Ứng dụng công nghệ thông minh trong nông nghiệp

(Mặt trận) - Ứng dụng công nghệ thông minh, đặc biệt là IoT (Mạng lưới vạn vật kết nối Internet), ngày càng phổ biến. Các thiết bị được kết nối đã thâm nhập vào mọi khía cạnh của cuộc sống từ y tế, thể thao, nhà tự động hóa, ô tô, hậu cần đến các thành phố thông minh và các ngành công nghiệp. Do đó, thật hợp lý khi công nghệ thông minh được kết nối và ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp, giúp cải thiện năng suất, chất lượng và tính bền vững.

Nông nghiệp cần được ứng dụng công nghệ thông minh (Ảnh: Dzone)

Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc (FAO), dân số toàn cầu dự kiến sẽ vượt con số 9 tỷ vào năm 2050. Để sản xuất đủ lương thực cho dân số nhất định, sản lượng nông nghiệp phải tăng 50%. Vì nguồn lực cho các hoạt động nông nghiệp còn hạn chế, hầu hết các vùng đất thích hợp cho canh tác đều đã được sử dụng, cách duy nhất để tăng khối lượng lương thực là nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp. Ngoài việc áp dụng công nghệ thông minh trong nông nghiệp thì chúng ta khó có giải pháp nào khác để giải quyết thách thức này.

Nông nghiệp đã chứng kiến sự biến đổi về công nghệ mạnh mẽ trong những thập kỷ qua. Bằng cách sử dụng các thiết bị thông minh khác nhau, nông dân đã có thể kiểm soát tốt hơn quá trình chăn nuôi, trồng trọt và nâng cao năng suất. Nông nghiệp thông minh là cụm từ biểu thị việc áp dụng các giải pháp IoT trong nông nghiệp. Theo ước tính, số lượng các thiết bị IoT trong nông nghiệp sẽ đạt con số 75 triệu vào năm 2020, tăng 20% mỗi năm. Đồng thời, quy mô thị trường nông nghiệp thông minh trên toàn cầu dự kiến sự tăng gấp 3 lần vào năm 2025, đạt 15,3 tỷ USD. Thị trường vẫn đang mở rộng, do đó vẫn còn nhiều cơ hội cho doanh nghiệp công nghệ tham gia xây dựng các sản phẩm IoT cho ngành nông nghiệp trong những năm tới.

Israel rất thành công trong việc ứng dụng công nghệ thông minh trong nông nghiệp (Ảnh: Israel21c)

Điển hình về ứng dụng công nghệ thông minh trong nông nghiệp phải nói tới Israel. Quốc gia này có diện tích nhỏ, thiếu nguồn nước tự nhiên, lượng mưa khan hiếm, đồng thời có 2/3 diện tích là bán khô cằn và khô cằn, thiếu lao động nông nghiệp và môi trường địa chính trị phức tạp. Tuy nhiên, Israel lại dẫn đầu thế giới về công nghệ nông nghiệp. Bởi, nông nghiệp Israel được xây dựng dựa trên công nghệ đổi mới và tiến bộ không dựa trên lợi thế so sánh về tự nhiên. Tại Israel, một số công ty cung ứng công nghệ nông nghiệp chính xác theo hướng giải pháp toàn diện nên tất cả các trang trại hay nhà lưới của Israel đều trang bị hệ thống điều khiển kỹ thuật số với cảm biến và điều khiển tự động.

Công nghệ thông minh, đặc biệt là IoT có tiềm năng biến đổi ngành Nông nghiệp ở nhiều khía cạnh. Dữ liệu được thu thập bởi các cảm biến thông minh về điều kiện thời tiết, chất lượng đất, tiến độ tăng trưởng của vụ mùa hay sức khỏe của gia súc, có thể được sử dụng để theo dõi tình trạng sản xuất nông nghiệp. Nhờ việc kiểm soát tốt hơn các quy trình nội bộ, rủi ro xảy ra cũng sẽ thấp hơn. Khả năng dự đoán được sản lượng nông nghiệp sản xuất ra cũng cho phép việc lập kế hoạch phân phối sản phẩm nhanh chóng và chính xác hơn.

