Một chiếc robot tự hành đang di chuyển dọc khu vườn trồng ớt. Nó đang đi tìm những quả ớt chín bằng camera của mình, sau đó dùng cánh tay để thu hoạch. Nếu bạn nghĩ đó là một cảnh nào đó trong một bộ phim viễn tưởng thì bạn đã lầm. Đó chính xác là một sản phẩm tích hợp AI của đội ngũ thiết kế Israel và châu Âu. Và đó là một sản phẩm hướng đến tương lai. 

Châu Âu, Israel và một số quốc gia khác đang phải đối mặt với tình trạng khan hiếm nhân lực trong nông nghiệp. 

“Đó là một công việc khó khăn, đòi hỏi bạn phải làm việc trong trong điều kiện khắc nghiệt, nhiệt độ và độ ẩm cao, dù bạn làm việc trên cánh đồng hay trong nhà kính. Thêm vào đó, công việc này lại có tính mùa vụ nên chỉ mang tính tạm thời.” - Yael Edan, giáo sư Robot Nông nghiệp, Sinh học và Nhận thức tại Đại học Ben-Gurion (BGU), Israel giải thích.

Sức người rõ ràng không thể đảm đương cả một vùng thu hoạch rộng lớn. Dù bạn có làm vất vả nhiều giờ mỗi ngày, bạn vẫn sẽ bỏ sót đâu đó một phần cây trái chưa thu hoạch, dẫn đến thối rữa và thải ra khí nhà kính.

Đó là vấn đề mà nhóm chuyên gia như Edan muốn khắc phục nhờ công nghệ robot, trí tuệ nhân tạo, machine learning và các công nghệ khác. Các công cụ công nghệ cao đang được thử nghiệm trên tất cả mọi khía cạnh của hoạt động canh tác, từ các nhiệm vụ thu hoạch đơn giản đến sản xuất và thụ phấn tinh vi. Mặc dù sẽ luôn có nhu cầu về lao động của con người - ít nhất là trong tương lai gần - nhưng công nghệ có thể giúp lấp đầy những khoảng trống.

Hơn cả việc thu hoạch

Đưa robot vào cánh đồng hoặc nhà kính có thể giúp giải quyết nhiều vấn đề liên quan đến nông nghiệp. Máy có thể hoạt động liên tục, kể cả vào ban đêm với đủ ánh sáng. Chúng có thể được điều chỉnh để chịu được nhiệt độ và độ ẩm mà không bị quá tải nhiệt. Nhờ vậy, người nông dân có thể thu hoạch ớt, cà chua, dưa chuột chín và chất lượng cao nhất. Quá trình này cũng có thể giúp bình ổn giá thực phẩm trên thị trường.

Nhưng robot có thể làm nhiều hơn chỉ là thu hoạch. Các nhà nghiên cứu của BGU đang nghiên cứu các loại robot khác, ví dụ như máy bay không người lái giúp thụ phấn cho hoa thay vì ong và máy phun thuốc thông minh có thể tính toán chính xác lượng thuốc trừ sâu nên phun để ngăn ngừa bệnh. Cả hai dự án đều có thể tác động đến tương lai của an ninh lương thực: Khi nhiều cây trồng chuyển từ cánh đồng vào nhà kính, cho dù vì biến đổi khí hậu hay lý do khác, việc thụ phấn có thể là một thách thức. Thêm vào đó, trong 10 năm qua, số lượng ong trên khắp thế giới đã suy giảm, gây ra mối đe dọa thực sự đối với nguồn cung thực phẩm.

Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ ước tính rằng ong thụ phấn 80% thực vật có hoa và khoảng 75% các loại hạt, trái cây và rau quả mà người Mỹ ăn. Dùng robot thay ong có thể mang lại ý nghĩa trong tương lai nếu chúng ta cần một nguồn cung cấp rau không bị gián đoạn. Và với những lo ngại về sức khỏe gia tăng do lạm dụng thuốc trừ sâu, máy phun thuốc thông minh có thể làm giảm số lượng hóa chất độc hại dùng trong canh tác.

Các thử thách tiềm ẩn

Với những lợi ích kể trên, dường như đưa robot vào bài toán nông nghiệp vào thời điểm này có vẻ hơi muộn. Nhưng kể cả vậy, việc tiếp cận các giải pháp tự động hoá sớm hơn cũng là một vấn đề. Không giống như các ngành công nghiệp khác, nông nghiệp vẫn là một “vùng đất” mà robot chưa thể đường hoàng đặt chân vào. Con người có thể học cách phát hiện trái cây chín rất dễ dàng, nhưng đối với robot, nó là một tổ hợp những phân tích không gian và toán học phức tạp.

