Vai trò và thách thức của tự động hóa trong phát triển nền nông nghiệp công nghệ cao

Nhiều năm gần đây, công nghệ điều khiển tự động (tự động hóa) đã và đang góp phần thúc đẩy nền nông nghiệp công nghệ cao phát triển nhanh và bền vững. Tuy nhiên, việc ứng dụng tự động hóa vào phát triển nông nghiệp công nghệ cao cũng vấp phải nhiều thách thức.

Tự động hóa giúp phát huy vai trò, thúc đẩy tiềm năng của ngành nông nghiệp

Tự động hóa đã mang lại một cuộc cách mạng, tạo ra những tiềm năng vô hạn trong ngành nông nghiệp, hướng tới phát triển đồng bộ một nền nông nghiệp công nghệ cao và đang tạo ra những lợi ích đáng kể cho nền nông nghiệp.

Cụ thể, có thể hiểu tự động hóa trong nông nghiệp là quy trình ứng dụng các hệ thống tự động và máy móc thông minh để quản lý và điều khiển các hoạt động trong lĩnh vực nông nghiệp.

Bảng điều khiển hệ thống tưới tiêu tại vườn lan của Trung tâm giống cây trồng Học viện Nông nghiệp Việt Nam (Ảnh: Duyên Nguyễn)

Tự động hóa có thể sử dụng các cảm biến, bộ điều khiển và thiết bị kỹ thuật số để thu thập dữ liệu và tự động hóa các tác vụ trên nông trại, cánh đồng.

Công nghệ điều khiển tự động trong nông nghiệp có thể áp dụng cho nhiều hoạt động như trồng trọt, chăn nuôi, tưới tiêu, thu hoạch và vận chuyển, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất, tăng năng suất, giảm sự phụ thuộc vào lao động thủ công, tiết kiệm tài nguyên như nước, phân bón và thuốc trừ sâu.

Đồng thời, giúp sản xuất và vận chuyển nhanh chóng các sản phẩm nông nghiệp, đảm bảo chất lượng tươi ngon và bền vững. Điều này đáp ứng được sự thay đổi trong sở thích của người tiêu dùng, như sự ưu tiên về sản phẩm hữu cơ và nông sản sạch.

Bên cạnh đó, việc đưa tự động hóa vào ngành nông nghiệp còn giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào lao động trong quá trình sản xuất. Các quy trình tự động hóa như thu hoạch, tưới tiêu và sử dụng phân bón có thể thực hiện nhanh chóng và hiệu quả hơn, giúp giảm chi phí lao động và tăng năng suất lao động.

Vườn lan ứng dụng công nghệ cao tại rung tâm giống cây trồng Học viện Nông nghiệp Việt Nam (Ảnh: Duyên Nguyễn)

Khi nền nông nghiệp vận hành bởi máy móc, sẽ giảm các tác động tiêu cực đến môi trường. Các phần mềm ứng dụng và hệ thống tự động có khả năng tối ưu hóa quá trình bón phân và diệt trừ sâu bọ, giảm lượng chất hóa học, giảm phát thải khí nhà kính, tạo ra hệ sinh thái nông nghiệp xanh thân thiện với môi trường.

Một số ứng dụng tự động hóa tiên tiến trong phát triển nông nghiệp công nghệ cao

Tự động hóa nông nghiệp giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và độ chính xác trong quy trình sản xuất. Việc sử dụng các hệ thống cảm biến và bộ điều khiển thông minh giúp kiểm soát và điều chỉnh các yếu tố quan trọng như lượng nước, ánh sáng, nhiệt độ và dinh dưỡng, từ đó tăng cường khả năng sản xuất và cải thiện chất lượng sản phẩm.

