Thảo Nguyên -
Sự phổ biến của robot máy móc dùng trong ngành công nghiệp nông nghiệp được cho là quá chậm rãi so với cuộc tiến quân của robot với trí tuệ nhân tạo trong các lĩnh vực khác. Tuy nhiên, số lượng robot nông nghiệp được cho là sẽ tăng đáng kể trong những năm tới, từ 32.000 robot trong năm 2016 lên 594.000 robot mỗi năm vào năm 2024, đạt mức doanh thu hàng năm là 74,1 tỉ đô la.
Theo The Robot Report (therobotreport.com), có lẽ nông dân cần làm xong bài toán kết hợp thời kỷ nguyên số – các khái niệm và thực tiễn về nông nghiệp chính xác – trước khi tiếp nhận việc sử dụng robot. Lâu nay, nhà nông chịu mua thiết bị mới khi nó thỏa đáng hai điều kiện là tính linh hoạt và lợi tức đầu tư. Trong khi nông nghiệp chính xác không chỉ là việc nói chữ chơi vui mà đằng sau nó là dòng thông tin về cây trồng được thu thập theo thời gian thực, được đưa vào hệ thống phần mềm phân tích dữ liệu, giúp chuyển đổi dòng thông tin đó thành thông tin có ý nghĩa thực tế mà nhờ nó nhà nông, các nhà quản lý trang trại có thể ứng phó kịp thời, như với các diễn biến mới của sâu bệnh trên cây. Dĩ nhiên là dữ liệu đó, quy trình xử lý đó phải tốn thêm một khoản chi phí ngặt nỗi nông dân đã bị căng kéo do giá cả hàng hóa giảm trong vài năm gần đây. Nhưng cơn lốc tự động hóa với sự tác động từ nhiều hướng, như công nghệ robot, trí tuệ nhân tạo, sự thay đổi về chính trị- xã hội… không vì vậy mà bỏ qua cho ngành nông nghiệp.
Theo một bản báo cáo mới của Tractica, công ty nghiên cứu thị trường robot của Mỹ, các lô hàng robot nông nghiệp sẽ tăng đáng kể trong những năm tới, từ 32.000 robot của năm 2016 lên 594.000 robot mỗi năm vào năm 2024, vào thời điểm đó thị trường dự kiến sẽ đạt 74,1 tỉ đô la doanh thu hàng năm. Cơ hội thị trường nông nghiệp đang là điểm ngắm của khoảng 178 công ty robotics hiện có trên thế giới khi mà các nhà quản lý nông trại quan tâm đến việc tự động hóa bằng robot, nhằm nâng cao năng suất, giảm chi phí và giải quyết những mối lo ngại về nguồn nhân lực trong thị trường nông nghiệp.
Xu hướng khó cưỡng
Cũng theo The Robot Report, tất cả các nhà sản xuất thiết bị nông nghiệp có tiếng trên thế giới, như John Deere, AGCO, Claas, tập đoàn Argo, tập đoàn Same Deutz Fahr, CNH Industrial và Kubota hay Trimble, Raven và các doanh nghiệp sản xuất có liên quan đang tiến những bước chậm nhưng chắc chắn tiến dần đến việc cung ứng robot nông nghiệp. Các công ty này hiện cung cấp các giải pháp giúp nông dân trở thành những nhà nông kỹ thuật số, tức là kết nối nông dân với luồng dữ liệu từ khắp nơi trong nông trại và tổng hợp các dữ liệu đó để hỗ trợ việc ra quyết định. Một khi người nông dân bắt đầu sử dụng dữ liệu để có những quyết định đúng, họ sẽ cần đến máy móc với những cấp độ khác nhau để thực hiện, lúc đó họ sẽ muốn và cần phải sử dụng robot. Hiện nay, robot xử lý hậu kỳ đang bùng nổ, tức là robot dùng trong các khâu phân loại, kiểm tra, đóng gói, đóng hộp và làm khay chứa hàng hóa tại các nhà kho và các bên hợp tác. Còn có các robot mới hơn như gieo hạt, làm cỏ, phun thuốc, tưới tiêu với tốc độ thay đổi và thu hoạch… vẫn đang được thử nghiệm và giá bán hiện còn quá đắt.
