strawberries" på etiketten.

Ofta skyddade under en plasttunnel, har bordsskivor blivit populära i Nederländerna och Storbritannien, där Tortuga först började rulla ut sina robotar på fältet. Användningen av ett icke-jordsubstrat – rivet kokosnötskal, kallat kokos, i fallet med Santa Maria-gården – och skyddet av tunnlarna ger odlarna mer kontroll, och de upphöjda bordsbäddarna håller markskadedjur borta och gör skörden mindre smärtsam för arbetare.

Den högre kostnaden för bordsskivorna har gjort dem till en sällsynthet i Kaliforniens åkrar, som täcker mer än 30 000 hektar bland de tre jordgubbsnaven i Watsonville, Santa Maria och Oxnard. Jordgubbar är redan en av de mest kapitalintensiva grödorna som odlas i delstaten, och med relativt billig arbetskraft och perfekt jordgubbsväder under stora delar av året har odlare i Kalifornien inte känt samma press som sina europeiska motsvarigheter.

Men en komplex blandning av krafter kommer att påverka industrin, vilket gör både bordsgårdar och robotskördare mer livskraftiga i Kalifornien. Det viktigaste skiftet:ett förändrat regelverk för de kemikalier som jordgubbsodlare är beroende av.

Jordgubbsplantor är offer för ett kluster av virus, svampar och nematoder som sprider sig till smutsen, där de sitter och väntar på att infektera nästa års bär. Utan gasningsmedel för att bomba de fientliga organismerna ur jorden, byggs patogenbelastningen upp med tiden, och efterföljande grödor kommer ut vissnade och fördärvade.

Gasning blir dock alltmer reglerad. Metylbromid, som en gång var branschfavorit, förbjöds för mer än ett decennium sedan för dess effekt på ozonskiktet, och har också identifierats som ett nervgift och irriterande i luftvägarna. Användningen av kloropicrin, ett vanligt desinfektionsmedel som först användes som ett kemiskt vapen, begränsas alltmer av buffertzoner, som kräver att odlarna lämnar ett visst avstånd mellan behandlade åkrar och vägar, hus och vattendrag. Och 1,3-diklorpropen, som vanligen hänvisas till under varumärket Telone, är ett känt cancerframkallande ämne och är föremål för strikta årliga användningsgränser i Kalifornien.

Samtidigt som deras användning undersöks, verkar gasningsmedel förlora effektivitet i att bekämpa både gamla och nya hot mot jordgubbar som har dykt upp de senaste åren, som professor Julie Guthman vid UC Santa Cruz beskrev i "Wilted", hennes bok från 2019 om gasningsmedel och den kaliforniska jordgubbsindustrin.

"Det finns en allmän känsla av att gasningsmedel inte är långa för den här världen," sa Guthman. "De är väldigt gamla, otäcka kemikalier."

Skiftet i den kemiska regimen har gjort bordsgårdar mer tilltalande, även om de kostar mer pengar att installera. Istället för att försöka röka bort farorna som lurar i jorden varje år, kan odlare kasta ut fjolårets substrat och lägga i en ny sats.

Bordssystemets bättre ergonomi gör det också lättare att rekrytera erfarna skördearbetare som annars skulle kunna plocka björnbär eller hallon, som odlas i höga buskar.

I genomsnitt betalar odlare i Kalifornien mer än $35 000 per hektar och år i lön till arbetarna som plockar sina jordgubbar. Det uppgår till 40 % av de totala kostnaderna per hektar för en jordgubbsoperation, enligt den senaste kostnadsstudien från University of California från University of California från 2021, och dessa siffror har förmodligen stigit när nya statliga löne- och övertidslagar trädde i kraft 2022.

Kaliforniska odlare har haft svårare att attrahera skördearbete under de senaste åren, och inflation och en stram arbetsmarknad har sporrat arbetare över hela staten att kräva högre löner. Vissa odlare förlitar sig på arbetare som tagits in under H-2A gästarbetarprogrammet, vilket säkerställer en stabil arbetsstyrka men driver kostnaderna högre, eftersom villkoren för visumet kräver att arbetsgivare tillhandahåller bostad, mat och en minimilön på 17,51 USD för 2022. Med löner som utgör så mycket av en odlares utlägg är tjusningen med en robots ökade tillförlitlighet och potential att bli mer kostnadseffektiv med tiden svår att motstå.

Bordssystemet gör det möjligt för Tortugas jordgubbsrobotar att bedriva sin handel genom att göra bär lättare att plocka med robotarmar och skydda robotarna från direkt exponering för väder och vind. "Vi vill påskynda införandet av bordsodling och odling i kontrollerad miljö och hjälpa dessa gårdar att lyckas," sa Adamson. "Robotar hjälper dessa gårdar att bli mer ekonomiskt effektiva och frigör mer kapital att lägga i installationen."

Ryan Harrison, vice VD och general manager på Red Dog, företaget som förvaltar Santa Maria-gården, ser bordsskivor och robotskörd som nyckelkomponenter i en ännu mer dramatisk förändring för industrin vid horisonten, vilket kan slå Kalifornien från sin plats som jordgubbskung.

Under de kommande decennierna, förutspådde han, kommer statens tre stora odlingsregioner att upphöra att vara livskraftiga för utomhusodling när medeltemperaturen stiger, torkan förlängs, vattenanvändningen blir mer begränsad och utvecklingen driver upp markpriserna och utökar buffertzonerna längre in i fälten.

