Sản xuất dâu tây trong ngành nông nghiệp có môi trường được kiểm soát đang sẵn sàng cho một sự thay đổi mang tính chuyển đổi nhờ những tiến bộ trong trí tuệ nhân tạo. 

Là một trong những loại trái cây phổ biến nhất trên toàn cầu, dâu tây đặt ra những thách thức đặc biệt cho người trồng thương mại. Một trong những ưu điểm lớn nhất là khả năng liên tục tạo ra sản lượng đủ cao để có lãi.

Những lý do chính góp phần vào thách thức này bao gồm:

• Giá dâu biến động khiến người trồng khó dự đoán lợi nhuận.
• Sự thiếu hụt lao động, đặc biệt là trong khâu thu hoạch, có thể ảnh hưởng đến năng suất và lợi nhuận.
• Sự không nhất quán về nhiệt độ, độ ẩm hoặc ánh sáng có thể làm giảm năng suất.
• Việc quản lý sâu bệnh hại có thể tốn kém và mất thời gian.
• Dâu tây phải đến được thị trường khi vẫn còn tươi.
• Sản xuất đòi hỏi nguồn lực đáng kể.

Ngành công nghiệp sản phẩm tươi sống, bao gồm cả những người trồng dâu tây, đang gặp khó khăn trong việc dự đoán thời hạn sử dụng. Theo OneThird, một công ty công nghệ Hà Lan, các nhà bán lẻ thường mất 10-40% lợi nhuận do phải loại bỏ trái cây và rau quả, trong đó có dâu tây. 

Điều này dẫn đến tổn thất tài chính và chi phí môi trường đáng kể, chẳng hạn như tiêu thụ quá nhiều nước ngọt và phát thải CO2.

Sự thiếu hụt máy hái trái cây đã dẫn đến sự quan tâm ngày càng tăng đối với các giải pháp tự động như robot hái trái cây. Ví dụ: robot thu hoạch dâu tây do Organifarms phát triển có tên BERRY, sử dụng phần mềm nhận dạng hình ảnh để xác định loại trái cây nào đã sẵn sàng cho thu hoạch.

BERRY có thể đánh giá độ chín, kích thước, hình dạng và sự hiện diện của các khuyết tật trên mỗi quả dâu tây. Ngoài việc hái dâu, robot còn đặt chúng vào thùng chứa. Một hệ thống cân tích hợp đảm bảo mỗi cân đều được đổ đầy đúng cách.

Vai trò của AI trong việc vượt qua các thách thức trồng dâu tây

AI tiếp tục giúp định hình lại hoạt động sản xuất dâu tây trong môi trường được kiểm soát. Các nhà nghiên cứu tại Đài Loan đã sử dụng AI để tối ưu hóa điều kiện trồng dâu tây trắng, giúp tỷ lệ thất thoát giảm từ 70% xuống 20%. Điều này cho thấy tiềm năng của AI trong việc nâng cao năng suất cây trồng và tính bền vững. 

Các cuộc thi ở Trung Quốc cũng nhấn mạnh tính hiệu quả của AI, khi các công ty khởi nghiệp đối đầu với những nông dân có kinh nghiệm để chứng minh khả năng cải thiện sự phát triển của dâu tây.

Một ví dụ là Cuộc thi Nông nghiệp Thông minh Duo Duo năm 2020. Được tổ chức bởi Pinduoduo và Đại học Nông nghiệp Trung Quốc, cuộc thi được tổ chức với sự cộng tác của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc. Năng suất, hương vị và hiệu quả chi phí là trọng tâm chính.

Các nhóm AI đã ghi nhận tốc độ tăng trưởng sản lượng dâu tây cao hơn 175% so với các phương pháp truyền thống. Điều này đạt được bằng cách tận dụng các thuật toán AI để kiểm soát sự tăng trưởng, chứng minh tác động mà AI có thể mang lại đối với hiệu quả và năng suất. 

Cuộc thi cũng nêu bật tiềm năng tiếp cận thị trường sớm hơn cho dâu tây, điều này có thể mang lại lợi thế về giá.

Những phát triển này trong lĩnh vực trồng dâu tây ở Trung Quốc nhấn mạnh vai trò của AI trong việc hiện đại hóa nông nghiệp. Họ cung cấp những hiểu biết sâu sắc và chiến lược mà người trồng có thể thích ứng để tăng cường sản xuất lương thực và tính bền vững.

Bên cạnh điều kiện trồng trọt, việc tối ưu hóa cả khí hậu và vùng rễ cây cũng rất quan trọng để sản xuất dâu tây có năng suất và chất lượng cao. Quản lý vùng rễ bao gồm các yếu tố như độ ẩm, oxy hòa tan, nồng độ chất dinh dưỡng và nhiệt độ.

