Có thể ứng dụng IoT vào trồng lúa, chăn bò?

Trong cuốn sách có tên PRECISION - CHÍNH XÁC, được coi là “cẩm nang về IoT” của tác giả Timothy Chou, việc ứng dụng IoT vào nông nghiệp được minh họa rất trực quan. Với các nông trại ngũ cốc rộng lớn nhiều hec-ta tại Mỹ, việc gieo hạt bằng máy móc đã giúp giải phóng sức lao động rất nhiều. Nhưng khi áp dụng IoT vào các máy gieo hạt này, hiệu quả còn được tăng cao hơn nhờ việc xác định được việc gieo hạt ở độ sâu nào trong đất là phù hợp nhất. Nếu sâu quá, cây non sẽ khó phát triển, nếu nông quá, tỉ lệ hạt giống bị các loại chim bới ra ăn sẽ cao lên rất nhiều. 

Tiến sĩ Timothy Chou cũng dẫn chứng việc canh tác nông nghiệp chính xác thông qua ứng dụng IoT sẽ giúp giảm thiểu chi phí về nhiên liệu vận hành máy móc, phân bón, thuốc trừ sâu…

Các trạng thái về độ ẩm của đất hay mức độ phát triển của cây, mức độ sâu bệnh cũng được giám sát bằng các hệ thống cảm biến, liên tục gửi dữ liệu về hệ thống máy tính giám sát. Nhờ quá trình phân tích những dữ liệu được thu thập liên tục hàng ngày hàng giờ từ cánh đồng, các máy rải phân bón hay phun thuốc trừ sâu sẽ được điều chỉnh để giảm thiểu được lượng phân bón hay thuốc trừ sâu cần sử dụng, từ đó giảm được chi phí đầu tư.

Ứng dụng IoT để tính toán chính xác hiệu quả sử dụng phân bón và thuốc trừ sâu sẽ giúp giảm thiểu chi phí đầu tư, giúp nông sản sạch hơn, đồng thời bảo vệ môi trường tốt hơn.

Trong một bài báo trên Irish Technews, tiến sĩ Chou dẫn chứng về trường hợp Nick August, chủ nông trang August Farms ở Mỹ là một “nông dân chính xác” trong canh tác nông nghiệp. Ông Nick ước tính được rằng việc sử dụng các máy móng nông nghiệp chính xác đã giúp ông giảm lượng xăng cần để vận hành máy móc từ 60 lít/hecta xuống chỉ còn 5,9 lít/hecta. Một con số quá ấn tượng.

Nhưng quan trọng hơn, Nick giảm được lượng phân bón và thuốc trừ sâu cần phải sử dụng so với trước khi áp dụng các công nghệ chính xác, giúp cây trồng tăng trưởng tốt hơn nhưng giảm được lượng hóa chất tồn dư trong nông sản, từ đó tạo ra sản phẩm tốt cho sức khỏe người dùng, đồng thời giảm thiểu được tác hại của hóa chất đối với môi trường nông trại của ông.

Hiệu quả từ máy móc thu hoạch chính xác 

Trong cuốn sách PRECISION - CHÍNH XÁC, Tiến sĩ Chou cũng giới thiệu về khả năng ứng dụng các máy thu hoạch chính xác, có thể lên phương án thu hoạch hiệu quả nhất trên cánh đồng từ việc máy móc phải di chuyển ít hơn, giảm tác động của máy làm tổn hại đất trồng.

Các quy trình gặt, đập, sàng ngũ cốc được tích hợp trong cùng một máy gặt đập liên hợp không phải là điều mới mẻ ở các nông trại của Mỹ. Nhưng máy thu hoạch có thể kiểm soát mọi thông số thiết bị, tự hành theo bản đồ cánh đồng thông qua định vị GPS với sai số chỉ là 2 centimet, tích hợp dữ liệu sản lượng thu hoạch được tại từng vị trí lại là một câu chuyện hoàn toàn mới mẻ.

Dữ liệu về sản lượng tại từng vị trí cụ thể trên cánh đồng sẽ giúp xác định phương án canh tác tối ưu và hiệu quả nhất.

Không chỉ đảm bảo các máy móc thu hoạch vận hành trong điều kiện tốt nhất để giảm thiểu hỏng hóc, các dữ liệu về năng suất cũng được tổng hợp và cập nhật liên tục về hệ thống phân tích IoT thông qua các dạng kết nối như 2G, 3G hoặc kết nối vệ tinh. 

Với kết nối qua mạng di động, dữ liệu có thể được cập nhật 6 lần mỗi phút, nhưng nếu không có, máy sẽ tự động tổng hợp để gửi qua kết nối vệ tinh sau mỗi 12 tiếng. Ngoài ra, chủ nông trại cũng có thể sử dụng các kết nối đơn giản hơn như Bluetooh hoặc USB để tổng hợp dữ liệu. 

