Nông nghiệp là ngành kinh tế cực kỳ quan trọng đối với sự phát triển của một quốc gia. Tuy nhiên, việc quản lý và sản xuất trong nông nghiệp vẫn còn đối mặt với nhiều thách thức.
Dân số ngày càng tăng cùng với sự bất thường của biến đổi khí hậu, hạn hán kéo dài và các vấn đề về chuỗi cung ứng, an ninh lương thực đang ngày càng trở thành vấn đề cấp bách toàn cầu.
Trong thời đại công nghệ 4.0, cùng với những ngành nghề khác, AI trong nông nghiệp đang được đầu tư đẩy mạnh. Vậy trí tuệ nhân tạo (AI) được ứng dụng trong nông nghiệp như thế nào? Nó mang lại những lợi ích gì và tương lai của AI với nông nghiệp sẽ ra sao? Hãy cùng VSGA tìm hiểu trong bài viết sau đây!
Lợi ích của AI trong nông nghiệp
Nông nghiệp là xương sống của nền văn minh nhân loại trong nhiều thiên niên kỷ, cung cấp thực phần và góp phần phát triển kinh tế. Ứng dụng AI trong nông nghiệp giải quyết được nhiều thách thức và giảm bớt nhiều nhược điểm của canh tác truyền thống.
Đưa ra quyết định chính xác hơn
Các tổ chức trong lĩnh vực nông nghiệp sử dụng dữ liệu để có được những hiểu biết chi tiết của quy trình canh tác, từ việc hiểu từng mẫu đất cho đến thu thập thông tin đầu vào, giám sát toàn bộ chuỗi cung ứng sản phẩm và quy trình tạo năng suất. AI trong nông nghiệp cho phép nông dân thu thập, xử lý nhiều dữ liệu trong thời gian ngắn, phân tích nhu cầu thị trường, dự báo giá cả cũng như xác định thời điểm gieo trồng, tưới tiêu, bón phân và thu hoạch tốt nhất.
Ngoài ra, áp dụng AI trong nông nghiệp có thể phân tích dữ liệu thời tiết lịch sử và xu hướng hiện tại, dự báo chính xác điều kiện thời tiết cho phép nông dân đưa ra quyết định tốt hơn ở mọi giai đoạn của quá trình canh tác cây trồng.
Tiết kiệm chi phí
Ứng dụng AI trong nông nghiệp chính xác giúp giúp nông dân canh tác nhiều hơn với ít tài nguyên hơn. AI trong nông nghiệp kết hợp các phương pháp quản lý đất tốt nhất, phương pháp quản lý dữ liệu hiệu quả nhất để tối đa hóa năng suất đồng thời giảm thiểu chi tiêu.
Ứng dụng AI trong nông nghiệp cung cấp cho nông dân những hiểu biết sâu sắc về cây trồng theo thời gian thực, giúp họ xác định khu vực nào cần tưới tiêu, bón phân hoặc xử lý thuốc trừ sâu. Ngoài ra, các phương pháp canh tác đổi mới cũng được áp dụng giúp tăng sản lượng lương thực đồng thời giảm thiểu việc sử dụng tài nguyên. Kết quả là thu được lợi nhuận cao hơn đồng thời tiết kiệm chi phí đáng kể.
Tự động hóa nông nghiệp
Thiếu lao động trong ngành nông nghiệp luôn là vấn đề nhức nhối nhưng nhờ có AI và tự động hóa nông nghiệp, vấn đề này có thể được giải quyết.
Sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật dẫn đến ra đời một loạt máy móc nông nghiệp tự động như máy kéo không người lái, hệ thống tưới tiêu, bón phân thông minh, máy bay không người lái nông nghiệp hỗ trợ IoT, phun thuốc thông minh, robot thu hoạch thông minh. So với bất kỳ con người, các công cụ do AI điều khiển hiệu quả và chính xác hơn nhiều.
Ứng dụng của AI trong nông nghiệp
Theo MarketsandMarkets, AI trong nông nghiệp dự kiến sẽ tăng từ 1,7 tỷ USD vào năm 2023 lên 4,7 tỷ USD vào năm 2028.
