Các cuộc cách mạng công nghiệp ở thế kỷ 19 và 20 đã thay đổi đáng kể bộ mặt của ngành nông nghiệp toàn cầu. Những công cụ sản xuất bằng tay và sức kéo của động vật được thay thế bằng động cơ chạy bằng nhiên liệu và phân bón hóa học.
Nay, loài người dự kiến cũng sẽ sớm chứng kiến thêm những thay đổi ngoạn mục trong lĩnh vực nông nghiệp nhờ cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4. Các mô hình trang trại thông minh đang xuất hiện ngày càng nhiều trên những cánh đồng ở khắp nơi trên thế giới nhờ ứng dụng internet vạn vật (IoT), tự động hóa… vào sản xuất, kinh doanh.
Máy bay không người lái rải thuốc, thụ phấn…
Đầu năm 2018, các kỹ sư tại Công ty khởi nghiệp Nileworks liên danh với các Công ty JA Miyagi Tome và Sumitomo đã phối hợp với nông dân ở một số tỉnh phía đông bắc Nhật Bản thử nghiệm thiết bị bay không người lái Nile-T18 vào sản xuất nông nghiệp.
Kết quả cho thấy, với một cánh đồng mà các nông dân thường mất hơn 1 tiếng đồng hồ để bón phân hay phun thuốc trừ sâu thì Nile-T18 chỉ làm trong vòng 15 phút.
Theo đơn vị phát triển, Nile-T18 có thể điều khiển bằng iPad trên phần mềm khá dễ vận hành. Nó có thể phân tích nhanh số lượng thân cây lúa để xác định lượng phân bón hay thuốc trừ sâu cần thiết. Không những vậy, nó còn giúp người nông dân tránh được nhiều nguy cơ về sức khỏe khi phải đeo những bình thuốc lớn và trực tiếp phun thuốc trừ sâu.
Nileworks kỳ vọng thiết bị mới của họ sẽ là một giải pháp hữu hiệu, vừa giúp giảm gánh nặng thể chất khi làm nông cho người nông dân, vừa có thể giảm được chi phí sản xuất đồng thời còn góp phần giải quyết tình trạng thiếu hụt lao động trong lĩnh vực nông nghiệp vốn đang ngày càng trầm trọng do tỉ lệ sinh giảm và xu hướng di cư tới thành thị ở Nhật Bản.
Bản thân các nông dân tham gia thử nghiệm cũng rất thích thú với chiếc Nile-T18. Họ hy vọng thiết bị sẽ khiến nhiều người có cái nhìn khác về công việc làm nông vốn luôn được xem là cực nhọc và lấm lem.
 |
| Máy kéo không cần người lái tại bang Iowa, Mỹ. |
Còn tại Pháp, Beak & Skiff ở LaFayette đã trở thành vườn táo đầu tiên trên thế giới có cây trồng được thụ phấn bằng một máy bay không người lái. Thành công trong thử nghiệm này được kỳ vọng sẽ giúp giải quyết những lo ngại về vấn đề thụ phấn cho cây trồng trong bối cảnh một thống kê do tờ Times công bố cho biết có đến hơn 700 giống ong ở Bắc Mỹ đang có nguy cơ tuyệt chủng.
Một báo cáo của Nhà Trắng năm 2015 cho hay, việc thụ phấn cho cây trồng của những chú ong có giá trị đến hàng tỉ USD mỗi năm nhưng số lượng ong ở nhiều nơi đang giảm đáng kể.
Trồng nho, nuôi lợn nhàn hơn nhờ IoT
Một công ty tên Smart Ag ở thành phố Ames, bang Iowa của Mỹ mới đây cũng đã công bố công nghệ máy kéo không cần người lái sử dụng phần mềm có tên “AutoCart”. Theo ông Colin Hurd, người sáng lập và cũng là giám đốc điều hành của Smart Ag, ứng dụng phần mềm của công ty giúp máy thu hoạch lúa mì có thể hoạt động hoàn toàn tự động, giải phóng đáng kể sức lao động của người nông dân vào mùa vụ.
Các thiết bị tự động như trên chỉ là một mặt của máy học và việc đưa tiến bộ IoT vào lĩnh vực nông nghiệp. Đầu tháng 2/2018, Tập đoàn công nghệ Alibaba của Trung Quốc cũng đã ký một thỏa thuận trị giá hàng tỉ USD với hai tập đoàn chăn nuôi để đưa ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào trang trại.
Trọng tâm của thỏa thuận này là lắp đặt các máy ảnh có tích hợp công nghệ thị giác máy tính để theo dõi sức khỏe của đàn lợn. Kết quả phân tích những hoạt động, chỉ số nhiệt độ và cả những tiếng ho của đàn heo bằng máy tính sẽ giúp nông dân nắm được tình hình sức khỏe của từng vật nuôi, phát hiện sự lây lan dịch bệnh từ đó có thể giúp giảm tỉ lệ tử vong đàn vật nuôi.
Tại Hà Lan, Công ty Connecterra cũng đang tích hợp công nghệ vào phần mềm Ida giúp thu thập dữ liệu về hành vi của những chú bò. Kết quả xử lý dữ liệu thu được không chỉ giúp phát hiện sớm những vấn đề bất thường của đàn bò mà còn giúp các nông dân biết được chính xác thời gian tiến hành thụ tinh hay các vấn đề về tiêu hóa của vật nuôi.