Tiến sĩ Youbin Zheng, giáo sư làm vườn môi trường tại Đại học Guelph, giải thích rằng hầu hết mọi hoạt động chăn nuôi trong sản xuất cây trồng trong môi trường được kiểm soát đều dựa trên đầu vào của con người, chẳng hạn như kinh nghiệm và thời gian sẵn có để quản lý khí hậu và vùng rễ. Do đó, trong các hệ thống sản xuất môi trường được kiểm soát chuyên sâu, khí hậu và vùng rễ thường không được tối ưu hóa.

Zheng cho biết: “AI có thể được sử dụng để kiểm soát hệ thống khí hậu và tưới tiêu một cách tự động, với việc quản lý chính xác dữ liệu thượng nguồn, trung nguồn và hạ lưu”. “Dữ liệu thời gian thực từ các mảng cảm biến trong nhà kính trồng quả mọng cho phép tích hợp trực quan AI vào các hoạt động trong nhà kính, hỗ trợ người trồng đưa ra các quyết định quản lý cây trồng dựa trên dữ liệu, cụ thể theo địa điểm và hợp lý hơn”.

Đương nhiên, vì sản xuất dâu tây trong môi trường được kiểm soát vẫn là một lĩnh vực mới nổi nên việc sử dụng AI trong lĩnh vực này cũng không kém phần mới mẻ. Để AI hoạt động hiệu quả, việc thu thập dữ liệu là điều cần thiết cho các ứng dụng trong tương lai. 

Ví dụ, Zheng chỉ ra sự cần thiết của dữ liệu khoa học để ngăn ngừa các tình trạng như bỏng đầu dâu tây. Điều này đặc biệt cần thiết vì sự cố không xuất hiện ngay lập tức. Thay vào đó, nó phát triển theo thời gian do điều kiện môi trường. 

Zheng nói thêm: “Nếu không có dữ liệu, AI không thể tránh trước những điều kiện có hại này, ảnh hưởng đến sức khỏe và năng suất của cây trồng”.

Tiến sĩ Chieri Kubota, giáo sư tại Khoa Khoa học trồng trọt và cây trồng, đồng thời là giám đốc Trung tâm Nông nghiệp Môi trường được Kiểm soát Ohio tại Đại học Bang Ohio, đồng ý rằng cần có nhiều dữ liệu hơn trước khi người trồng có thể tích hợp hoàn toàn AI vào sản xuất dâu tây.

Bà nói: “Dữ liệu và kiến ​​thức về sự sinh trưởng và phát triển của dâu tây trong môi trường được kiểm soát vẫn còn hạn chế và do đó, việc ứng dụng AI cũng bị hạn chế”. 

Bên cạnh dữ liệu, cô chỉ ra rằng cần có thêm kiến ​​thức sinh lý, đặc biệt là phản ứng của thực vật với điều kiện môi trường.

Theo quan sát của Kubota, một khía cạnh cần được chú ý là lỗ hổng kiến ​​thức về phản ứng của dâu tây với các biến đổi môi trường như ánh sáng và nhiệt độ. Những yếu tố này rất quan trọng do tính nhạy cảm của cây trồng. 

Đặc biệt, các giống dâu tây khác nhau biểu hiện phản ứng ra hoa khác nhau, trong đó ánh sáng và nhiệt độ là những ảnh hưởng đáng kể. MS Karla Garcia, chuyên gia dịch vụ kỹ thuật và tư vấn tại Hort Americas, cho biết tính đặc hiệu này trong phản ứng rất quan trọng vì sản xuất dâu tây trong nhà kính là một lĩnh vực trọng tâm tương đối mới. 

Bà cho biết: “Hầu hết các giống dâu tây đã được nghiên cứu và phân loại dựa trên hiệu suất của chúng trong điều kiện đồng ruộng”. “Vì vậy, nhu cầu cấp thiết là phải có nghiên cứu cụ thể về giống cây trồng để hiểu và quản lý hiệu quả từng loại trong môi trường được kiểm soát”.

Hiện tại, nhóm của Kubota tại OSU đang hợp tác với Koidra, công ty chủ chốt trong lĩnh vực nông nghiệp dựa trên AI, để khám phá những cách đổi mới nhằm tối ưu hóa sự phát triển của cây trồng. Trọng tâm của họ bao gồm tìm hiểu phản ứng của thực vật với các yếu tố môi trường khác nhau và tích hợp kiến ​​thức này vào các thuật toán AI. 

Sự hợp tác này nhằm mục đích thu hẹp khoảng cách giữa thực tiễn nông nghiệp hiện tại và các ứng dụng AI tiên tiến, mở đường cho sản xuất hiệu quả và bền vững hơn. 

