Xe thông minh dùng năng lượng mặt trời giúp nông dân trồng trọt

Chiếc xe buggy được lắp đặt các tấm pin năng lượng mặt trời, hệ thống cảm biến, camera… được phát triển trong dự án Mineral sẽ giúp người nông dân canh tác hiệu quả, hướng đến ngành nông nghiệp bền vững.

Dự án Mineral do Phòng thí nghiệm X, Tập đoàn Alphabet (công ty mẹ của Google) triển khai sau khi đã triển khai dịch vụ taxi không người lái Waymo. Theo đó, nhóm các nhà khoa học thuộc dự án đã phát triển và thử nghiệm nhiều phần mềm và phần cứng dựa trên những đột phá về trí tuệ nhân tạo (AI), mô phỏng, cảm biến, robot… hướng đến mục tiêu sản xuất và canh tác lương thực bền vững. Mục tiêu cuối cùng của dự án này là đảm bảo lương thực để cung cấp cho người dân trên toàn cầu và nghiên cứu tăng năng suất của các giống cây trồng nhờ nắm rõ các chu kỳ tăng trưởng, những tác động các yếu tố như thời tiết, thổ nhưỡng… Ngoài ra, một mục tiêu khác của dự án là có thể quản lý đất trồng và các loài thực vật tốt hơn, hạn chế sự ảnh hưởng của tình trạng biến đổi khí hậu lên các hệ sinh thái.

Theo các nhà khoa học dự án Mineral, dân số toàn cầu ngày càng tăng đặt gánh nặng trên vai ngành nông nghiệp. Trong khi đó, tình trạng biến đổi khí hậu khiến năng suất cây trồng giảm so với giai đoạn 10.000 năm trước – khi chưa có sự biến đổi khí hậu. Các nhà khoa học hi vọng rằng các công cụ tốt hơn sẽ giúp ngành nông nghiệp chuyển đổi cách trồng trọt, cũng tương tự như sự phát minh ra kính hiển vi mang lại sự thay đổi trong cách phát hiện và kiểm soát bệnh tật. Chính vì vậy, họ đã nghiên cứu và phát triển các công cụ gọi là nông nghiệp điện toán, sử dụng các phần cứng, phần mềm, các cảm biến mới để thu thập, xử lý thông tin về sự đa dạng, phức tạp của thế giới thực vật, từ đó giúp người nông dân, nhà chăn nuôi, nhà nông học và khoa học làm việc hiệu quả hơn.

Cụ thể, các công cụ (phần cứng, phần mềm, cảm biến) sẽ giúp các nhà khoa học khai thác tính đa dạng di truyền của 30.000 loài thực vật ăn được trên toàn cầu, từ đó xác định phương án canh tác tối ưu cho mỗi loài trong các điều kiện khác nhau. Họ đã thu thập dữ liệu phân tích thổ nhưỡng, nước, đặc điểm khí hậu, lịch sử canh tác… tại nhiều địa điểm. Sau đó, họ nghiên cứu chế tạo một chiếc buggy – xe điều tra thông minh sử dụng điện năng lượng mặt trời được trang bị sức mạnh xử lý điện toán bằng AI – để khảo sát sự phát triển thực tế của cây trồng ở những môi trường khác nhau.

Nhóm các nhà khoa học đã triển khai thử nghiệm xe buggy sử dụng điện năng lượng mặt trời trên các cánh đồng trồng dâu tây ở California và cánh đồng trồng đậu tương ở Illinois. Thử nghiệm cho thấy thiết bị vận hành rất hiệu quả. Nhờ hệ thống GPS, chiếc xe định vị chính xác từng cây trồng; các cảm biến và camera giúp thu thập dữ liệu về tình trạng phát triển của cây. Các thông tin này sẽ được đối chiếu với những dữ liệu khác (về thời tiết, đất, nước… thậm chí cả ảnh chụp vệ tinh), sau đó máy học (machine learning) sẽ tiến hành phân tích.

Xe buggy sử dụng điện năng lượng mặt trời trong dự án Mineral (Ảnh internet)

Khai thác sức mạnh của công nghệ, nhóm nghiên cứu kỳ vọng với giải pháp theo dõi sức khỏe cây trồng theo thời gian thực, người nông dân sẽ có dự báo sản lượng tốt hơn, từ đó có thể mở rộng hoạt động sản xuất và canh tác bền vững.

Ngành nông nghiệp đang ngày càng phát triển theo hướng hiện đại, đặc biệt là với sự tác động của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, hứa hẹn sự bùng nổ về năng suất, chất lượng và sự thay đổi toàn ngành. Đã có nhiều công nghệ tiên tiến ra đời, tự động hóa trong việc thu thập, lưu trữ cũng như truyền tải thông tin, dữ liệu sản xuất dựa trên nền tảng điện toán đám mây. Nhờ đó, nông dân có thể chủ động giám sát từ xa qua các thiết bị như điện thoại thông minh, máy tính có kết nối internet… để có các chỉ số quan trọng như nhiệt độ, độ ẩm không khí, độ ẩm đất, độ pH… và xử lý, điều chỉnh kịp thời. Song song với đó, tận dụng ánh nắng mặt trời để phát triển điện mặt trời kết hợp nông nghiệp công nghệ cao cũng đang trở thành một xu hướng mới, giúp sản xuất nông nghiệp theo hướng sạch và bền vững.

Nguồn: Tổng hợp