Chuyển đổi số thay đổi ngành nông nghiệp như thế nào?

Chuyển đổi số trong nông nghiệp - xu thế tất yếu

Công nghệ sử dụng trong sản xuất nông nghiệp, còn gọi là công nghệ nông nghiệp, đã nhanh chóng thay đổi ngành công nghiệp nông nghiệp. Những chủ thể của sản xuất nông nghiệp như nông dân, các nhà sản xuất thực phẩm, v.v.. phải nắm bắt xu hướng chuyển đổi số. Bằng cách sử dụng công nghệ như một nguồn tài nguyên bền vững và có thể mở rộng, chúng ta có thể đưa nông nghiệp lên một tầm cao mới. Internet of Things (IoT) và trí tuệ nhân tạo (AI) đang đơn giản hóa và hợp lý hóa việc thu thập, kiểm tra và phân phối tổng thể tài nguyên nông nghiệp bằng các cảm biến và hệ thống quản trị dữ liệu Big data. Ứng dụng robot trong nông nghiệp có thể cải thiện hiệu quả và dẫn đến năng suất cao hơn và nhanh hơn. Thiết bị bay không người lái (UAV) được sử dụng để phun trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật có thể làm giảm đáng kể việc sử dụng hóa chất nông nghiệp.

Phần chuyển đổi số sáng tạo nhất là khả năng sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong khai thác và phân tích dữ liệu để dự báo xu hướng cũng như cảnh báo các tình huống bất thường, giúp người sản xuất có thể đưa ra quyết định ngay cả trước khi bắt đầu mùa vụ. Trước khi mùa vụ, công nghệ số có thể khuyến nghị lựa chọn giống cây trồng và đầu vào, và hỗ trợ tín dụng và bảo hiểm, tư vấn thời tiết và hỗ trợ liên quan đến dịch bệnh và dịch hại thông qua việc tạo dữ liệu. Phân tích sâu hơn cho phép nông dân đưa ra quyết định thông minh về canh tác và hưởng lợi từ việc sử dụng tiết kiệm đầu vào, lao động. Hệ thống AI còn có thể dự đoán những đặc điểm và gen nào sẽ tốt nhất cho sản xuất cây trồng dựa trên các đặc điểm thổ nhưỡng và khí hậu. Đã đến lúc chúng ta cần phải thấy được tính cấp bách để áp dụng những công cụ mới này để thúc đẩy phát triển nông nghiệp.

Dân số thế giới ngày càng tăng, cả ở các quốc gia phát triển và đang phát triển, sẽ làm tăng nhu cầu về chất lượng sản phẩm, thực phẩm không chất bảo quản và không gây ô nhiễm môi trường. Sự thay đổi này sẽ tác động đến nhu cầu và an ninh toàn cầu. Ở Ấn Độ, nông dân được trang bị các công nghệ mới nhất cũng như được đào tạo để áp dụng những công nghệ này nhanh chóng. Nông nghiệp số đang dần xâm nhập vào các trang trại Ấn Độ để hỗ trợ nông dân ra quyết định tốt hơn. Công nghệ số cũng nắm giữ tiềm năng to lớn để chuyển đổi nền kinh tế nông nghiệp nhiều quốc gia, vùng như Ấn Độ, Đài Loan,… và tác động đến cuộc sống của nông dân.

Những thách thức lớn đối với nông nghiệp bao gồm sử dụng tài nguyên không bền vững, năng suất trang trại giảm, nhu cầu thực phẩm chất lượng cao và an toàn tăng nhanh, thu nhập nông nghiệp bị đình trệ và nắm giữ đất đai bị chia cắt. Những điều này có thể được khắc phục thông qua việc triển khai bền vững và có thể mở rộng các công nghệ và cơ sở hạ tầng kỹ thuật số. Số hóa kinh doanh nông nghiệp, bao gồm tận dụng một lượng lớn dữ liệu từ thiết bị nông nghiệp, đất, thời tiết, hạt giống và hóa chất, sử dụng khoa học máy tính hiện đại để tự động hóa nông nghiệp, đang đóng một vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu lương thực toàn cầu.

Ngành nông nghiệp thế giới sẽ được hưởng lợi rất nhiều từ nhiều công nghệ số tiên tiến trong các giai đoạn của chuỗi sản xuất nông nghiệp, từ khâu giống, canh tác, chế biến, phân phối và dịch vụ khách hàng đã xuất hiện trong thời gian gần đây.

Công nghệ số dang thay đổi sản xuất nông nghiệp

Quản lý nông trại

IoT, Dữ liệu lớn, đám mây và tính di động đang ngày càng được tận dụng để cải thiện sản lượng trang trại. Một số nhà cung cấp dịch vụ theo mô hình nông nghiệp (FaaS¹) đang tận dụng công nghệ số để cung cấp các giải pháp nông nghiệp đổi mới cho nông dân và doanh nghiệp nông nghiệp. Căn cứ trên các thông số báo cáo, cho phép người nông dân lên kế hoạch thay đổi cũng như thiết kế các chương trình chăm sóc cây trồng, vật nuôi (tưới, bón phân, cho ăn,…).