Kênh CBS News mô tả một trang trại chọc trời ở New Jersey (Mỹ) cung cấp cho cải non, rau mùi, rau bina… cho những tiệm tạp hóa gần Newark và thành phố New York. Nông trại thiết kế theo tầng như các tòa nhà chọc trời này không chỉ mang lại năng suất cao gấp 130 lần so với các nông trại truyền thống mà còn giúp tiết kiệm hơn 95% lượng nước tưới tiêu, không dùng thuốc trừ sâu. Rau được sản xuất quanh năm và tỷ lệ hư hỏng rất thấp. Lợi ích là vậy nhưng tổng chi phí cho các phần điện năng tiêu thụ, nhân công, thiết bị lắp đặt, nói chung là chi phí đầu tư ban đầu cao nên giá bán các loại rau này cũng cao và vô hình trung hạn chế số lượng người mua. Aerofarm tại New Jersey là một trang trại như vậy và họ đang đầu tư cho sự tự động hóa các quy trình gieo trồng-chăm sóc- thu hoạch nhằm giảm chi phí và tăng năng suất. Tạp chí Computer Science vào năm 2016, đã đề cập đến FarmView của trường đại học Carnegie Mellon University – dự án nghiên cứu phát triển một hệ thống cảm biến, robot và các công nghệ trí tuệ nhân tạo để cải tiến các phương pháp quản lý cây trồng thông qua các công cụ thu thập và phân tích dữ liệu tự động ứng dụng cho ngành sản xuất lương thực thế giới. Stephen Nuske, một nhà khoa học về hệ thống cho dự án, cho biết: “Một trong những mục tiêu của chúng tôi là phát triển các hệ thống robot rẻ tiền mà những người trồng trọt với quy mô vừa và nhỏ có thể sử dụng được”. Các dự án tương tự như FarmView của Carnegie Mellon University đang được các chính phủ và hiệp hội nông nghiệp bảo trợ trên toàn thế giới với một phân đoạn lớn tập trung vào việc tăng cường năng suất bằng trí tuệ nhân tạo AI.
Những robot trong nông nghiệp
Nói chung, robot sẽ hiện diện trong ngành công nghiệp nông nghiệp như một xu hướng tất yếu và trong tương lai chúng sẽ như thị trường thiết bị công nghệ: đa dạng, đa dụng nhắm vào những việc mà con người làm kém hiệu quả và hy vọng là có giá bán rẻ hơn. Chằng hạn như robot thay người hái và chọn táo. FFRobotics – công ty sản xuất robot của Israel – dự kiến sẽ đưa ra thị trường loại robot nhặt táo vào cuối năm 2018 này hoặc chậm lắm là vào đầu năm tới 2019, theo tờ CapitalPress. Những chiếc máy robot nhặt táo này sẽ giúp chọn các quả táo tươi tốt đưa vào băng chuyền để chuyển vào các thùng táo.
Tổng giám đốc điều hành Avi Kahani của FFRobotics cho tờ CapitalPress biết đã nung nấu ý tưởng làm ra robot chọn trái cây này từ cuối những năm 1980 nhưng không có đủ nguồn lực để sản xuất cho đến khi ông quyết tâm thành lập công ty FFRobotics năm 2014. Avi Kahani tin rằng hệ thống robot chọn trái cây của ông sẽ đáp ứng được nhu cầu sử dụng của những trang trại trồng cây ăn trái có ở khắp thế giới, từ Mỹ, Canada cho đến Ý, Pháp, Ba Lan và nhiều nước khác – những nơi thường bị thiếu người hái và phân loại trái cây thời vụ. Và trong ba năm 2015-2017, robot với những cánh tay có ba chấu chọn và nhặt lấy những quả táo có chất lượng tốt đặt vào các băng chuyền đã được dùng thử nghiệm ở Israel. Hệ thống này nhặt được hàng ngàn quả táo mỗi giờ và khả năng chọn lọc táo tốt (không bị hư hỏng) của nó cao gấp mười lần con người. Kahani hy vọng hệ thống robot này sẽ dùng cho việc chọn lựa nhiều loại trái cây khác nhau, trong đó có lê, đào, các loại quả lấy nước (như nho, bưởi, cam, chanh), xoài và lựu. Nhưng theo CapitalPress, FFRobotics thực ra cũng vấp phải sự cạnh tranh của Abundant Robotics, công ty có trụ sở ở California (Mỹ), vừa nhận được một khoản đầu tư 500.000 đô la để phát triển một hệ thống robot hái táo. Nền tảng của Abundant Robotics sử dụng một cánh tay robot và ống hút chân không cùng với camera và các bộ cảm biến để nhận diện quả táo và hái táo. Trung bình robot chỉ mất một giây để hái một quả táo.