Có thể kể đến những ứng dụng điều khiển tự động trong nông nghiệp như máy bay nông nghiệp, robot nông nghiệp, máy cắt cỏ điều khiển từ xa, thiết bị dẫn đường máy nông nghiệp tự động,…

Máy bay nông nghiệp là ứng dụng hiện đại bậc nhất trong nông nghiệp, được trang bị các cảm biến và hệ thống định vị GPS, là công cụ quan trọng trong việc quản lý và nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.

Máy bay nông nghiệp có khả năng phun thuốc trừ sâu và rải phân bón lên cánh đồng chính xác và hiệu quả. Nhờ các cảm biến và hệ thống GPS, chúng có khả năng định vị từ độ cao chính xác, phân bổ chất liệu theo đúng định lượng đến các địa điểm cần thiết. Điều này giảm thiểu lượng thuốc trừ sâu và phân bón, tăng hiệu suất lao động và giúp bảo vệ môi trường.

Máy bay nông nghiệp có khả năng phun thuốc trừ sâu và rải phân bón với định lượng và vị trí chính xác, đã được ứng dụng tại một số địa phương

Một ứng dụng khác của máy bay nông nghiệp là gieo hạt giống. Người ta sử dụng công cụ này để phân bổ mật độ hạt giống đồng nhất trên cánh đồng, thông qua việc lập quy trình và tốc độ bay, giúp tăng hiệu suất của quá trình gieo hạt, đồng thời đảm bảo sự phát triển đồng đều của cây trồng.

Vì được trang bị các cảm biến hồng ngoại và máy ảnh để giám sát, máy bay nông nghiệp có khả năng giám sát sự phát triển của cây trồng. Thông qua hình ảnh và dữ liệu thu thập được, bà con nông dân có thể đánh giá sức khỏe của cây trồng, phát hiện sớm các vấn đề như sâu bệnh, thiếu nước hay thiếu chất dinh dưỡng. Nhờ đó, nhà nông có thể thực hiện các biện pháp phòng ngừa và điều chỉnh chăm sóc cây trồng một cách chính xác và kịp thời.

Bên cạnh máy bay nông nghiệp, robot nông nghiệp cũng là một công cụ hữu ích, được thiết kế và lập trình để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể trong quá trình sản xuất nông nghiệp.

Máy bay phun thuốc trừ sâu trên cánh đồng Tân An, Long An (Ảnh: Nam An)

Robot nông nghiệp cũng có khả năng thu hoạch và gieo hạt tự động theo một lập trình cài đặt sẵn. Nhờ các cảm biến và hệ thống định vị, chúng có khả năng xác định vị trí và tư thế để thực hiện công việc một cách chính xác, giúp giảm thiểu sức lao động nhưng lại tăng hiệu quả sản xuất.

Công cụ này cũng giúp tưới tiêu và chăm sóc cây trồng hiệu quả. Chúng được lập trình để có thể di chuyển trên cánh đồng và cung cấp nước, chất dinh dưỡng hoặc phun thuốc trừ sâu cho cây trồng theo lịch trình cài sẵn.

Robot nông nghiệp được lập trình để thực hiện các công việc khác như vệ sinh, cắt bỏ các phần không mong muốn và phân loại sản phẩm theo kích thước, màu sắc, chất lượng,… Công cụ này cũng có khả năng giám sát và phân tích dữ liệu, bằng các cảm biến và hệ thống thu thập dữ liệu về độ ẩm, nhiệt độ, mật độ cây trồng và các thông số khác để phân tích và đưa ra những quyết định chính xác về chăm sóc và quản lý nông nghiệp. Robot nông nghiệp góp phần nâng cao sự hiểu biết về cây trồng và tối ưu hóa quy trình sản xuất của người nông dân.