Ngoài ra, nhờ ứng dụng công nghệ thông minh trong nông nghiệp mà việc quản lý chi phí và giảm lượng chất thải cũng hiệu quả hơn. Khi phát hiện bất kỳ sự bất thường nào trong tăng trưởng của cây trồng hay sức khỏe của vật nuôi, người nông dân có thể giảm thiểu rủi ro mất năng suất.

Các cảm biến thông minh theo dõi tình trạng cây trồng (Ảnh: The Times of Israel)

Quá trình tự động hóa làm tăng hiệu quả kinh doanh. Bằng cách sử dụng các thiết bị thông minh, nông dân có thể tự động hóa nhiều quy trình trong chu kỳ sản xuất nông nghiệp như tưới tiêu, bón phân hay kiểm soát sâu bệnh.

Chất lượng và khối lượng sản phẩm nông nghiệp được nâng cao nhờ được kiểm soát tốt hơn trong quá trình sản xuất và duy trì tiêu chuẩn cao về chất lượng cây trồng, khả năng tăng trưởng của cây thông qua tự động hóa. Tất cả các yếu tố này cuối cùng sẽ dẫn đến đem lại doanh thu cao hơn cho người làm nông nghiệp.

IoT có khả năng giám sát điều kiện khí hậu, điều này vô cùng quan trọng trong sản xuất nông nghiệp. Thiết bị nông nghiệp thông minh phổ biến nhất là trạm thời tiết có kết hợp các cảm biến canh tác thông minh khác nhau được đặt trên các cánh đồng giúp thu thập dữ liệu từ môi trường và gửi lên đám mây. Các phép đo này cung cấp dữ liệu để lập bản đồ điều kiện khí hậu giúp cho việc chọn các loại cây trồng phù hợp và lựa chọn các biện pháp cần thiết để cải thiện năng lực canh tác.

Ngoài việc thu thập dữ liệu môi trường, các trạm thời tiết có thể tự điều chỉnh điều kiện phù hợp với những thông số đã cho. Hệ thống tự động hóa nhà kính cũng sử dụng nguyên tắc tương tự như vậy.

Một thiết bị thông minh khác sử dụng trong nông nghiệp đó là thiết bị quản lý cây trồng. Cũng giống như các trạm thời tiết, thiết bị quản lý cây trồng được đặt trên các cánh đồng để thu thập dữ liệu cụ thể từ nhiệt độ, lương mưa đến sức khỏe của cây trồng nói chung.

Người nông dân có thể theo dõi sự tăng trưởng của cây trồng và phát hiện bất kỳ bất thường nào để ngăn chặn sâu bệnh có thể gây hại cho năng suất cây trồng. Cũng giống như việc giám sát cây trồng, các cảm biến IoT còn được gắn lên động vật trong trang trại để theo dõi sức khỏe, hoạt động và dinh dưỡng của chúng. Các cảm biến có thể theo dõi nhiệt độ cơ thể động vật và gửi tín hiệu đến bác sĩ thú y giúp nhanh chóng phát hiện nếu vật nuôi bị bệnh, cần cách li khỏi đàn để tránh lây nhiễm lẫn nhau.

Một hệ thống quản lý năng suất trang trại bao gồm một số thiết bị và cảm biến IoT được cài đặt tại cơ sở có khả năng phân tích và có tính năng báo cáo hiện đại. Điều này cung cấp khả năng giám sát trang trại từ xa, cho phép người làm nông nghiệp hợp lý hóa hầu hết các hoạt động kinh doanh.

Có thể thấy ứng dụng công nghệ thông minh đặc biệt là IoT trong nông nghiệp là vô tận. Bằng nhiều cách khác nhau, các thiết bị thông minh có thể giúp nông dân nâng cao năng suất và doanh thu cho trang trại của mình. Tuy nhiên, phát triển ứng dụng thông minh cho nông nghiệp không phải là nhiệm vụ dễ dàng. Bởi, để xây dựng giải pháp IoT cho nông nghiệp, cần lựa chọn các cảm biến hoặc một giải pháp tùy chỉnh. Sự lựa chọn này phụ thuộc vào loại thông tin cần thu thập và mục đích của giải pháp nói chung. Trong mọi trường hợp, chất lượng cảm biến rất quan trọng đối với sự thành công của sản phẩm, nó phụ thuộc vào độ chính xác của dữ liệu được thu thập và độ tin cậy của nó.

