Giữa những cánh đồng lúa mì bạt ngàn tại vùng Palouse, Washington, chiếc máy kéo của Andrew Nelson hoạt động êm ái mà không cần người lái. Trong khi đó, Nelson, một kỹ sư phần mềm kiêm nông dân đời thứ năm, thoải mái tham gia cuộc họp trực tuyến hoặc kiểm tra tin nhắn. Ở tuổi 41, anh là một trong những người tiên phong trong cuộc cách mạng tự động hóa nông nghiệp đang làm thay đổi hoàn toàn cách chúng ta trồng trọt và thu hoạch.
Mục lục
Làn Sóng Công Nghệ Trong Nông Nghiệp
Những chiếc máy kéo tự lái chỉ là khởi đầu. Chúng được trang bị hàng loạt cảm biến, camera và phần mềm phân tích có khả năng tự quyết định nơi cần bón phân hoặc diệt cỏ. Nông nghiệp hiện đại đã quen với hệ thống định vị GPS và phần mềm quản lý, nhưng bước tiến mới trong trí tuệ nhân tạo (AI) đang đưa khái niệm “nông trại tự động” – nơi con người chỉ can thiệp ở mức tối thiểu – trở thành hiện thực.
Hãy tưởng tượng một trang trại nơi cả đội máy kéo, drone và máy gặt tự động được điều khiển bởi AI – hệ thống này có thể điều chỉnh hoạt động từng phút dựa trên dữ liệu đất và thời tiết. Cảm biến sẽ theo dõi sức khỏe cây trồng trên hàng nghìn hecta, kích hoạt phun thuốc hoặc tưới tiêu chính xác ở nơi cần thiết. Thay vì hàng giờ trên máy kéo, nông dân sẽ giám sát mọi thứ qua bảng điều khiển và đưa ra các quyết định chiến lược.
Các Thành Phần Chính Của Nông Trại Tự Động
Máy Kéo Tự Hành
Từ nguyên mẫu đến thực tế, các máy kéo tự động có thể gieo hạt, xới đất và thu hoạch với rất ít hoặc chỉ cần giám sát từ xa đang trở nên phổ biến. Công ty Deere & Co. sử dụng công nghệ “See & Spray” kết hợp thị giác máy tính và học máy để nhắm mục tiêu cỏ dại trong các cây trồng như đậu nành, ngô và bông. Hệ thống này giảm lượng thuốc diệt cỏ tới 2/3 nhờ 36 camera quét cánh đồng với tốc độ 2.100 feet vuông mỗi giây – nhanh hơn nhiều so với mắt người.
Drone và Robot Thu Hoạch Trái Cây
Trong khi tự động hóa dễ áp dụng với các loại cây trồng lớn như lúa mì hoặc ngô, nó trở nên phức tạp hơn với các loại quả mọng hay trái cây chín không đồng đều và mọc trên cây. Công ty Tortuga, một startup công nghệ nông nghiệp ở Denver, đã phát triển một robot thu hoạch dâu tây và nho, sử dụng cánh tay gắp để cắt từng quả một cách nhẹ nhàng. Tevel Aerobotics Technologies của Israel cũng cho ra đời robot bay tự động có thể tỉa cành, chọn quả và thu hoạch bằng AI và thị giác máy tính.
Giám Sát Từ Xa và Phân Tích Hình Ảnh
Drone và vệ tinh trang bị AI đang biến các trang trại thành hệ thống vận hành dữ liệu. Chúng tạo ra “bản sao kỹ thuật số” – mô phỏng ảo của cánh đồng cho thấy chính xác nơi cây trồng quá khô, ướt hoặc bị sâu bệnh. Công nghệ này giúp nông dân phát hiện sớm vấn đề và can thiệp chính xác, giảm lãng phí và tăng năng suất.
Thách Thức và Tiềm Năng
Chi phí và kết nối internet là hai rào cản lớn nhất. Robot cần giao tiếp với nhau, điều đó đòi hỏi mạng băng thông rộng không dây – thứ không phổ biến ở vùng nông thôn. Tại các nước đang phát triển, khoảng cách số còn lớn hơn.
Theo khảo sát của McKinsey & Co., khoảng 2/3 trang trại ở Mỹ sử dụng hệ thống số để quản lý, nhưng chỉ 15% trang trại lớn và 4% trang trại nhỏ đầu tư đáng kể vào robot hoặc tự động hóa. Tuy nhiên, các chuyên gia dự đoán việc sử dụng robot sẽ tăng mạnh trong những năm tới.
Tương Lai Của Nông Nghiệp Tự Động
Công nghệ để cách mạng hóa nông nghiệp gần như đã sẵn sàng. Như lời Ranveer Chandra, một giám đốc cấp cao tại Microsoft: “Sẽ có nhiều tự động hóa hơn, nhiều drone hơn, nhiều robot hơn – không phải là những trang trại không có nông dân, nhưng AI sẽ khuếch đại đáng kể năng suất của mỗi người trồng. Mỗi khi drone bay hay máy kéo gieo hạt, nó đều thu thập dữ liệu để cập nhật mô hình AI riêng của trang trại đó.”