Hình ảnh một robot nông nghiệp đang thu hoạch xà lách (Ảnh: Internet))

Ngoài máy bay và robot nông nghiệp, máy cắt cỏ điều khiển từ xa cũng là một công cụ có tính ứng dụng cao trong ngành nông nghiệp. Đây là công cụ tiên tiến, có khả năng cắt cỏ và quản lý cỏ dại trong nông nghiệp. Do đó, công cụ này giúp tiết kiệm thời gian và công sức đáng kể cho người lao động. Máy cắt cỏ tự động đem đến độ chính xác và hiệu suất lao động cao. Khả năng quản lý và xử lý triệt để cỏ dại được đánh giá là ứng dụng thông minh, hữu ích, là một ứng dụng quan trọng của công nghệ điều khiển tự động trong nông nghiệp.

Thiết bị dẫn đường máy nông nghiệp tự động là một ứng dụng khác của công nghệ điều khiển tự động trong nông nghiệp. Được thiết kế để hỗ trợ việc điều hướng và dẫn đường trong quá trình làm việc trên cánh đồng. Thiết bị này giúp định vị và dẫn đường chính xác, bởi sử dụng công nghệ định vị toàn cầu (GPS) để xác định vị trí chính xác của máy móc trên cánh đồng, hoặc tự động điều chỉnh hướng đi và dẫn đường trên cánh đồng. Điều này giúp nâng cao hiệu suất làm việc và giảm thời gian di chuyển của máy trong quá trình làm việc.

Nhờ thiết bị tự động, người điều khiển không cần phải tập trung vào việc điều hướng và dẫn đường, giúp giảm sự mệt mỏi và tăng khả năng tập trung vào các nhiệm vụ khác.

Thiết bị còn có khả năng xác định và đánh dấu vùng làm việc trên cánh đồng, giúp người điều khiển làm việc theo khu vực đã được định sẵn, giúp tối ưu hóa việc quản lý và sử dụng không gian trên cánh đồng, đồng thời giảm nguy cơ làm hỏng các vùng không cần thiết.

Thách thức trong đầu tư phát triển nông nghiệp công nghệ cao

Mặc dù tự động hóa mang lại nhiều lợi ích cho ngành nông nghiệp, nhưng cũng đem đến cho ngành nhiều thách thức, khó khăn. Có thể kể đến chi phí đầu tư vào công nghệ điều khiển tự động, việc đầu tư ban đầu đòi hỏi một lượng vốn lớn. Máy móc và thiết bị tự động hóa thường có giá cao, nếu thiếu nguồn ngân sách hay nguồn tài trợ của doanh nghiệp thì nhà nông khó có khả năng đầu tư. Điều này có thể làm hạn chế việc áp dụng công nghệ tiên tiến vào sản xuất nông nghiệp.

Bên cạnh đó, việc đào tạo và sử dụng công nghệ cũng là một rào cản với lãnh đạo địa phương. Người nông dân cần được hướng dẫn về cách vận hành, bảo trì và sửa chữa các thiết bị tự động hóa. Họ cũng cần có kiến thức về các công nghệ kỹ thuật số và quản lý dữ liệu. Điều này yêu cầu sự đầu tư vào việc đào tạo và hỗ trợ kỹ thuật, đặc biệt là đối với các hộ nông dân và doanh nghiệp nhỏ.

Bên cạnh đó, khi nhà nông phụ thuộc vào công nghệ kỹ thuật số và hệ thống mạng, vấn đề đặt ra một số vấn đề về bảo mật và quyền riêng tư trong nông nghiệp tự động hóa chưa được đảm bảo. Dữ liệu về hoạt động nông nghiệp, thông tin về vườn trồng và vật nuôi có thể trở thành mục tiêu của các cuộc tấn công mạng hoặc việc lạm dụng thông tin cá nhân. Do đó, cần có các biện pháp bảo mật và quản lý dữ liệu mạnh mẽ để đảm bảo an toàn và sự riêng tư của người sử dụng quy trình tự động hóa.

Đối mặt với các thách thức này, cần có sự hợp tác giữa các bên liên quan, bao gồm chính phủ, doanh nghiệp, và các tổ chức nghiên cứu, để vượt qua các khó khăn và thúc đẩy sự phát triển của công nghệ điều khiển tự động trong nông nghiệp.