Phân tích dữ liệu chính là điều cốt lõi cho mọi giải pháp nông nghiệp thông minh. Các dữ liệu được thu thập sẽ không thể giúp ích được nhiều nếu người sử dụng không hiểu ý nghĩa của nó. Do đo, người làm nông nghiệp hay nông dân cần có khả năng phân tích dữ liệu và áp dụng các thuật toán dự đoán, học máy để có được các thông tin chi tiết, đưa ra các hành động dựa trên dữ liệu được thu thập.

Nắm bắt công nghệ là điều vô cùng cần thiết trong nông nghiệp hiện đại (Ảnh: Enterprisesg)

Việc bảo trì phần cứng cũng là một thách thức có tầm quan trọng hàng đầu đối với các ứng dụng IoT trong nông nghiệp, vì các cảm biến dùng trong lĩnh vực này thường dễ bị hỏng do điều kiện môi trường. Cần đảm bảo rằng, phần cứng có độ bền cao và được bảo trì thường xuyên.

Để đảm bảo các ứng dụng canh tác thông minh hoạt động tốt, cần có một cơ sở hạ tầng nội bộ vững chắc. Hơn nữa, hệ thống nội bộ phải đảm bảo sự an toàn. Do đó, rất cần bảo mật đúng cách, chống lại sự xâm nhập hệ thống bất hợp pháp, ăn cắp dữ liệu hay thậm chí kiểm soát hệ thống.

Thực tế sản xuất nông nghiệp ở nước ta phụ thuộc vào vùng sinh thái; loại cây trồng, vật nuôi; quy mô sản xuất, do đó chủ trang trại không nhất thiết phải ứng dụng toàn bộ sang công nghệ; có thể kết hợp phát triển song song giữa truyền thống và hiện đại để tìm những giải pháp tối ưu nhất qua lại trước khi áp dụng toàn bộ công nghệ vào phát triển nông nghiệp. Việc ứng dụng IoT là công nghệ cốt lõi cần trong tương lai gần, đó là phát triển nông nghiệp bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu và đất nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp.

Trong thời gian qua, việc ứng dụng cách mạng công nghiệp 4.0 vào nông nghiệp tại Việt Nam đã có những điểm sáng, một số doanh nghiệp, hợp tác xã, người dân ứng dụng công nghệ thông minh trong các khâu, công đoạn khác nhau mang lại nhiều kết quả tích cực như công nghệ thuỷ canh hồi lưu; nuôi trồng không sử dụng đất, không tưới nước, môi trường sống được kiểm soát bởi hệ thống máy tính và các thiết bị IoT nhằm đảm bảo môi trường tốt cho cây.

Tuy nhiên, sự tham gia ứng dụng công nghệ thông minh vào nông nghiệp tại Việt Nam chưa nhiều; tập trung chủ yếu vào một số khâu, công đoạn và còn manh mún, tự phát. Công nghệ sản xuất nông nghiệp ở tất cả các cấp độ từ đơn giản, thô sơ, lạc hậu, chủ yếu dựa vào thời tiết và kinh nghiệm chiếm tỷ lệ lớn; sản xuất nhỏ lẻ, thiếu liên kết giữa các chủ thể, thiếu vốn đầu tư, nguồn lực tài chính và năng lực hạn chế. Do đó, phải lựa chọn công nghệ phù hợp, sản phẩm phù hợp gắn với mỗi vùng miền và thị trường. Thực hiện ưu tiên phát triển nông nghiệp thông minh ở các vùng có điều kiện nhưng không loại trừ các hình thái sản xuất nông nghiệp truyền thống. Đặc biệt, lấy doanh nghiệp làm trung tâm, ứng dụng và chuyển giao công nghệ tiên tiến, hình thành các chuỗi giá trị nông sản thực phẩm bền vững, an toàn, cạnh tranh.

Hồng Nhung biên dịch

Bình luận

Ý kiến của bạn sẽ được biên tập trước khi đăng. Xin vui lòng gõ tiếng Việt có dấu

Cùng chuyên mục

Tin liên quan
Đọc nhiều
Bình luận nhiều