Robot nhỏ chăm sóc cây trồng theo hướng bầy đàn

Để có thể tự động hóa hoàn toàn công việc canh tác trên cánh đồng, Nhà phát minh và kỹ sư David Dorhout từ Des Moines, Iowa đã phát triển hệ thống robot chăm sóc cây trồng theo hướng bầy đàn, ứng dụng Trí tuệ Nhân tạo (AI) có thể độc lập hoạt động và giao tiếp với nhau.

Gieo hạt, bón phân, trồng trọt, diệt cỏ, thu hoạch... hàng chục chiếc máy nông nghiệp thông minh có thể thực hiện toàn bộ công việc trên một cánh đồng hoàn toàn độc lập. 

Kỹ sư David Dorhout phát minh ra Agrirobot sáu chân “Prospero”. Máy trồng và chăm sóc cây tự động siêu nhỏ này chỉ lớn hơn quả bóng rổ một chút nhưng có thể thực hiện những điều kỳ diệu. Những chi nhôm nhỏ của robot dễ dàng cơ động trên mọi bề mặt cánh đồng. Trên cánh đồng, khi phát hiện không gian trống, robot sẽ khoan một lỗ xuống đất và đặt một hạt giống. Tiếp theo, Prospero đánh dấu vị trí bằng một bình xịt và lại tiếp tục di chuyển theo lộ trình được lập trình trong vùng canh tác.

Theo ý tưởng của Dorhout, một bầy robot nông nghiệp nhỏ sẽ làm việc trên cánh đồng và giao tiếp với nhau tương tự như kiến. Những robot của Dorhout sử dụng tín hiệu hồng ngoại để dẫn dắt bầy đàn đến khu vực canh tác, gieo hạt hoặc chăm sóc cây trồng.

Nhà phát minh, kỹ sư David Dorhout từ Des Moines, Iowa với một robot gieo trồng, chăm sóc ngô.

Peter Dahmen, thành viên bộ phận nghiên cứu Khoa học Cây trồng của công ty Bayer-CropScience cho biết: “Nông nghiệp có tiềm năng lớn cho tự động hóa. Tại sao không lấy những cỗ máy kéo lớn ngày nay và chia thành hàng nghìn chiếc máy nhỏ hơn”.

Các nguyên mẫu nông nghiệp đầu tiên đang được thử nghiệm: Robot “Bonirob” có thể di chuyển trong một cánh đồng ngô và chăm sóc, theo dõi cây trồng.

GS Simon Blackmore, Giám đốc Trung tâm Quốc gia về Canh tác Chính xác (NCPF) tại Vương quốc Anh cho biết, việc nâng cao hiệu quả trở nên cực kỳ cấp thiết với nông nghiệp: theo Tổ chức Nông lương thế giới (FAO), sản lượng lương thực trên toàn thế giới sẽ phải tăng 70% cho đến năm 2050, đáp ứng nhu cầu trên toàn thế giới. Để đáp ứng điều này, các nhà sản xuất bắt đầu chế tạo máy nông nghiệp, ứng dụng công nghệ AI, Máy học hiệu suất cao.

Tùy thuộc vào yêu cầu công việc, những mô-đun khác nhau như cảm biến, thiết bị phun hoặc máy thao tác có thể được hoán đổi dễ dàng. Viện nghiên cứu ở Wageningen cũng phát triển một hệ thống cảm biến tinh vi: Những camera đặc biệt tạo ra hình ảnh ba chiều về môi trường xung quanh, cho phép robot phân biệt trái cây với lá cây.

Bên cạnh những mô-dun máy thao tác đã được kiểm chứng và thử nghiệm, một số mô-đun đặc biệt khác cũng đang được nghiên cứu chế tạo như cảm biến xác định độ chín của nho bằng ánh sáng huỳnh quang. Nhờ công cụ này, robot có thể thu hoạch trong vườn nho và vườn cây ăn quả.

Ngoài việc tăng năng suất và giảm chi phí nuôi trồng, robot khiến nhà nông hiểu rõ hơn về sự phát triển của cây trồng và tình trạng thực địa. Một robot canh tác có thể đi đến hàng trăm địa điểm lấy mẫu mỗi ngày, tự động thu thập và lưu trữ dữ liệu quan trọng: tốc độ tăng trưởng cây trồng, tình trạng dinh dưỡng, thời tiết, chỉ số diện tích lá và có thể thực hiện những phép đo hằng ngày.