Ở Anh, theo bản báo cáo của LiveScience, trang trại robot thí điểm Hands Free Hectare đã hoàn thành vụ thu hoạch tự động hóa hoàn toàn mà không cần bất kỳ sự lao động của con người. Trang trại robot Hands Free Hectare, do các nhà nghiên cứu tại trường đại học Harper Adams University điều hành, lần đầu tiên thu hoạch được khoảng 5 tấn lúa mạch vụ xuân vừa qua. Tất cả các bước từ gieo hạt, bón phân, lấy mẫu thử và thu hoạch đều do các phương tiện tự động hóa trong nông trại thực hiện. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng công nghệ tự động hóa sẽ giúp cải thiện sản lượng nông nghiệp, góp phần hỗ trợ tình trạng gia tăng dân số thế giới, theo LiveScience.
Martin Abell, chuyên gia công nghiệp của công ty công nghiệp Precision AG, người cộng tác trong dự án nói với LiveScience: “Các robot di chuyển hoàn toàn dựa trên tín hiệu định vị toàn cầu GPS và hướng tới các mục tiêu đã xác định trước. Tại các mục tiêu khác nhau, robot sẽ có những hành động khác nhau được thiết kế sẵn”. Những chiếc máy bay không người lái được trang bị những chiếc kẹp đặc biệt để cắt các mẫu lúa và đưa chúng đến các nhà nghiên cứu, nên con người không cần phải xuất hiện trên cánh đồng. Các nhà nghiên cứu về dự án nói rằng những công nghệ robot tương tự sẽ giúp sử dụng phân bón hay thuốc được chính xác hơn đồng thời giúp cải tiến chất lượng đất.
Và liệu robot bay thay cho vai trò thụ phấn hoa của con ong mật không? Những con ong mật giúp thụ phấn cho gần 1/3 lượng hoa màu dùng chế biến thức ăn cho con người, như táo, dâu, dưa chuột... Bướm cũng giúp thụ phấn nhưng kém hiệu quả hơn so với ong và chủ yếu là thụ phấn hoa dại. Viện Hàn lâm khoa học quốc gia Mỹ cho biết ong mật góp phần sản xuất ít nhất 90 loại cây trồng thương mại như một phần của ngành công nghiệp dịch vụ nuôi ong để thụ phấn hoa ở Mỹ nhưng quần thể ong nuôi bị giảm đi trong thời gian qua, khiến chi phí duy trì đàn ong ngày càng cao hơn. Hai bang Florida và California của nước này đã bị ảnh hưởng nặng nề bởi việc giảm quần thể đàn ong. Từ năm 2006 đến năm 2011, sản lượng mật ong ở California bị giảm gần một nửa. Hạn hán nghiêm trọng gần đây ở California đã khiến sản lượng mật ong và số lượng ong tiếp tục giảm vì ít mưa –nghĩa là càng có ít hoa được thụ phấn. Các nhà nghiên cứu Mỹ đã cố gắng tìm các biện pháp để cứu đám côn trùng hữu ích này cũng như tìm ra những cách thụ phấn mới trong nông nghiệp.
Máy bay không người lái PlanBee là một ý tưởng của sinh viên học viện Savannah College of Art and Design – SCAD về việc dùng máy bay không người lái để xử lý việc thụ phấn cho cây trồng trong nhà, nhằm thay thế vai trò thụ phấn hoa của con ong sống bằng những con robot. Trước đó vào năm 2013, các nhà nghiên cứu tại Trường Đại học Harvard giới thiệu RoboBees mở đường cho việc nghiên cứu phương pháp thụ phấn hoa theo hướng này. Mới đây, Viện khoa học và công nghệ công nghiệp tiên tiến của Nhật Bản đã phát minh ra một chiếc máy bay tưới phấn hoa cho các luống hoa bằng cách sử dụng sợi lông cừu được bọc bằng một loại gel dính đặc biệt. Và các nhà khoa học ở Trường Đại học Sheffield và Sussex (Anh) tạo ra mô hình chính xác đầu tiên của bộ não mật ong, đặc biệt là những phần của não cho phép nhìn và ngửi mùi. Sau đó, họ có ý định tạo ra một robot bay có thể cảm nhận và hành động như một con ong.
Những công nghệ, phát minh thú vị này cũng đang gây ra nhiều sự tranh cãi khi nhiều nhà khoa học cho rằng việc làm ra những thiết bị bay thay thế vai trò của con ong trong việc thụ phấn cho hoa là đáng kinh ngạc nhưng khó thực thi hơn vì nhiều lý do, trong đó có lý do về chi phí. Theo họ, việc nghiên cứu các biện pháp khắc phục sự suy giảm đàn ong dễ hơn, như thông qua việc sử dụng ít thuốc trừ sâu hơn, tạo ra các giống cây trồng có thể tự thụ phấn thay vì dựa vào thụ phấn chéo và sử dụng máy phun phấn hoa trên cây trồng”.
