ỨNG DỤNG PRECESION FARMING

ỨNG DỤNG PRECESION FARMING

Đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia – Động lực chiến lược cho nền kinh tế Việt Nam trong kỷ nguyên mới

Đỗ Đức Dũng, ngày 18 tháng 10 năm 2025

Khi nhờ ChatGPT tổng hợp một số ứng dụng công nghệ trong phát triển nông nghiệp, tôi nhận thấy một ứng dụng ở Hà Lan gọi là Precision Farming giúp sản xuất giảm > 10 % lượng nước và phân bón, tăng năng suất ~ 10 %, lợi nhuận ròng tăng ~ 92 %. Tôi tò mò, tìm và thấy một bài viết đăng trên website của Trường Đại học Eindhoven (Eindhoven University of Technology) tại địa chỉ https://www.tue.nl/en/education/graduate-school/engd-software-technology/news/precision-farming. Thấy hay nên gửi bạn đọc tham khảo.

Bài viết mô tả cách Hà Lan đang phát triển nông nghiệp chính xác (precision farming) – một hướng đi mới trong AgriTech, giúp nông dân canh tác hiệu quả hơn nhờ dữ liệu chính xác về đất, cây trồng và môi trường. Các điểm chính bài viết chỉ ra gồm:

· Thách thức toàn cầu: Trong 50 năm tới, thế giới cần tăng 70% sản lượng lương thực, trong đó 90% đến từ việc tăng năng suất đất hiện có.

· Ứng dụng thực tiễn: Nông dân Jacob van den Borne đã áp dụng nông nghiệp chính xác cho cánh đồng khoai tây, giúp tiết kiệm thuốc, phân bón và lao động.

· Hợp tác khoa học: Tỉnh Noord-Brabant cùng Đại học TU/e và JADS hỗ trợ nghiên cứu, mời nhóm 10 học viên PDEng thiết kế drone thông minh thu thập dữ liệu tại hiện trường.

· Sáng kiến “Farmer Nobi”: Drone được thiết kế để giúp “nông dân ảo” Nobi theo dõi cánh đồng từ xa, phát hiện và phân tích vấn đề mà không cần ra thực địa.

· Kết quả: Sau 8 tuần thử nghiệm, drone hoạt động tốt nhưng cần cải thiện định vị, hạ cánh và độ tin cậy. Dự án thể hiện sự kết hợp thành công giữa công nghệ, khoa học dữ liệu và nông nghiệp – mở ra tương lai mới cho nông nghiệp thông minh.

Chi tiết bài viết như sau:

Giúp Mẹ Thiên Nhiên bằng Nông Nghiệp Chính Xác

AgriTech (công nghệ nông nghiệp) là một lĩnh vực mới đang phát triển nhanh chóng ở Hà Lan. Để có thể canh tác ở quy mô nhất định, nông dân ngày càng cần nhiều thông tin chính xác về tình trạng của cây trồng. Đất ẩm đến mức nào? Có sâu bệnh không? Nếu có thì là loại nào? Cây trồng nào cần thêm chất dinh dưỡng? Trong mười năm qua, lĩnh vực này đã có những bước tiến lớn. Khối lượng dữ liệu khổng lồ được thu thập không chỉ cho thấy cách Mẹ Thiên Nhiên vận hành, mà còn chỉ ra nơi người nông dân có thể hỗ trợ bà.

Nông nghiệp công nghệ cao là tương lai.

Các nghiên cứu cho thấy trong 50 năm tới, thế giới sẽ cần thêm 70% lượng thực phẩm để nuôi sống dân số toàn cầu. Trong đó, chỉ 10% có thể đạt được bằng cách khai thác thêm đất mới; còn tới 90% phải đến từ việc tăng năng suất của đất nông nghiệp hiện có. Nông nghiệp tương lai nghĩa là phải quan sát từng loại cây trồng riêng biệt và đánh giá xem cần gì để tối đa hóa năng suất tổng thể.

Jacob van den Borne, một nông dân ở Reusel, đã nghiên cứu nông nghiệp chính xác nhiều năm cho các cánh đồng khoai tây của mình:

“Việc sử dụng nông nghiệp chính xác giúp tiết kiệm thuốc bảo vệ thực vật và phân bón. Cây trồng nhận được đúng thứ mà nó cần. Do đó, thuốc bảo vệ, phân bón, lao động và đất đai đều được sử dụng hiệu quả hơn.”

