Đưa công nghệ cao vào nông nghiệp

Các nước châu Phi chi tổng cộng 35 tỉ đô la mỗi năm để nhập khẩu lương thực. Giờ đây, một công ty khởi nghiệp ở thành phố Cape Town (Nam Phi) đang nỗ lực giảm bớt chi phí nói trên bằng cách chế tạo máy bay không người lái (drone) thông minh và phát triển nền tảng phân tích dữ liệu thu thập từ trên không để giúp nông dân thúc đẩy sản lượng thu hoạch.

Hệ thống “cảnh báo sớm”

Máy bay không người lái của công ty.

Khoảng 60% số dân châu Phi sống ở các vùng nông thôn và những cộng đồng này phụ thuộc nhiều vào nông nghiệp. Ngân hàng Phát triển châu Phi đang đầu tư 24 tỉ đô la trong mười năm tới để đẩy mạnh sự chuyển đổi của nông nghiệp. Theo ngân hàng này, việc tăng năng suất và cải thiện khả năng tiếp cận các công cụ hiện đại và thông tin quản lý đất đai đóng vai trò rất quan trọng. Đó cũng chính là những gì công ty Aerobotics hứa hẹn mang đến khi ra đời vào năm 2014. Họ hy vọng xử lý một số vấn đề bức bách nói trên bằng cách sử dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligent- AI).

Ông James Paterson – sinh trưởng tại một trang trại trái cây gần Cape Town – là nhà đồng sáng lập công ty trước khi có bằng thạc sĩ về ngành học hàng không và du hành vũ trụ tại Viện Công nghệ Massachussetts (MIT) của Mỹ. Năm 2014, ông bắt đầu chế tạo drone bên trong nhà để xe với người đồng sáng lập Benji Meltzer với hy vọng cung cấp sự giám sát trên không cho nông dân.

Sản phẩm hiện tại của Aerobotics là một hệ thống “cảnh báo sớm”, giúp nông dân phát hiện vấn đề từ sớm và cung cấp đánh giá tổng quát về cây trồng của họ. Công ty đã phát triển một nền tảng dựa trên đám mây, gọi là Aeroview, có khả năng nhận biết và phân tích những hình ảnh chụp bởi drone và từ vệ tinh. Dữ liệu từ vệ tinh được sử dụng để nêu bật những xu hướng dài hạn, trong khi drone thường bay tại những địa điểm cụ thể trong suốt mùa trồng trọt để thu thập thêm thông tin chi tiết.

Công nghệ của công ty Prospera.

Theo Aerobotics, những thuật toán của họ biến hình ảnh thành dữ liệu, mang đến cho khách hàng những thông tin sâu rộng và giúp họ cải thiện chất lượng mùa màng. Chẳng hạn nông dân có thể biết rõ những thông tin chi tiết về tình hình cây trồng, như sức khỏe, sự tăng trưởng, độ ẩm… để có hành động phù hợp nhằm tối ưu hóa sản lượng và giảm chi phí (nước, phân bón…). Nền tảng cũng giúp nêu bật những khu vực trồng trọt kém hiệu quả thông qua bản đồ sức khỏe cây trồng để nông dân kiểm tra. Hệ thống này còn có khả năng chẩn đoán những vấn đề của cây trồng do sâu bệnh, tình trạng thiếu nước hoặc chất dinh dưỡng.

Các kết quả được trình bày trong ứng dụng Aeroview của công ty. “Toàn bộ hệ sinh thái được đưa vào Aeroview, nơi tập trung và cung cấp thông tin chi tiết”, ông Meltzer giải thích. Aerobotics hứa hẹn với khách hàng rằng công nghệ của họ sẽ giúp sản lượng tăng đến 10%. Công ty này hiện  hoạt động tại 11 quốc gia, trong đó có Mỹ, Nga và Anh. Với gần 200 khách hàng trên toàn thế giới (trong đó khoảng 85% ở Nam Phi), công ty đang có kế hoạch mở rộng đội ngũ phát triển phần mềm và thương mại. Tiềm năng của công ty đã lọt vào mắt xanh của Google. Đội ngũ phát minh sáng tạo của họ vừa tham gia chương trình Launchpad Accelerator của “đại gia” công nghệ Mỹ này. Giờ đây, Aerobotics tiếp tục cải tiến khả năng dự báo và phân tích của nền tảng nhằm mang lại những vụ mùa bội thu hơn cho khách hàng.

Hình ảnh cánh đồng do máy bay drone của Aerobotics chụp được.

Bảo vệ cây trồng

Aerobotics không phải là công ty duy nhất dựa vào công nghệ cao để giúp ích cho ngành nông nghiệp. Sau hơn một năm thử nghiệm, công ty nông nghiệp Evergreen FS (Mỹ) – chuyên cung cấp dịch vụ bảo vệ cây trồng cho nông dân ở bang Illinois – nhận thấy AI giúp phát hiện những rắc rối, như sự tăng trưởng của nấm và tình trạng thiếu nước, trong cây bắp và đậu nành vài tuần trước khi có thể nhìn thấy chúng bằng mắt thường.