Vai trò của AI trong nông nghiệp ngày càng lớn trong nông nghiệp và được ứng dụng trong nhiều hoạt động của chuỗi quy trình canh tác nông trại. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của AI trong nông nghiệp:
Hệ thống tưới tiêu tự động
Hệ thống tưới tiêu tự động dựa trên thuật toán AI kết hợp với các cảm biến IoT (Internet of Things) có khả năng theo dõi độ ẩm đất, và các điều kiện thời tiết khác theo thời gian thực để điều chỉnh việc tưới tiêu phù hợp cung cấp lượng nước cần thiết cho cây trồng. Mỗi cây nhận được chính xác lượng nước cần thiết để tăng trưởng tối ưu, tránh tưới nhiều hoặc tưới ít. Những hệ thống tưới tiêu thông minh như vậy cải thiện đáng kể hiệu quả sử dụng nước, góp phần quan trọng trong hoạt động nông nghiệp bền vững.
Ngoài ra, AI trong nông nghiệp được ứng dụng vào các hệ thống tưới tiêu để phát hiện rò rỉ dựa trên phân tích dữ liệu chẳng hạn như những thay đổi về lưu lượng hoặc áp suất nước.
Giám sát đất và sức khỏe cây trồng
Sự kết hợp sai các chất dinh dưỡng trong đất có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe và sự phát triển của cây trồng. Việc xác định các chất dinh dưỡng này và xác định ảnh hưởng của chúng đến năng suất cây trồng bằng AI cho phép nông dân dễ dàng thực hiện các điều chỉnh cần thiết.
Trong khi khả năng quan sát của con người bị hạn chế về độ chính xác, các mô hình thị giác máy tính có thể theo dõi, thu thập chính xác dữ liệu điều kiện đất và tình trạng cây trồng, nguy cơ sâu bệnh, mức tăng trưởng và kịp thời đưa ra cảnh báo khi có bất kỳ vấn đề cụ thể nào. AI trong nông nghiệp có thể theo dõi chính xác các giai đoạn phát triển của cây với tốc độ và độ chính xác mà con người khó có thể làm được.
Theo dõi sức khỏe vật nuôi
Sử dụng cảm biến thông minh để theo dõi sức khỏe của gia cầm, như nhiệt độ, thói quen ăn uống và hoạt động di chuyển. Phân tích dữ liệu để dự đoán và phát hiện sớm các dấu hiệu bệnh lý, giúp người chăn nuôi can thiệp kịp thời.
Tham gia vào quy trình chăm sóc cây trồng và thu hoạch
Tương tự như cách thị giác máy tính có thể phát hiện sâu bệnh, nó cũng có thể được sử dụng để phát hiện cỏ dại và các loài thực vật xâm lấn. Khi kết hợp với học máy, thị giác máy tính sẽ phân tích kích thước, hình dạng và màu sắc của lá để phân biệt cỏ dại với cây trồng. Các giải pháp như vậy có thể được sử dụng để lập trình cho robot thực hiện các nhiệm vụ tự động hóa quy trình bằng robot (RPA), chẳng hạn như làm cỏ tự động.
Hệ thống phun thuốc thông minh dựa trên AI mang lại độ chính xác cao hơn vào từng khu vực cụ thể, giảm đáng kể số lượng hóa chất được sử dụng trên các cánh đồng, từ đó cải thiện chất lượng cây trồng giúp tiết kiệm chi phí sản xuất, và giảm ô nhiễm môi trường.
Ngoài ra, AI còn hữu ích trong việc phân loại sản phẩm khi thu hoạch. Hầu hết các quy trình phân loại theo truyền thống đều được thực hiện thủ công tuy nhiên AI có thể sắp xếp sản phẩm chính xác hơn.
Thị giác máy tính có thể phát hiện sâu bệnh trên sản phẩm thu hoạch, phân loại sản phẩm dựa trên hình dạng, kích thước và màu sắc.
Giám sát
An ninh là một phần quan trọng của quản lý trang trại. Các trang trại thường là mục tiêu của bọn trộm vì nông dân khó có thể giám sát cánh đồng của mình suốt ngày đêm. Động vật hoang dã là một mối đe dọa khác, ví dụ như cáo đột nhập vào chuồng gà hay chính những vật nuôi trong trang trại làm hại cây trồng hoặc thiết bị.
