Những công nghệ giúp nông dân đánh giá “sức khỏe” cây trồng từ sớm
Thông qua Internet vạn vật trong nông nghiệp chính xác (IoT4Ag), nghiên cứu do Đại học Pennsylvania (Mỹ) dẫn đầu đã tạo ra các cảm biến phân hủy sinh học và robot di động giúp nông dân nhận biết vấn đề ở cây trồng từ sớm để kịp thời xử lý trước khi quá muộn.
Theo các nhà nghiên cứu, các thiết bị thương mại đo độ ẩm đất thường có giá tới 2.000 USD/chiếc. Với những trang trại rộng lớn, một vài cảm biến sẽ không bao quát hết. Nhóm nghiên cứu IoT4Ag đặt mục tiêu chế tạo các cảm biến có giá thành thấp hơn nhiều, khoảng 1 xu/chiếc. Những thiết bị đó có khả năng phân hủy sinh học và được gieo trồng cùng với hạt giống bằng dụng cụ gieo hạt.
Bên dưới mặt đất, cảm biến phản hồi các xung tần số vô tuyến để báo cáo độ ẩm và điều kiện hóa học quanh rễ cây về bộ phận vận hành. Trên mặt đất, các cảm biến mềm dẻo dạng miếng dán, có thể được gắn bằng cánh tay robot hoặc phun trực tiếp lên tán lá, sẽ hiển thị trực quan độ ẩm bề mặt lá, độ pH hoặc các hợp chất dễ bay hơi do cây bị căng thẳng phát ra.
Robot tự hành - được phát triển bởi Giáo sư Vijay Kumar, Trưởng khoa Kỹ thuật Đại học Pennsylvania - giúp đọc các cảm biến quang học trên lá. Trong khi máy bay không người lái giám sát hiện tượng lá úa vàng dựa vào ánh nắng, những robot này được trang bị đèn chiếu sáng tích hợp nên có thể hoạt động cả ngày lẫn đêm.
Cherie Kagan, Giám đốc IoT4Ag, lưu ý rằng các loại máy nông nghiệp như máy kéo, thiết bị phun thuốc và tưới nước tự động cũng có thể được trang bị thêm camera quang học để quét cảm biến lá trong các hoạt động canh tác thường ngày.
Để giải quyết vấn đề mạng viễn thông chập chờn ở một số vùng nông thôn, có thể ảnh hưởng đến khả năng truyền dẫn dữ liệu, nhóm nghiên cứu của Đại học Purdue đã thiết kế Cổng mạng IoT4Ag chạy bằng năng lượng Mặt trời (SPRING). Được gắn trên giá 3 chân, SPRING truyền trực tiếp các chỉ số từ hiện trường đến máy chủ đám mây. Nhà nông có thể cài đặt tài khoản đám mây và giữ quyền sở hữu toàn bộ dữ liệu về hoạt động trồng trọt của họ. Hệ thống phân tích được phát triển từ tất cả các đối tác sẽ gửi đến nhà nông những khuyến nghị thiết thực thông qua giao diện thân thiện, như trò chuyện với trí tuệ nhân tạo (AI).
Kagan cho biết mục tiêu cuối cùng của IoT4Ag không chỉ dừng lại ở việc phát triển các vật liệu nano mới, robot dã chiến hay AI, mà còn là xây dựng các hệ thống tích hợp nhằm giải quyết các thách thức toàn cầu về an ninh lương thực, năng lượng và nước, qua đó tạo ra tác động tích cực đến xã hội.
THANH TRÚC (Theo PennToday.upenn.edu)