Công nghệ của công ty khởi nghiệp Ceres Imaging (Mỹ) này cung cấp cho nông dân một bản phân tích dựa trên AI về những bức ảnh chụp cánh đồng từ trên máy bay. Công nghệ này trước đây chỉ mới được sử dụng cho vườn cây ăn trái và vườn nho.

Công nghệ hình ảnh của Ceres dựa trên một thiết bị cảm biến đo bước sóng ánh sáng mà mắt thường không thể nhìn thấy. Những bước sóng này sau đó được phân tích để biết được sức khỏe của cây trồng. Sau khi chụp ảnh, Ceres cung cấp các bản đồ nêu bật những địa điểm có vấn đề của trang trại. Nhóm của ông Matt Free – Giám đốc Evergreen FS – trước đó đã ghé qua những khu vực được đánh dấu này nhưng không thể phát hiện bất kỳ vấn đề nào bằng mắt thường. Sau đó 2-3 tuần, AI đã chứng tỏ khả năng của nó: các vấn đề đã xuất hiện, trong đó có bệnh trên cây trồng.

Một số chuyên gia dự báo AI có một tương lai tươi sáng trong nông nghiệp dù không phải phương thuốc chữa bách bệnh. Họ cho rằng nông dân trồng bắp và đậu nành sẽ sử dụng công nghệ này rộng rãi trong 5-10 năm tới. “Với những gì có thể nhìn thấy bằng mắt thường, việc xử lý trong nhiều trường hợp là quá muộn. Nếu có thể nhìn thấy điều gì đó bất thường sớm hơn, như sâu bệnh,  nông dân có thể phản ứng nhanh hơn nhiều, từ đó ngăn  chặn nguy cơ mất năng suất”, ông Michael Gore, giáo sư trường Cao đẳng Nông nghiệp và Khoa học Đời sống Cornell, giải thích.

Tương lai tươi sáng

Dĩ nhiên là công nghệ nói trên vẫn có những điểm hạn chế, như không thể chẩn đoán hoàn hảo ở mọi cánh đồng. Dù vậy, chi phí sử dụng nó ít đắt đỏ hơn so với một số chất diệt nấm. Evergreen FS cho biết sẽ bắt đầu cung cấp công nghệ cho nông dân trồng ngô, đậu nành trong năm 2018. “Đây là làn sóng của tương lai. Nông dân không có nhiều thời gian đi đến từng cánh đồng nên cần công cụ để đưa ra những quyết định nhanh hơn và hiệu quả hơn”, ông Free nhận định.

Nỗ lực phát hiện sớm sâu bệnh hại cây trồng có thể tác động đáng kể đến sản lượng thu hoạch. Một số người trồng cà chua đang sử dụng mạng lưới camera lắp trong nhà kính để theo dõi và phát hiện bất kỳ vấn đề nào xảy ra với cây trồng. Một số nông dân cũng thử nghiệm drone để tự động theo dõi các cánh đồng của họ.

Trong khi đó, Ceres Imaging dự kiến chuyển sang sử dụng drone, thay vì máy bay thường như hiện nay, để chụp ảnh cánh đồng một khi những trở ngại về luật lệ được loại bỏ và công nghệ được cải thiện.
Riêng công ty NatureSweet đang sử dụng AI để kiểm soát tốt hơn sâu bệnh trong các nhà kính trồng cà chua của mình tại Mỹ và Mexico. Công nghệ do công ty Prospera (Israel) phát triển này đã giúp cải thiện việc thu hoạch và giảm chi phí lao động. NatureSweet bắt đầu thử nghiệm công nghệ tại một trong những trang trại của mình ở bang Arizona hơn một năm trước và dự định sớm mở rộng sang những nơi khác.

Cụ thể, 10 camera được lắp đặt trên trần nhà kính và liên tục chụp ảnh cây trồng bên dưới. Phần mềm của Prospera được “huấn luyện” để nhận biết những rắc rối, như cây trồng nhiễm sâu bệnh hoặc đang chết dần.

Trước đó, một số nhân viên của NatureSweet được giao nhiệm vụ đi  quanh nhà kính để phát hiện cây trồng có vấn đề. Tuy nhiên, quá trình này diễn ra chậm chạp và tốn kém bởi nhân viên chỉ làm công việc này một lần mỗi tuần. Trong khi đó, số camera nói trên giám sát cây trồng 24/7 và cung cấp phản hồi tức thì. NatureSweet còn thử nghiệm sử dụng những camera nói trên để dự báo khi nào cà chua sẵn sàng được thu hoạch.

Ông Adrian Almeida, Giám đốc đổi mới sáng tạo tại NatureSweet, tin rằng AI sẽ giúp tăng sản lượng cà chua thêm 20% tại các nhà kính của công ty. Cho đến giờ, sản lượng thu hoạch hàng tuần của công ty đã tăng 2-4%, một tỷ lệ thoạt nhìn có thể còn khiêm tốn nhưng sẽ mang lại nhiều điều khác biệt nếu công ty trồng hàng triệu kg cà chua mỗi năm.

Theo TheSaigontimes