Trên thế giới, việc nông dân khai thác cảm biến và các công nghệ IoT khác để tăng hiệu quả hoạt động nông nghiệp - đặc biệt là cải thiện sản lượng - đang ngày càng phổ biến.

Giám sát chăn nuôi, nông nghiệp chính xác và tối ưu việc tự động hóa các loại máy móc là ba khía cạnh mà IoT tác động nhiều nhất đến nghề nông.

Thị trường nông nghiệp thông minh dự kiến sẽ tăng từ 5,18 tỷ USD trong năm 2016 lên 11,23 tỷ USD vào năm 2022 - theo hãng nghiên cứu thị trường Markets and Markets.

Các trang trại đang trở nên gắn kết hơn khi nông dân nhận ra tiềm năng của IoT (Internet of Things - Internet vạn vật) trong việc giảm chi phí hoạt động mà vẫn cho kết quả tốt hơn: Tăng năng suất, giảm tổn thất và lượng nước.

Để cải thiện hiệu suất trang trại, các nhà cung cấp công nghệ IoT đang phát triển các nền tảng có thể nhận biết, xử lý và truyền dữ liệu môi trường thu được từ việc đo chính xác. Đằng sau các nền tảng IoT này là một loạt công nghệ gồm cảm biến, vi điều khiển, thiết bị phát, thu năng lượng, đèn LED, máy bay không người lái (drone)...

Theo các chuyên gia, các ứng dụng IoT đã, đang và sẽ làm thay đổi nông nghiệp thế giới theo ba cách thức dưới đây.

Giám sát chăn nuôi

IoT cho phép theo dõi liên tục toàn bộ môi trường chăn nuôi. Người dùng được cảnh báo bằng điện thoại hoặc email nếu có bất kỳ tình trạng nào nằm ngoài tham số đã cài sẵn.

Một số hệ thống có chức năng của một hệ thống giám sát tổng hợp đối với lợn, gia súc, gà thịt và sản xuất sữa, hiện đã sẵn sàng cho các mục đích thương mại.

Ví dụ, một hệ thống có tên Moocall giúp nông dân giám sát những con bò đang chuẩn bị sinh con. Một cảm biến chạy bằng pin phát hiện chuyển động của bò và gửi thông báo SMS. Pin có thời lượng 60 ngày, thiết bị sẽ gửi cảnh báo khi mức pin còn 15%.

Một ứng dụng khác là CattleWatch sử dụng công nghệ đám mây, các cảm biến điện tử và nền tảng truyền thông tin để theo dõi từ xa tình trạng sức khỏe và vị trí của gia súc. Người dùng có thể truy cập dữ liệu về vị trí đàn, thời gian đi bộ, chăn thả, nghỉ ngơi, tình trạng tiêu thụ nước, nhiệt độ và các dữ liệu sức khỏe khác theo thời gian thực từ bất cứ đâu qua điện thoại thông minh.

Hệ thống được gắn ở cổ gia súc (vòng đai) hoặc gắn thẻ vào tai này còn có thể phát sóng cảnh báo nếu phát hiện động vật ăn thịt hoặc kẻ săn trộm. Năng lượng cho CattleWatch được lấy từ pin lithium.

Nông nghiệp chính xác

Với bộ cảm biến IoT, nông dân có thể thu thập dữ liệu về thời tiết, đất, chất lượng không khí và sự phát triển của cây trồng để đưa ra những quyết định thông minh hơn.

Ví dụ, Công ty Cropx (Mỹ) sử dụng dữ liệu và các thiết bị cảm biến để giúp nông dân hiểu rõ hơn việc sử dụng nước trong nông trại của họ. Công ty cũng thông báo cho nông dân về lượng phân bón và thuốc trừ sâu cần cho cây vào những thời điểm cụ thể, tự động xử lý các quyết định hằng ngày thay họ. Các thuật toán và công nghệ nhận dạng mẫu còn được sử dụng để phân tích đất, phục vụ việc trồng, chăm bón.

"Tôi nghĩ việc phân biệt các thông tin dữ liệu trên mặt đất và dữ liệu ở dưới mặt đất là vô cùng quan trọng. Dữ liệu trên mặt đất thu được từ các drone, vệ tinh, camera... Những bức ảnh đó luôn quá nhỏ, quá trễ và khi bạn thấy được điều gì đó thì cây trồng đã bị tác động.

Thu thập được dữ liệu từ các nguồn này là thách thức lớn, nhưng tôi nghĩ dữ liệu từ dưới mặt đất có thể còn hữu ích cho công tác dự đoán hơn rất nhiều so với dữ liệu trên mặt đất" - ông Tomer Tzach - CEO của Cropx - cho biết trên tạp chí Forbes Agtech.

Công ty Mỹ Analog Devices Inc. (ADI) đang nghiên cứu dự án “Internet cho cà chua” nhằm thúc đẩy các công nghệ như hệ thống cơ điện tử và cảm biến. ADI tích hợp các giải pháp phần cứng với ứng dụng IoT dựa trên công nghệ đám mây từ ThingWorx để phát triển một giải pháp hoàn chỉnh cho nông dân, cung cấp các ứng dụng và bảng điều khiển được xây dựng trên ThingWorx để hiểu rõ hơn và thực hiện các cải tiến.

Các loại máy tự động

Các hãng John Deere và Case IH đã cung cấp máy kéo tự động cho nông dân từ nhiều năm nay. Loại máy kéo này giảm tối đa các thao tác thừa nên tiết kiệm được thời gian, chi phí.

Nó không cần có trình điều khiển, thậm chí không cần con người chạm vào tay lái mà tự điều khiển hoàn toàn bằng laser thu thập tín hiệu từ một số máy chuyển tín hiệu (transponder) di động. Máy kéo tự động hoặc bán tự động giúp giảm thiểu sai sót của con người khi thực hiện các công việc như phun thuốc trừ sâu...

Hiện các loại máy kéo hoàn toàn tự động đã sẵn sàng trong kho và các nhà sản xuất chuẩn bị tung ra. Loại máy kéo Case IH đã trồng được đậu nành một cách tự động, đang “lưu diễn vòng quanh thế giới”.

Dù khó được thương mại hóa trong 1-2 năm tới nhưng thông qua các thí nghiệm và trình diễn, nó giúp các nhà sản xuất thu thập phản hồi từ nông dân về các tính năng họ mong muốn đối với một máy kéo tự hành.

Ngọc Hiển - Khoa học phát triển