Tỉnh Noord-Brabant cũng đã nhận thấy tính hữu ích và cần thiết của AgriTech. Đến năm 2020, họ tài trợ một chương trình kéo dài 4 năm tập trung vào phát triển nông nghiệp chính xác, trong đó công ty của Jacob đóng vai trò trung tâm thực nghiệm. Họ đã mời một nhóm học viên PDEng của Đại học Kỹ thuật Eindhoven (TU/e) hỗ trợ nâng cao độ chính xác của hệ thống. JADS (Học viện Khoa học Dữ liệu Jheronimus ở Den Bosch) – một sáng kiến chung của TU/e và Đại học Tilburg – cũng tham gia, vì nhiệm vụ này liên quan đến việc thu thập, diễn giải và hành động dựa trên lượng dữ liệu khổng lồ.

Nông dân giả tưởng “Nobi”

Nhóm gồm 10 học viên PDEng mang đến kiến thức từ hai lĩnh vực kỹ thuật khác nhau: 6 người thuộc chuyên ngành Công nghệ Phần mềm, 4 người thuộc Thiết kế Hệ thống Cơ điện tử. Để làm rõ câu hỏi nghiên cứu và định hướng giải pháp, họ đã tạo ra một nhân vật nông dân tưởng tượng tên là Nobi.

“Nobi có thể quan sát cánh đồng của mình qua hình ảnh vệ tinh và theo dõi tình trạng cây trồng. Những vấn đề tiềm ẩn hiện ra, nhưng nguyên nhân cụ thể thì không rõ. Liệu cánh đồng bị sâu bệnh tấn công? Hay thiếu nước? Để biết chính xác chuyện gì đang xảy ra, Nobi phải đến tận nơi để kiểm tra. Việc này tốn thời gian, tốn tiền và rất kém hiệu quả.” – các học viên tóm tắt vấn đề.

Giải pháp họ đưa ra là một chiếc drone có thể bay đến vị trí cụ thể và thu thập dữ liệu về đất hoặc cây trồng. Những dữ liệu này sẽ được xem xét tại trang trại, cho phép Nobi đánh giá tình hình ngay trên máy tính và đưa ra hành động phù hợp.

Cơ chế xuyên đất (Piercing Mechanism)

Khi thiết kế drone, nhóm học viên gặp nhiều thách thức:

· An toàn là yếu tố quan trọng.

· Cách hạ cánh phải đảm bảo không làm hư hại cây trồng.

· Cần chế tạo “chân” đặc biệt và cơ chế xuyên đất, giúp drone định vị chính xác trên luống đất và thu thập dữ liệu cần thiết.

· Trọng lượng cũng là vấn đề: hệ thống hạ cánh và xuyên đất nặng hơn 4,5 kg, trong khi drone vẫn phải bay được với tải trọng này.

Một số hệ thống điều khiển bay tự động đã có sẵn, được sử dụng để phát triển phần mềm bay tự động. Tuy nhiên, cơ chế xuyên đất là phát minh hoàn toàn mới, phải hoạt động trong nhiều loại đất khác nhau. Ngoài ra, cảm biến cũng cần có khả năng hoạt động độc lập để đo độ ẩm ở các độ sâu nhất định.

Kết quả khả quan

Các học viên rất thích dự án này. Với nhiều người, đây là lần đầu tiên họ thấy cánh đồng khoai tây thật sự! Họ phải “đặt chân xuống bùn” để kiểm tra và điều chỉnh drone nhiều lần. Sau tám tuần, kết quả thật đáng kinh ngạc, dù họ cũng thừa nhận vẫn còn nhiều việc phải làm:

“Cần cải thiện khả năng định vị chính xác và độ chính xác khi hạ cánh. Hệ thống phát hiện chướng ngại vật cũng phải được bổ sung. Ngoài ra, cần tăng độ tin cậy khi hoạt động trong điều kiện thời tiết xấu.”

Tuy nhiên, xét đến xuất phát điểm của họ, kết quả đạt được là rất đáng khen ngợi.

Cả Jakob de Vlieg (JADS) và Jacob van den Borne đều đồng tình:

“Đây thực sự là một bước tiến mới trên con đường hướng tới nền nông nghiệp tương lai. Hơn nữa, đây là thành quả của tinh thần làm việc nhóm, hợp tác tốt giữa nhiều người và tổ chức khác nhau. Đó chính là điều mà tương lai cần.”