Av de tre stora jordgubbsregionerna förutspådde han att Santa Maria sannolikt kommer att hålla ut längst, med ett måttligt klimat, stabila vattenrättigheter och ett större avstånd från stora stadskärnor. "Santa Maria kommer att vara ett av de sista odlingsområdena i Kalifornien innan allt förmodligen går till växthus eller inomhus på platser som Detroit eller Chicago eller New Jersey," sa Harrison. "När man tittar in i kristallkulan kommer det att dröja 20, 30 år från nu."

Men Kaliforniens nuvarande dominans vilar på en arbetsstyrka på tiotusentals skickliga plockare. En övergång till att odla jordgubbar inomhus eller under tunnlar i utkanten av stora amerikanska storstadsområden skulle kräva en ny arbetsstyrka för att matcha.

Det är där robotarna kommer in i bilden. "När du utvecklar ett system där du kan odla var som helst, du bryr dig inte om jorden, du bryr dig inte om klimatet mycket, och det fungerar på andra platser på väldigt liknande sätt med samma robotar, du kan göra allt det här häftiga grejer", säger Tim Brackbill, Tortugas andra medgrundare och teknologichef.

"Hållbarhet är ett trevligt ord, men det blir mer av ett imperativ", sa Adamson. "Vi måste kunna odla mat på ett mer motståndskraftigt och mer anpassningsbart sätt, eftersom bränderna inte kommer att sluta i den amerikanska västern, vattnet kommer inte helt plötsligt att komma tillbaka."

Men utanför kristallkulan växer det fortfarande miljarder jordgubbar i Kalifornien och ett antal hinder att övervinna innan ett robotiskt, hydroponiskt, distribuerat jordgubbssystem kan slå rot.

Mark Bolda, chef för University of Californias Santa Cruz County Cooperative Extension och en bärspecialist, håller med om att Kaliforniens jordgubbar står inför ett antal utmaningar – men är skeptisk till att ekonomin för bordsgårdar som plockas av robotar går ihop, eller att statens industri går någonstans.

Antagandet av bordsskivor har hittills varit begränsat, sa Bolda, även om han har sett experiment. Med den nya desinfektionsregimen, sade han, "blir det osäkert och vi börjar se mycket mer sjukdomar, så större företag försöker utöka sin kompetens inom bordsskivor, men inte i skala."

När han var medförfattare till UC:s senaste kostnadsstudie om jordgubbar, tittade han på ett hydroponiskt system som växer i plastfodrade fåror i marken, snarare än de dyrare bordsskivorna, och fann att ekonomin var "en katastrof". I ett genomsnittligt fält ökade kostnaderna till $45 000 per hektar varje år, exklusive skördearbete. I det hydroponiska systemet mer än fördubblades samma kostnader till över 100 000 USD.

Harrison på Red Dog avböjde att dela med sig av detaljerad kostnadsinformation men sa att även om kostnaden per tunnland för att deras bordsskiva växer är högre än för ett traditionellt fält, gör ju högre avkastning från bordsskivorna att ekonomin fungerar. "Vi producerar så mycket mer", sa Harrison – upp till 50 % mer jordgubbar per hektar – "att kostnaden per producerad enhet faktiskt är lägre."

"Jag har fått några odlare att berätta för mig att kostnaderna är lite mindre" än den hydroponiska uppsättningen han undersökte i studien, sa Bolda, och noterade att yngre odlare är en minoritet i en bransch där han uppskattar att medelåldern är " runt 60" är mer entusiastiska över att prova ny teknik. "Jag har blivit föreläst av några av den yngre uppsättningen som jag verkligen behöver för att förbättra mitt spel" och komma med på bordsodling, sa Bolda, "men ekonomin för mig är störande."

Han medgav att visionen att växa var som helst av en robotdriven operation var "riktigt spännande", men tvivlar på att det kaliforniska jordgubbssystemet är ganska så portabelt. "Om något, jag kunde se en blandning av bordsskivor och jord" utvecklas, sa Bolda, men han tror att vanliga smutsfält på den kaliforniska kusten kommer att bestå, tack vare klimatet och industrikoncentrationen, eftersom mer nyanserad och målinriktad markskadebekämpning ersätter det gamla rökgassystemet.

I Santa Marias testfält har Tortugas robotflotta redan visat tecken på förbättring. Harrison sa att företaget planerar att förlänga sin kommersiella test på Red Dog till nästa år och utöka sitt areal.

En av Tortugas största flaskhalsar nu är, ironiskt nog, mänskligt arbete. "Om en robot har ett problem kan det ta oss fyra timmar att fixa det, men hälften av den tiden väntar bara på att någon ska komma till det," sa Adamson. En potentiell lösning:omskola skördearbetare till robotoperatörer och mekaniker. En plockare i Santa Maria får redan sådan utbildning.

Medan människorna lär sig att arbeta på robotar, lär sig robotarna att arbeta mer som människor. Adamson sa att en midsommarprogramuppdatering fördubblade deras valhastighet. "Vi går i princip lika snabbt som en långsam människa, men kvaliteten är riktigt hög, och vi tror att vi kan bli snabbare och snabbare," sa han. Tortugas grundare förväntar sig att deras robotar kommer att matcha mänsklig produktion inom en snar framtid, tack vare att de arbetar längre timmar i en långsammare takt, och kommer att nå mänskliga valhastigheter "inom ett eller två år."

"Jag tror att vi kommer att nå ganska bra mänsklig hastighet, även om jag tror att de bästa människorna kommer att kunna överträffa robotar vid dessa bedömningsdrivna uppgifter," tillade Adamson. "Men det är OK. Det behöver inte vara bättre än alla människor, det måste bara vara bättre än tillräckligt många."