Dự án nâng cao hiệu quả của việc tưới tiêu có tên Fresh Table Grapes Chain do kỹ sư người Italia Vincenzo Verrastro thực hiện với sự hỗ trợ từ Liên minh châu Âu cũng được xem là điển hình cho những lợi ích của việc sử dụng IoT vào lĩnh vực nông nghiệp.
Trong khuôn khổ dự án, các trang trại táo được trang bị các phần mềm hoàn chỉnh; các trạm theo dõi thời tiết, độ ẩm trong đất, các thiết bị cảm biến nhiệt độ, van điện từ, bộ điều khiển máy bơm thủy lực và cảm biến áp lực nước... để có thể tính toán, theo dõi và đánh giá độ ẩm của đất cũng như tiến hành việc tưới nước tự động một cách hợp lý nhất.
Quy trình khép kín và khoa học này không những giúp người nông dân tối ưu hóa lượng năng lượng và phân bón tiêu thụ, tăng sản lượng, có được những sản phẩm chất lượng hơn mà còn đóng góp vào việc thúc đẩy xây dựng nền nông nghiệp bền vững, thích ứng với biến đổi khí hậu trên toàn cầu.
Tương lai máy gặt đập liên hợp không người lái
Tại Trung Quốc, các nhà khoa học ở nước này vẫn đang tiếp tục thử nghiệm một mẫu máy gặt đập liên hợp không người lái hoàn toàn mới. Đây là thành quả của một dự án thử nghiệm các thiết bị nông nghiệp tự động được Chính phủ Trung Quốc ủng hộ và tích cực hỗ trợ.
Chiếc máy gặt đập liên hoàn này là sản phẩm chung của nhà sản xuất máy kéo YTO, nhà sản xuất hệ thống định vị Hwa Create và Công ty công nghệ Zoomlion của nhà sản xuất máy kéo YTO, nhà sản xuất hệ thống định vị Hwa Create và Công ty công nghệ Zoomlion. Máy hoạt động hoàn toàn tự động, có khả năng trồng, bón phân và thu hoạch các loại cây trồng chủ lực của Trung Quốc là lúa, lúa mì và ngô.
 |
| Bên trong một trang trại có hệ thống tưới tiêu tự động Fresh Table Grapes Chain. |
Dự kiến, trong nửa đầu năm 2019, chiếc máy sẽ tiếp tục được đưa vào thử nghiệm tại tỉnh Hắc Long Giang và thành phố Trùng Khánh, là nơi có địa hình nhiều đồi núi của Trung Quốc. Việc sản xuất đại trà chiếc máy tự động này dự kiến sẽ được thực hiện sau đó một thời gian.
Theo giới chức Trung Quốc, việc chuyển hướng sang tự động hóa chính là chìa khóa cho ngành nông nghiệp của nền kinh tế thứ hai thế giới trong bối cảnh nước này đang vật lộn giải quyết vấn đề già hóa lực lượng lao động nông thôn và sự thiếu hụt lao động trẻ sẵn sàng chấp nhận lao động vất vả trên đồng ruộng.
Để đạt được mục tiêu tham vọng hoàn tất quá trình chuyển đổi nền nông nghiệp sang tự động hóa trong vòng bảy năm, Trung Quốc đã đưa lĩnh vực chế tạo máy móc nông nghiệp vào chiến dịch “Sản xuất tại Trung Quốc 2025” để tạo động lực cho các công ty công nghệ trong nước nghiên cứu và phát triển các thiết bị phục vụ cho ngành nông nghiệp.
Giới chức Trung Quốc cho rằng, nếu mọi việc đi đúng hướng, ngành nông nghiệp nước này giúp giảm lao động chân tay hay tăng năng suất mùa vụ, các thiết bị canh tác tự động còn hữu ích trong việc thu thập dữ liệu như khối lượng phân bón hoặc các nguyên liệu đầu vào cần sử dụng.
Từ các dữ liệu này, người nông dân sẽ dễ dàng hơn trong việc tính toán lượng nguyên liệu, phân bón cần thiết, đồng thời có được những thông tin rõ ràng về toàn bộ quy trình sản xuất, đáp ứng được nhu cầu ngày càng khắt khe hơn của người tiêu dùng về thông tin sản phẩm trong bối cảnh hiện nay.
Bước đi như vậy cũng giúp Trung Quốc leo rất nhanh lên các bậc thang trong tiến trình tự động hóa bởi hiện nay công nghệ bán tự động đã được áp dụng khá phổ biến tại nhiều nơi trên thế giới như Mỹ, Australia nhưng các máy gặt đập liên hợp như chiếc máy ở Trung Quốc vẫn chưa được sản xuất hàng loạt.
Trong vài chục năm tới, ngành nông nghiệp thế giới sẽ phải đối mặt với rất nhiều thách thức do sự gia tăng dân số, biến đổi khí hậu, vấn đề lao động... Để giải quyết những vấn đề này, việc đẩy nhanh ứng dụng các công nghệ mới vào hoạt động sản xuất, kinh doanh nông nghiệp được xem là yêu cầu bức thiết để đảm bảo sự phát triển bền vững của nhân loại.
