Cảm biến internet vạn vật và chương trình AI

Nhiều nông dân sử dụng thuốc trừ sâu để diệt trừ côn trùng và ngăn ngừa thiệt hại mùa màng. Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ dự đoán nông dân sẽ chi 18,1 tỷ đô la cho thuốc trừ sâu trong năm nay.

Phó giáo sư côn trùng học cây ăn quả tại Cornell Agritech, Monique Rivera, cho biết những hóa chất này không chỉ tốn kém cho nông dân mà việc tiếp xúc nhiều lần cũng có thể gây hại cho người làm việc trên đồng ruộng.

Điều này làm cho việc theo dõi và phát hiện sớm côn trùng trở nên đặc biệt quan trọng. "Nếu bạn bỏ lỡ các dấu hiệu của thế hệ đầu tiên, về cơ bản bạn đang lãng phí thuốc trừ sâu", ông Rivera nói.

Để giúp nông dân đi trước một bước so với những loài côn trùng này và sử dụng thuốc trừ sâu hiệu quả hơn, Spotta, một công ty khởi nghiệp công nghệ có trụ sở tại Anh, đã phát triển các cảm biến Internet vạn vật và chương trình AI có thể tự động hóa việc theo dõi côn trùng.

"Nếu thú cưng của bạn bị bọ chét, bạn muốn biết khi nào chúng bị một con hay bạn muốn biết khi nào chúng xuất hiện khắp nhà?", ông Robert Fryers, Giám đốc điều hành và đồng sáng lập của Spotta, ví von.

Cảm biến của Spotta sử dụng các cơ chế bẫy truyền thống, như pheromone, để thu hút một loài côn trùng cụ thể. Tuy nhiên, thay vì phải kiểm tra bẫy hoặc thực hiện các cuộc kiểm tra mùa màng thủ công tốn thời gian và công sức, nông dân có thể để các cảm biến này ngoài đồng và quên chúng đi cho đến khi có vấn đề xảy ra. Dữ liệu giám sát thời gian thực từ cảm biến giúp nông dân sử dụng thuốc trừ sâu một cách thông minh hơn.

"Bất kỳ cách nào giúp bạn giảm lượng thuốc phun và tiếp xúc hóa chất, không chỉ rẻ hơn cho người trồng mà còn tốt hơn cho tất cả những người làm việc trong vườn cây, từ chủ sở hữu đến người thu hoạch trái cây", ông Rivera chia sẻ với Business Insider.

Ứng dụng cảm biến IoT cho nông nghiệp thông minh

Năm 2020, Spotta ra mắt sản phẩm giám sát côn trùng đầu tiên: một cảm biến cho rệp giường trong khách sạn. Nhưng CEO Fryers cho rằng đây là một "vấn đề tương đối đơn giản" vì môi trường trong nhà khô ráo và không phải đối mặt với nhiều loại côn trùng khác nhau.

Việc điều chỉnh sản phẩm này cho mọt đỏ hại cây chà là, một loài gây thiệt hại cho cây chà là, lại là một thách thức khác. Spotta hợp tác với các nông dân trồng chà là ở Trung Đông, nơi Fryers cho biết cảm biến hiện tại phải hoạt động ở nhiệt độ lên đến 90 độ C, khó tiếp cận thường xuyên và phải phân biệt giữa các loại côn trùng khác nhau.

Để thích nghi với môi trường khắc nghiệt này, cảm biến hỗ trợ phát hiện sự hiện diện và thời điểm phản ứng. Các cảm biến sử dụng thuật toán AI dựa trên hình ảnh để nhận diện côn trùng mục tiêu. Fryers cho biết công nghệ này đặc biệt hữu ích vì nó có thể phát hiện côn trùng liên tục 24/7.

"Đối với nhiều loại côn trùng, người ta chỉ phát hiện vấn đề sau khi thiệt hại đã xảy ra", ông Fryers nói, đồng thời cho rằng việc phân biệt chính xác các loại côn trùng ngay từ đầu chu kỳ sống, khi chúng chỉ có một vài con, là điều rất quan trọng.

Công nghệ IoT, một hệ thống các thiết bị có thể kết nối và chia sẻ dữ liệu, liên tục truyền dữ liệu hoạt động của côn trùng theo thời gian thực đến một nền tảng được hỗ trợ bởi AI. Nền tảng này sau đó cung cấp hướng dẫn cho nông dân về thời điểm và cách phản ứng với các đợt bùng phát côn trùng.

Nền tảng sử dụng AI để phân tích dữ liệu hoạt động của côn trùng từ cảm biến ngoài đồng, đồng thời kết hợp thông tin bên ngoài như mô hình thời tiết, lịch sử canh tác và kiến thức về cây trồng để tạo ra mô hình dự đoán về sự bùng phát côn trùng, ông Fryers giải thích. Kiến thức này giúp nông dân tối ưu hóa việc sử dụng thuốc trừ sâu và ngăn chặn việc phun thuốc quá mức.

CEO Fryers cho biết hệ thống cảnh báo sớm của Spotta cho các trang trại chà là ở Qatar và Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất đã giúp nông dân phát hiện các đợt bùng phát sớm hơn trung bình 3 tháng.

Hiện đại hóa quản lý sâu bệnh

Các công ty quản lý sâu bệnh khác, như FarmSense và Trapview, cũng đã phát triển các sản phẩm dựa trên AI và IoT, nhưng việc phát triển và áp dụng công nghệ nông nghiệp này diễn ra chậm. CEO Fryers cho biết khi bắt đầu Spotta, ông ngạc nhiên vì mức độ đầu tư vào công nghệ này còn quá ít.

"Tôi đã mong đợi các ông lớn, các công ty máy móc nông nghiệp, công ty hóa chất nông nghiệp, công ty kiểm soát sâu bệnh sẽ rất bận rộn trong lĩnh vực này. Với tôi, điều hiển nhiên là cách làm cũ đã hết thời và mọi thứ sẽ thay đổi", ông Fryers cho biết.

Rivera cho rằng ngành này còn nhiều tiềm năng đổi mới, nhưng các công ty công nghệ muốn tham gia cần đầu tư ban đầu lớn để tìm đúng đối tượng, chẳng hạn như giáo dục khách hàng về công nghệ. Hiểu được cộng đồng có thể giúp các startup này phát triển và hòa nhập tốt hơn với người trồng.

"Tiếng nói trong ngành nông nghiệp rất quan trọng. Nếu ai đó ở gần đó sử dụng một công nghệ và thấy nó tuyệt vời, đồng thời có uy tín trong cộng đồng, đó là cách để các công nghệ này lan tỏa dễ dàng hơn trong các hệ thống sản xuất", CEO Fryers nhấn mạnh.