Vai trò của Koidra trong Thử thách Đổi mới Cây nhà lá vườn

Koidra cũng đang tìm cách đạt được những bước tiến đáng kể trong sản xuất dâu tây thông qua Thử thách đổi mới cây nhà lá vườn. Thử thách này nhằm mục đích kéo dài mùa trồng dâu ở Canada, giải quyết sự phụ thuộc của nước này vào sản phẩm tươi nhập khẩu và tăng cường an ninh lương thực. 

Dự án của Koidra, “Hệ thống môi trường được kiểm soát tự động để sản xuất quả mọng quanh năm,” đang được thực hiện với sự cộng tác của Tiến sĩ Youbin Zheng và Tiến sĩ Xiuming Hao từ Bộ Nông nghiệp và Thực phẩm Nông nghiệp Canada​​.

Giám đốc điều hành Koidra, Kenneth Tran cho biết: “Sử dụng công nghệ AI tiên tiến, mục tiêu của chúng tôi không chỉ là nâng cao năng suất. “Chúng tôi đang tìm cách phát huy thành công của mình trong các dự án trước đây để xác định rõ hơn những gì có thể làm được trong nông nghiệp môi trường được kiểm soát. Với dâu tây, chúng tôi đang nỗ lực đạt được hiệu quả, tính bền vững và lợi nhuận cao hơn.” 

Các giải pháp AI của Koidra tinh chỉnh và tối ưu hóa các thông số môi trường trong nhà kính, chẳng hạn như nhiệt độ và nồng độ CO2, đảm bảo điều kiện tăng trưởng lý tưởng. Điều này làm tăng năng suất đồng thời nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên, giúp quá trình trồng trọt trở nên bền vững hơn. 

Những thành công trước đây của công ty trong các thách thức nhà kính tự trị với dưa chuột và rau diếp, nơi họ đạt được năng suất kỷ lục và xếp hạng bền vững, chứng minh tác động tiềm tàng của công nghệ của họ đối với việc trồng dâu tây.

Tương lai của AI trong sản xuất dâu tây

Việc tích hợp AI trong trồng dâu tây là một bước tiến tới canh tác dâu tây bền vững. Nó cũng thể hiện bước nhảy vọt trong tương lai của ngành nông nghiệp. 

Thử thách Đổi mới Cây nhà lá vườn nhấn mạnh nhu cầu giáo dục và hợp tác trong nông nghiệp Canada, tạo tiền lệ cho các hoạt động nông nghiệp toàn cầu. Sáng kiến ​​này minh họa vai trò quan trọng của các nhà đổi mới công nghệ và người trồng trọt trong việc định hình tương lai của ngành sản xuất lương thực.

AI đưa ra một giải pháp đầy hứa hẹn cho những thách thức mà người trồng dâu tây phải đối mặt, đặc biệt là trong môi trường nông nghiệp được kiểm soát. Thông qua các sáng kiến ​​như Thử thách đổi mới cây nhà lá vườn và hoạt động tiên phong của các công ty như Koidra, ngành dâu tây dự kiến ​​sẽ có những tiến bộ đáng kể. 

Khi AI tiếp tục phát triển, vai trò của nó trong nông nghiệp chắc chắn sẽ mở rộng, mang lại cơ hội mới cho người trồng trọt và đóng góp vào hệ thống sản xuất thực phẩm bền vững và hiệu quả hơn.

Nguồn: Urbanagnews.com

-----

Giới thiệu về Koidra Inc.

Công ty Koidra là một công ty kiểm soát tự trị có phần mềm hỗ trợ người trồng trọt trong việc tăng năng suất, giảm thiểu tài nguyên và thúc đẩy nông nghiệp bền vững. Hỗ trợ công nghệ phi công phụ AI, phần mềm này tích hợp liền mạch với tất cả các máy tính khí hậu hiện có.

Koidra đạt được những chiến thắng liên tiếp ở giải đấu danh giá Những thách thức về nhà kính tự trị (AGC) bởi Đại học Wageningen và Nghiên cứu ở Hà Lan. Vượt trội so với những người trồng trọt có kinh nghiệm, công ty đã đạt được năng suất vượt trội thông qua các giải pháp AI của mình.

Koidra đã nhận được tài trợ từ các cơ quan có uy tín, bao gồm cả USDA, vì công việc sáng tạo của nó. Bằng cách tích hợp trí tuệ nhân tạo, máy học, IoT và hiểu biết sâu sắc của chuyên gia, công ty đã phát triển các công cụ tiên tiến và mạnh mẽ. Những công cụ này trao quyền cho người trồng và nhà sản xuất hiện thực hóa các mục tiêu sản xuất và bền vững trong khi giảm thiểu chi phí.