Công nghệ nông nghiệp chính xác: Canh tác thay đổi theo vùng, chỉ dẫn tự động, Robot nông trại và cánh đồng thông minh
cập nhật: 19/06/2017 08:18:44

Nền nông nghiệp chính xác bao gồm một loạt các công nghệ và thực hành liên quan giúp người nông dân nhận thức và giải quyết được những biến đổi của đất có thể ảnh hưởng lên sự tăng trưởng của cây trồng. Các kỹ thuật canh tác chính xác hiện nay có xu hướng tập trung vào việc khám phá cách thức biến đổi của các yếu tố như chất lượng đất, nguồn nước, mô hình thoát nước,… trong một cánh đồng, sau đó áp dụng các chiến lược trồng, thu hoạch và quản lý để giải quyết những biến đổi đó. Thông tin, số liệu về các biến đổi trong cánh đồng có thể thu được từ nhiều nguồn như thao tác lấy mẫu và kiểm tra; thiết bị cầm tay, cảm biến gắn ở thiết bị, cảm biến đặt trên cánh đồng hay đặt trên mặt đất, trên không, hoặc các điều tra dựa trên vệ tinh. Các chiến lược quản lý có thể rất khác nhau, mục đích có thể là nhằm tăng năng suất cây trồng hoặc giảm tiêu thụ nguyên liệu đầu vào tốn kém như hạt giống, phân bón và thuốc diệt cỏ.

 Các công nghệ mới nổi: Canh tác thay đổi theo vùng và chỉ dẫn tự động
Một trong những phát triển quan trọng nhất trong hệ thống nông nghiệp chính xác tích hợp trước trong thập kỷ vừa qua là sự ra đời của các hệ thống ứng dụng (cấp) thay đổi theo vùng đất (variable-rate application) dùng cho phân bón, hạt giống, thuốc trừ sâu, và thuốc diệt cỏ. Những hệ thống này thay thế hệ thống ứng dụng cố định thông thường trên các phương tiện nông trại hay các phương tiện chuyên dụng. Các hệ thống ứng dụng thay đổi theo vùng có thể cho phép người nông dân cung cấp chính xác liều lượng đầu vào cây trồng ở những nơi cần thiết. Hệ thống ứng dụng thay đổi theo vùng cơ bản nhất là loại có người điều khiển, có nghĩa là người nông dân phải điều chỉnh thủ công các đầu ra của hệ thống khi hệ thống định vị của xe cho biết xe đang đi vào 1 vùng mới. Hệ thống ứng dụng thay đổi theo vùng liên kết trực tiếp với hệ thống GPS/GIS trên xe và điều chỉnh các tỷ lệ phân tán đầu vào dựa trên dữ liệu bản đồ. Các hệ thống tiên tiến nhất sử dụng công nghệ cảm biến và công nghệ cấp, trong đó các cụm cảm biến gắn trên xe hay thiết bị sẽ đo chỉ số tình trạng cây trồng và hướng đầu phun hay thiết bị cấp thay đổi để cung cấp lượng đầu vào thích hợp để xử lý vấn đề. Ví dụ, một thiết bị phun thuốc diệt cỏ được trang bị công nghệ on-the-go (xử lý di động) có thể xác định cỏ dại bằng cách sử dụng cảm biến quang và cung cấp đủ thuốc diệt cỏ giúp tiêu diệt cỏ dại bằng cách sử dụng đầu phun khớp nối. Hệ thống cảm biến và ứng dụng on-the-go còn có thể tận dụng dữ liệu từ cơ sở dữ liệu bản đồ để nâng cao độ chính xác và mức đáp ứng, các đầu vào của cảm biến có thể cung cấp các thông tin quý giá để cập nhật cơ sở dữ liệu, hỗ trợ quyết định trong tương lai.

Nông dân thường xuyên ghép hệ thống ứng dụng thay đổi theo vùng với hệ thống hướng dẫn giúp giữ cho máy kéo và các thiết bị hoạt động chính xác trên 1 cánh đồng, giúp giảm khối lượng công việc của nông dân, trong khi cải thiện tính chính xác của thay đổi ứng dụng theo vùng. Ngay cả trong trường hợp không có các hệ thống ứng dụng thay đổi theo vùng, người nông dân có thể khai thác lợi ích của các hệ thống hướng dẫn trong việc định vị các cánh đồng và xác định điểm giao giữa các vùng. Hệ thống hướng dẫn cơ bản nhất bổ sung một màn hình hiển thị bản đồ định vị với một cột ánh sáng chỉ thị hỗ trợ nông dân có thể đi xe trên một con đường được xác định trước một cách chính xác nhất. Các hệ thống tiên tiến hơn ngày càng kết hợp hướng dẫn hoạt động, bao gồm cả lái máy kéo tự động và hệ thống hướng dẫn và lái tách riêng cho thực hiện. Hệ thống lái tự động cơ bản giữ máy kéo trên 1 đường thẳng rất chính xác đi qua cánh đồng, nhưng người nông dân vẫn cần chuyển hướng máy kéo để bắt đầu đi qua 1 cánh đồng khác. Các hệ thống tốt nhất hiện nay có thể cả lái và chuyển hướng máy kéo và có thể đạt được mức độ chính xác rất cao, kiểm soát các phương tiện hoạt động cho hàng chục hàng cây trồng theo các mẫu hình lặp lại với dung sai +/- 1 inch thậm chí ở cả các cánh đồng không bằng phẳng hay dốc.