Rất dễ dàng để tự động hóa dây chuyền lắp ráp iPhone hay xe hơi vì kích thước, chiều dài, vị trí và các bộ phận luôn giữ nguyên cho một kiểu máy nhất định. Một robot vặn ốc tại một nhà máy của Toyota được lập trình để dùng chính xác dụng cụ ở cùng một vị trí trên mỗi chiếc xe cùng loại. Và mỗi khi nó nâng tua vít lên, ốc vít đã ở đó sẵn.

Nhưng đó không phải cách thiên nhiên vận hành. Mọi thứ hoàn toàn ngẫu nhiên. Ngay cả khi sản phẩm được trồng trong nhà kính nơi có nhiều điều kiện như nhiệt độ, ánh sáng và độ ẩm được kiểm soát, bạn vẫn không thể biết được chính xác khi nào cây sẽ ra quả. Bạn sẽ không thể “lập trình” vị trí và thời gian ra quả để robot tới thu hoạch.

Kết quả là, các máy móc phải đủ thông minh để nhận ra ớt hoặc dưa chuột bằng vẻ bề ngoài, tùy thuộc vào sự đa dạng về kích cỡ, hình dạng và màu sắc. Các robot cũng cần học cách “đối xử” với cây trồng một cách nhẹ nhàng để tránh tình trạng vô tình nhổ cả một cây lên.

Trên tất cả, theo Eden, các quốc gia thường không chi nhiều cho đổi mới nông nghiệp, vì vậy chăn nuôi robot đã hoàn toàn bị bỏ rơi trong nhiều năm qua. Nhưng bây giờ mô hình đó đang thay đổi. Là một phần của sự hợp tác giữa Liên minh Châu Âu với các nhà nghiên cứu Hà Lan, Thụy Điển và Bỉ, nhóm của Edan hiện đang thử nghiệm robot hái ớt trong một số nhà kính ở Hà Lan.

“Chúng tôi sử dụng hàng ngàn bức ảnh về ớt để máy phân tích và nhận diện ớt một cách chính xác.” Đó là chia sẻ của Polina Kurtser, thành viên của nhóm nghiên cứu. Nhóm đang thử nghiệm các chiến lược thu hoạch khác nhau, từ việc thu hoạch bằng cánh tay robot, hút chân không cho đến các phương pháp khác.

Tăng thụ phấn, giảm thuốc trừ sâu

Các lĩnh vực khác cũng đang tận dụng lợi thế từ công nghệ. Shai Arogeti, cộng tác viên của Yael tại BGU, đang phát triển dự án sử dụng máy bay không người lái để thụ phấn. Drone mặc dù không đậu trên hoa và trông không giống một con ong nhưng nó hoàn toàn có thể đạt được kết quả tương tự.

Một số loài thực vật như cà chua không yêu cầu ong thụ phấn; thay vào đó chúng có thể thụ phấn lẫn nhau nhờ vào gió. Arogeti đã thử nghiệm một con robot có thể bay giữa các hàng cây nhà kính, tạo ra một làn gió nhẹ với những lưỡi dao quay tròn và thổi bay những hạt phấn xung quanh.

Một lĩnh vực khác mà robot có thể giúp sức liên quan đến kiểm soát thuốc trừ sâu. Dự án này được phát triển bởi Ron Berenstein, trước đây tại BGU và bây giờ tại Đại học California, Berkeley. Để kiểm soát nấm, côn trùng và các loại sâu hại cây trồng khác, người nông dân sẽ phun thuốc trừ sâu. Tuy nhiên, họ chỉ cần phun một lượng nhỏ lên các điểm bị ảnh hưởng thay vì phun lên toàn bộ khu vực. Robot của Berenstein - hiện đang được thử nghiệm trên cánh đồng nho - có thể gợi ý cho nông dân nơi và lưu lượng thuốc trừ sâu cần sử dụng. Mục đích là để giảm lượng hóa chất độc hại ngấm vào thành phẩm cuối cùng là nho hay rượu. Thiết kế Berenstein cũng cho phép vận hành robot từ xa, giảm thiểu tiếp xúc của con người vào hoá chất.

Vai trò của con người

Robot sẽ tăng tỉ lệ thất nghiệp trong nông nghiệp? Đó không phải là vấn đề đối với các nhà khoa học.

“Chúng tôi không kì vọng robot sẽ thay thế hoàn toàn con người,” Eden nói. “Chúng tôi kì vọng robot sẽ giúp con người trong những tác vụ khó khăn mà con người không làm được.”

Thời điểm robot được sử dụng một cách rộng rãi vẫn còn ở rất xa. Theo Bernstein, điều đó còn tuỳ thuộc vào vốn đầu tư, truyền thông và các vấn đề khác. Có lẽ sau đây khoảng một thập kỉ nữa, bạn có thể nói rằng quả dâu bạn cầm trên tay là do “robot thu hoạch”.

Hiệp (Theo Digitaltrends)

Xem thêm