Theo dõi và giám sát theo thời gian thực

Một số công cụ kỹ thuật số và ứng dụng GPS cho phép người nông dân theo dõi chuyển động của vật nuôi, tăng trưởng của cây trồng, biến đổi của thời tiết, thay đổi dinh dưỡng đất,…. cũng như giao tiếp trực tiếp với người giám sát và người lao động. Công nghệ mới đã trở thành điều cần thiết cho các nhà sản xuất để theo dõi vật nuôi, cây trồng của họ. Cùng với công nghệ di động, việc quản lý sản xuất nông nghiệp trở nên thuận tiện, hiệu quả hơn bao giờ hết và nó trở nên quan trọng đối với việc ứng phó với dịch bệnh, tiếp cận thị trường và xây dựng thương hiệu.

Giám sát từ xa & thiết bị bay không người lái

Thiết bị bay không người lái có một lợi thế duy nhất là có thể cung cấp thông tin trực tiếp có thể có lợi về nhiều mặt. Nó đã được sử dụng để kiểm tra và theo dõi sức khỏe cây trồng, thức ăn dự trữ và điểm cấp nước.

Thiết bị bay không người lái cũng đang được sử dụng để phun các vi chất dinh dưỡng lên cây trồng, giảm thiểu xâm nhập hóa chất vào nước ngầm. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng thiết bị bay không người lái có thể tăng tốc độ phun lên gấp năm lần so với các loại máy móc khác. Nhiều quốc gia trong đó có Việt Nam, sử dụng thiết bị bay không người lái để phun thuốc trừ sâu không phải hiếm². "Chỉ tính năm 2018, tại 4 nước Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc và Thái Lan đã có hơn 40.000 chiếc máy bay phun thuốc được đưa vào sử dụng"³. Theo ghi nhận, có nhiều tổ chức bao gồm cả các doanh nghiệp tư nhân tại Việt Nam đã thiết kế và cung cấp cho thị trường nông nghiệp các sản phẩm thiết bị bay không người lái như: Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam, Học viện Nông nghiệp Việt Nam,… Dù vậy, vấn đề pháp lý đang là rào cản cho triển khai, việc kinh doanh thiết bị bay phải đáp ứng và tuân thủ nhiều điều kiện như phải có nhà xưởng, tuân thủ các điều kiện về an ninh quốc phòng, chưa kể là mỗi lần bay phải xin giấy phép trước 7 ngày⁴.

Tự động hóa quy trình canh tác

Nói về tự động hóa, AI cho phép kết nối nhiều cảm biến và thiết bị hơn bao giờ hết. Các dạng AI này cho phép tự động hóa nhiều tác vụ mà trước đây phải thực hiện theo cách thủ công, chẳng hạn như khóa cửa, thay đổi nhiệt độ trên bộ điều nhiệt và bật đèn hoặc thiết bị thông gió,…. Khi AI thông qua các cảm biến trên thiết bị, xác định rằng cây trồng đã sẵn sàng cho thu hoạch, nó có thể đưa các robot được hướng dẫn bởi các cảm biến tích hợp của riêng chúng và IoT, bắt đầu hoạt động thu hoạch, trong khi AI tính toán thời gian thu hoạch cần thiết và thời gian vận chuyển.

Sự chính xác đến từng chi tiết và trên quy mô lớn như vậy là cách thức mà nền nông nghiệp sẽ vận hành trong tương lai, mang lại hiệu quả cao hơn và tính bền vững. Bạn có thể gọi nó là "Nông nghiệp chính xác - Precision agriculture".

Ứng dụng Big data

Không có nghi ngờ gì về việc các công ty thành công nhất hiện nay đang sử dụng các kỹ thuật phân tích dữ liệu lớn (Bigdata). Phân tích dữ liệu, được thúc đẩy bởi AI, sẽ trở thành nền tảng của hoạt động kinh doanh. Những nông dân và các chuyên gia công nghệ nông nghiệp phân tích dữ liệu người tiêu dùng sẽ có lợi thế lớn hơn những người không phân tích. Họ sẽ có thể thấy các xu hướng trong nhận thức của công chúng và mô hình mua hàng sẽ cho phép doanh nghiệp của họ phát triển nhanh hơn những người khác.