Công nghệ trong tương lai: Robot nông trại và cánh đồng thông minh 
Các xu hướng tương lai trong canh tác chính xác nhằm tăng tính tự động hóa của các phương tiện nông trại và điều khiển thiết bị. Một số nhà sản xuất đã giới thiệu các hệ thống hướng dẫn cho phép máy kéo tự lái, thực hiện 1 số nhiệm vụ hạn chế như theo sau máy gặt đập liên hợp, trong khi kéo thêm toa xe thu hạt, tự lái toa xe đến một điểm đã cài đặt sẵn để đổ hạt, và sau đó trở về vị trí của máy gặt đập để thu hạt. Trong 5-10 năm tới, máy kéo tự hành có thể tham gia vào một loạt vai trò trong các trang trại quy mô lớn. Hiệu quả thu được từ việc sử dụng rộng rãi các hướng dẫn tự động và công nghệ ứng dụng và cảm biến on-the-go có thể giúp công việc canh tác tự động trở nên có lợi hơn canh tác thông thường, thúc đẩy tăng đầu tư vào công nghệ canh tác tự động.

Quan trọng hơn, khi các lợi ích của canh tác tự động được xác định, các chuyên gia hy vọng rằng xu hướng dựa trên hiệu quả hướng tới các phương tiện nông trại lớn hơn sẽ tự đảo ngược. Nhiều chuyên gia hy vọng rằng những quan tâm hiệu quả sẽ thay cho ý thích triển khai các robot hoá chuyên canh sẽ làm việc trên các phần nhỏ trên cánh đồng vào mọi lúc, có thể là 24 giờ một ngày. Mỗi xe sẽ trang bị đầy đủ cảm biến và phần mềm (hoặc thông qua hệ thống điều khiển trên xe hoặc dữ liệu liên kết hệ thống từ xa) cho phép nó có thể quản lý vùng canh tác của mình một cách tối ưu. Cùng với mạng lưới cảm biến phân tán theo dõi các điều kiện đất và cây trồng và các phần mềm tích hợp thu thập dữ liệu và ra lệnh-và-kiểm soát, "các cánh đồng thông minh" trong tương lai có thể tự canh tác. Trong số những yếu tố khác, quy mô kinh tế có thể là kết quả của sự phổ biến các cánh đồng thông minh ở các nước phát triển có thể giúp thực hiện nền canh tác chính xác cơ giới hóa khả thi hơn trong bối cảnh nông nghiệp đô thị, và nông nghiệp tiểu chủ, làm tăng đáng kể lượng đất canh tác cường độ cao, năng suất cao trong tương lai.

Lộ trình từ máy kéo tự động đến robot nông trại có thể không phải là 1 con đường bằng phẳng. Các chuyên gia đã lưu ý rằng các phương triện trang trại tự động làm dấy lên mối quan tâm về tính an toàn và an ninh. Mặc dù các máy móc nông trại tự động có thể hoạt động an toàn hơn rất nhiều so với máy móc được điều khiển bởi con người, thì tai nạn vẫn có thể xảy ra. 

Tất nhiên, có nhiều lợi ích từ canh tác chính xác không đòi hỏi robot nông trại hay cánh đồng thông minh; người lao động có thể thực hiện phương pháp ứng dụng thay đổi theo vùng bằng tay bằng cách sử dụng cảm biến cầm tay và bản đồ GPS. Nhưng canh tác chính xác rộng hơn so với cảm biến và ứng dụng; nó cũng là một công việc đầy thử thách về tri thức. Phần mềm chuyên dụng cho xử lý dữ liệu và hỗ trợ quyết định có thể tự động hóa nhiều công việc tri thức và giúp nông nghiệp chính xác dễ thực hành hơn đối với các cá nhân. Tuy nhiên, việc sử dụng phần mềm như vậy thường đòi hỏi mức tri thức cao. Các xu hướng có thể giảm kích thước xe trang trại cũng có thể chấm dứt việc giúp chuyển nhiều khía cạnh lập kế hoạch và ra quyết định của nông nghiệp chính xác để người nông dân thoát ra khỏi vòng luẩn quẩn. Lao động nông nghiệp là 1 công việc cực kỳ khó khăn và đòi hỏi nhiều thứ, các hóa chất sử dụng trên các trang trại có thể rất có hại cho con người. Tương lai của các trang trại thông minh được quản lý bởi robot không nhất thiết phải là một điều ao ước, chi phí cao của các hệ thống cánh đồng thông minh robot có thể đảm bảo rằng phần lớn các nước phát triển sử dụng các cánh đồng do con người và robot cùng quản lý. 

Nguồn: vista.gov.vn

:: Tin khác
- Lần đầu tiên VN sử dụng robot phẫu thuật ung thư dạ dày
- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa thuần siêu cao sản cho các tỉnh phía Bắc
- Hội thảo Phát triển công nghệ thông tin Việt Nam và Cách mạng Công nghiệp lần thứ 4
- Nghiên cứu phản ứng hạt nhân gây bởi các chùm nơtron trên lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt
- Nguồn nhân lực Việt trước ngưỡng cửa 4.0
- Nghiên cứu chọn tạo giống ngô cho vùng khó khăn
- Khai thác và phát triển nguồn gen quýt Tràng Định - Lạng Sơn và bưởi Luận Văn - Thanh Hóa
- Đề án “Phát triển Hệ tri thức Việt số hóa”
- Hồng cầu lắng đông lạnh - phương pháp dự trữ nguồn máu hiếm mới
- Tôn vinh doanh nghiệp ứng dụng công nghệ xanh