Từ các dữ liệu về sản lượng và từ quá trình gieo trồng, chăm sóc, chủ nông trại cũng có thể phân tích để xác định chính xác hơn mức độ sử dụng phân bón và thuốc trừ sâu hiệu quả nhất, thời điểm và phương thức gieo hạt nào là hiệu quả nhất. Thông qua từng mùa vụ, các dữ liệu sẽ ngày càng được thu thập nhiều và phản ánh chính xác hơn tình trạng phát triển của nông sản.

Chăn nuôi chính xác bằng trang trại thông minh

IoT cũng được dẫn chứng trong việc giúp tăng hiệu quả cho các trang trại chăn nuôi gia súc, chẳng hạn như chăn bò. Thay vì việc thường xuyên phải kiểm tra sức khỏe định kỳ cho cả đàn bò hàng ngàn con, các chủ trang trại ở Úc đã đeo vào chân bò một chiếc vòng cảm biến có tuổi thọ pin lên tới 10 năm để giám sát sức khỏe của từng con.

Chiếc vòng cảm biến có thể đếm bước chân bò liên tục trong 10 năm.

Chiếc vòng cảm biến có nhiệm vụ vô cùng đơn giản, đó là đếm số bước chân bò mỗi ngày, và liên tục gửi dữ liệu về hệ thống quản lý dữ liệu trung tâm của chủ trang trại thông qua các trạm thu phát tín hiệu không dây. Các trạm thu phát tín hiệu này được lắp đặt ở mọi khu vực trong trạng trại rộng lớn, đảm bảo không bỏ lọt bất kỳ con bò nào khỏi tầm kiểm soát.

Từ các dữ liệu đếm bước chân được thiết bị cảm biến gửi về, hệ thống quản lý dữ liệu có thể phân tích, xác định được tình trạng sức khỏe của từng con bò, cũng như giới tính, thậm chí cả thời điểm bò cái bắt đầu mang thai. Những dấu hiệu bất thường đầu tiên về sức khỏe của bò sẽ thể hiện ngay qua số bước chân, và lập tức được giám sát chặt chẽ hơn. 

Nhờ có các dữ liệu cập nhật liên tục này, người quản lý trang trại có thể xác định được chính xác vị trí của con bò đang ốm. Sau đó, bằng cách kiểm tra thông qua hệ thống camera hoặc đến quan sát trực tiếp, người chăn bò sẽ quyết định có gọi bác sĩ thú y đến hay không. Nhờ vậy, các chi phí về khám thú y định kỳ sẽ được giảm thiểu, chi phí nhân công chăn bò hàng ngày cũng được tiết kiệm. Quan trọng hơn, các vấn đề về bệnh dịch của đàn bò hàng ngàn con sẽ được phát hiện từ rất sớm và dễ dàng khoanh vùng, dập dịch một cách hiệu quả.

Bản chất "giản dị" của IoT 

Câu chuyện về IoT có thể sẽ vô cùng phức tạp với các khái niệm về điện toán đám mây, khả năng học máy hay trí tuệ nhân tạo AI… Nhưng với những ví dụ trên, chúng ta dễ dàng thấy việc ứng dụng IoT vào các lĩnh vực thực chất rất giản dị. 

Điểm mấu chốt của IoT là khả năng khiến vạn vật (Things) có thể kết nối, giao tiếp, truyền tải các thông tin, dữ liệu của chính nó về một hệ thống trung tâm để phục vụ việc phân tích, xử lý. Từ các dữ liệu này, mỗi lĩnh vực, ngành nghề sẽ có những cách ứng dụng IoT khác nhau, nhưng đều có điểm chung là “học hỏi” dần từ các dữ liệu đó để đưa ra phương thức sản xuất, vận hành chính xác hơn, tiết kiệm chi phí hơn và nâng cao hiệu quả hơn.

Tiến sĩ Timothy Chou thuyết trình tại một hội thảo về Internet Vạn vật tại San Diego, Mỹ.

Đúc kết rất giản dị này cũng là thông điệp xuyên suốt trong cuốn sách PRECISION - CHÍNH XÁC – cẩm nang về IoT cho mọi người của Tiến sĩ Timothy Chou - giảng viên của ĐH Stanford (Mỹ). "Bậc thầy" tiên phong về IoT này sẽ đến Việt Nam trong những ngày đầu tháng 5 tới để tham dự chuỗi sự kiện nhằm cung cấp thông tin cho các cơ quan quản lý, cộng đồng doanh nghiệp trong nước về hiện trạng và tương lai IoT, cũng như cách mà Internet Vạn vật thay đổi phương thức sản xuất trong mọi lĩnh vực như thế nào.

Huy Phong