Công nghệ Blockchain

Ứng dụng dễ thấy nhất của Blockchain chính là tiền điện tử, tuy nhiên đấy chỉ là một trong các ứng dụng của Blockchain. Điều làm cho Blockchain trở nên độc đáo là dữ liệu được lưu trữ trên các mạng Blockchain là minh bạch và không thể phá hủy. Theo định nghĩa nó là công khai và dữ liệu một khi được lưu trữ không thể bị hỏng bằng cách thay đổi bất kỳ thông tin nào trên Blockchain. Chính đặc tính này cùng với đồng tiền điện tử đã mở ra nhiều ứng dụng cho ngành nông nghiệp: truy xuất nguồn gốc, hợp đồng thông minh, giảm thiểu các khâu trung gian, kích thích sản xuất sạch, ….

Trước yêu cầu đưa thành tựu công nghệ vào nông nghiệp trong thời đại 4.0, việc áp dụng Blockchain được đặt nhiều kỳ vọng sẽ mang lại lợi ích và sự phát triển bền vững cho các bên trong chuỗi nông nghiệp, đặc biệt ở tính minh bạch và khả năng truy xuất nguồn gốc.

Nông nghiệp chính xác - xu hướng công nghệ nông nghiệp

Nông nghiệp chính xác đang được nông dân áp dụng để tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, có thể là nước, phân bón,…, để mang lại hiệu quả về chi phí, năng suất và hơn thế nữa cho sản xuất nông nghiệp. Hơn nữa, nông nghiệp chính xác hỗ trợ ra quyết định trong tưới tiêu, quản lý cây trồng, tối ưu hóa nước,....

Các công nghệ nông nghiệp chính xác như robot, cảm biến, máy bay không người lái, hình ảnh vệ tinh, Big data và IoT,… đang được sử dụng trong các giai đoạn khác nhau của nông nghiệp, từ phân tích môi trường, lập bản đồ cảnh quan tưới tiêu, phân tích đất cho đến phân tích sức khỏe cây trồng, vật nuôi. Những công nghệ này mang lại thông tin có độ tin cậy cao giúp đánh giá thiệt hại kịp thời, lập kế hoạch sản xuất, các điều chỉnh theo thực tế và kế hoạch dự phòng. Đưa ra dưới đây là một vài ví dụ về công nghệ đang được sử dụng trong nông nghiệp chính xác:

- Dự báo và theo dõi thời tiết đang được áp dụng để cung cấp mức độ chính xác cao trong ngắn hạn, trung bình và dài hạn.

- Kết hợp các hệ thống năng lượng hỗn hợp phục vụ sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau (điện lưới, mặt trời, điện gió,…) được sử dụng cho tưới tiêu và kho lạnh, với mục đích phục vụ cho các trang trại nhỏ và các khu vực bị hạn chế hoặc không có điện.

- Các phương pháp bảo vệ cây trồng thân thiện với môi trường có khả năng giảm thiểu một phần đáng kể thiệt hại do sâu bệnh gây ra mà không dùng quá nhiều hóa chất, do đó ngăn ngừa ô nhiễm đất và nước.

- Các cảm biến có thể cung cấp cho nông dân thông tin về năng suất cây trồng, lượng mưa, sâu bệnh và dinh dưỡng đất đang được sử dụng. Đây là những thông tin vô giá cho sản xuất và cung cấp dữ liệu chính xác có thể được sử dụng để cải thiện kỹ thuật canh tác theo thời gian.

IoT đang được áp dụng cho các cảm biến có thể phát hiện độ ẩm của đất, tăng trưởng cây trồng và thức ăn chăn nuôi, để quản lý và điều khiển từ xa các máy gặt và thiết bị tưới tiêu được kết nối thông minh. Các dữ liệu vận hành cũng được trí tuệ nhân tạo (AI) phân tích kết hợp với thông tin của bên thứ ba như thông tin thời tiết để cung cấp những hiểu biết mới. Điều này giúp ích trong việc ra quyết định về lựa chọn cây trồng, đầu ra của cây trồng, v.v..

- Thiết bị bay không người lái đang giúp nông dân quét ruộng, theo dõi cây trồng, gieo hạt và phân tích sức khỏe cây trồng và những loại khác. Thiết bị bay không người lái có cảm biến tiên tiến và khả năng xử lý hình ảnh có thể thu được hình ảnh chính xác của các cánh đồng, và chỉ ra mọi thứ từ các vấn đề thủy lợi và biến đổi đất đến sâu bệnh và nấm bằng cách nhìn thấy cây trồng từ không trung.

Tài liệu tham khảo:

1. Farming-as-a-Service

2.https://vnexpress.net/nong-dan-mien-tay-dung-thiet-bi-bay-khong-nguoi-lai-phun-thuoc-tru-sau-4004944.html

3. https://doimoisangtao.vn/news/2019/04/12/thit-b-bay-nng-nghip-ct-cnh

4. https://doimoisangtao.vn/news/2018/12/07/c-o-thit-b-bay-khng-ngi-li-phun-thuc-bo-v-thc-vt-made-in-vietnam

(Bài đăng ấn phẩm in Tạp chí TT&TT số 11+12 tháng 9/2020)