Khi kết hợp với hệ thống giám sát video, thị giác máy tính và ML (Machine Learning) có thể nhanh chóng xác định các hành động xâm nhập nguy hiểm. Một số hệ thống thậm chí còn đủ tiên tiến để phân biệt nhân viên với khách ra vào nông trại trái phép.
Những thách thức khi ứng dụng AI trong nông nghiệp
Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu khoa học, công nghệ tiên tiến được ứng dụng vào nông nghiệp nhưng nhiều nông dân vẫn quen thuộc với các phương pháp truyền thống hơn. Phần lớn các hộ nông dân canh tác nhỏ lẻ. Ngoài ra, các nhà cung cấp dịch vụ công nghệ thường không giải thích rõ ràng lợi ích của thiết bị mới và cách triển khai chúng.
Do đó, dù ứng dụng AI trong nông nghiệp mang lại nhiều lợi ích nhưng vẫn còn một số thách thức:
Chi phí đầu tư lớn
Chi phí đầu tư, vận hành cho các thiết bị nông nghiệp ứng dụng AI là tương đối lớn. Với nhiều trang trại và doanh nghiệp nông nghiệp đang gặp khó khăn về tài chính, việc áp dụng AI có thể thực sự khó khăn, đặc biệt là đối với những nông trại vừa và nhỏ.
Thiếu kiến thức và kinh nghiệm thực tế về công nghệ và quy trình mới
Sự chưa quen thuộc thường khiến mọi người ngần ngại trong việc áp dụng các công nghệ mới, gây khó khăn cho nông dân trong việc nắm bắt hoàn toàn AI, ngay cả khi nó mang lại những lợi ích không thể phủ nhận. Để thuyết phục người lao động nông nghiệp sử dụng AI, cơ quan quản lý và doanh nghiệp nên cung cấp động lực, nguồn lực và đào tạo cho họ.
Cơ sở hạ tầng chưa đáp ứng
Ngoài việc thiếu hiểu biết và kinh nghiệm, ngành nông nghiệp nhìn chung còn thiếu cơ sở hạ tầng cần thiết để AI hoạt động. Ngay cả những trang trại đã có sẵn một số công nghệ cũng có thể gặp khó khăn trong việc phát triển các hệ thống mới. Do đó, cơ sở hạ tầng cũng là một thách thức đối với các nhà cung cấp dịch vụ và các công ty phần mềm.
Hạn chế về công nghệ
Vì AI vẫn đang phát triển nên công nghệ sẽ có những hạn chế nhất định. Một số hệ thống để đạt được độ chính xác cao yêu cầu dữ liệu phải đa dạng và có chất lượng tốt, đây cũng là hạn chế khi áp dụng AI trong nông nghiệp. Ngoài ra, các cảm biến có thể gặp khó khăn khi thích ứng với môi trường canh tác thay đổi.
Các vấn đề về quyền riêng tư và bảo mật
Vẫn còn thiếu các quy định chung liên quan đến việc sử dụng AI trong tất cả các ngành. Đặc biệt, việc triển khai AI trong nông nghiệp chính xác và nông nghiệp thông minh đặt ra nhiều câu hỏi pháp lý khác nhau. Ví dụ: các mối đe dọa bảo mật như tấn công mạng và rò rỉ dữ liệu có thể gây ra vấn đề nghiêm trọng cho nông dân. Thậm chí có thể hình dung rằng các hệ thống canh tác dựa trên AI có thể bị tin tặc nhắm đến với mục đích làm gián đoạn nguồn cung cấp thực phẩm.
Tương lai của AI trong nông nghiệp?
Sử dụng AI trong nông nghiệp ngày càng quan trọng. Nó nâng cao hiệu quả và năng suất bằng cách cho phép canh tác chính xác, trong đó các nguồn tài nguyên như nước và phân bón được sử dụng một cách tối ưu. Tương lai của AI trong nông nghiệp hứa hẹn những thay đổi mang tính đột phá, với nhiều tiến bộ và đổi mới sắp tới. Nó sẽ cách mạng hóa nền nông nghiệp hiện đại bằng cách cải thiện hiệu quả, tính bền vững, phân bổ nguồn lực dựa trên việc giám sát thời gian thực để tạo ra sản phẩm lành mạnh hơn và chất lượng cao hơn.
