Ứng dụng công nghệ thông tin trong nông nghiệp thông minh
- Chủ nhật - 01/07/2018 21:52
- |In ra
- |Đóng cửa sổ này
Nông nghiệp đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế của nhiều quốc gia đặc biệt là Việt Nam. Để đảm bảo an ninh lương thực, cần có những thay đổi trong phương thức sản xuất và bảo quản. Nền nông nghiệp truyền thống cần được thay thế bởi nền nông nghiệp thông minh hơn.
Vai trò của CNTT trong nông nghiệp
Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin (CNTT) đã ảnh hưởng sâu rộng đến tất cả các lĩnh vực của cuộc sống bao gồm cả ngành nông nghiệp vốn được xem là ngành kinh tế có vị trí chiến lược của nhiều quốc gia. Nông nghiệp truyền thống chịu ảnh hưởng nhiều từ điều kiện khách quan của môi trường sản xuất như nhiệt độ, độ ẩm, chất lượng không khí, nguồn nước và các điều kiện tự nhiên khác. Sản lượng của nông nghiệp truyền thống hiện nay thấp, chất lượng nông sản không cao, nhiều khi không đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của khách hàng dẫn đến giá trị xuất khẩu giảm, giá trị thặng dư thấp. Nông nghiệp truyền thống đã và đang dần được thay thế bằng một nền nông nghiệp hiện đại hơn, tiến bộ khoa học công nghệ đang được áp dụng để nâng cao sản lượng và chất lượng.
Vai trò của ngành CNTT trong nông nghiệp đang từng bước trở nên quan trọng. Các ứng dụng CNTT cho nông nghiệp đã trở nên quen thuộc hơn và đã mang lại những hiệu quả đáng ghi nhận. Trong thập kỷ gần đây, nông nghiệp hiện đại đang chuyển dịch dần sang nông nghiệp thông minh trong đó công nghiệp cơ khí điện máy kết hợp với công nghệ thông tin tạo nên bước nhảy vọt trong sản xuất, cụ thể là tăng năng suất, chất lượng, độ an toàn và đặc biệt quan tâm đến yếu tố môi trường.
Ứng dụng CNTT trong nông nghiệp thông minh thường được chia thành ba dạng cơ bản: Một là, các ứng dụng quản lý được phát triển để hỗ trợ quá trình sản xuất nông nghiệp bằng việc xây dựng một mạng lưới trao đổi thông tin các bên liên quan đến quá trình sản xuất và phân phối sản phẩm nông nghiệp; Hai là, các hệ thống quan trắc, giám sát các thông số liên quan đến quá trình môi trường, tối ưu hóa quá trình sản xuất các sản phẩm nông nghiệp. Các hệ thống này sử dụng mạng các loại cảm biến khác nhau với số lượng lớn để thu nhận thông tin về các thông số môi trường như độ ẩm của đất, nhiệt độ và chất lượng không khí của môi trường nuôi trồng; Ba là, các hệ thống hỗ trợ sản xuất nông nghiệp chính xác. Các hệ thống này cho phép nhà sản xuất giám sát sản phẩm nuôi trồng theo từng giai đoạn sinh trưởng và đưa ra những kiến nghị phù hợp với từng giai đoạn và từng chủng loại.
Hệ thống quan trắc môi trường sử dụng các mạng cảm biến hiện đang được quan tâm nhiều từ các nhà nghiên cứu khác nhau. Mạng cảm biến gồm một số lượng lớn các nốt cảm biến có kích thước nhỏ và có giá thành rẻ. Các nốt cảm biến kết nối với nhau thông qua đường truyền không dây. Việc sử dụng mạng cảm biến trong quan trắc môi trường nông nghiệp mang lại những ưu điểm sau: Không phải sử dụng dây kết nối, can thiệp của con Ứng dụng công nghệ thông tin trong nông nghiệp thông minh v Một nốt cảm biến được sử dụng để thu nhận thông tin trong nông nghiệp thông minh (Nguồn: Internet). 4 người lên môi trường cần giám sát là không đáng kể; Các nốt cảm biến được thiết kế dày đặc nên dữ liệu thu nhận được có chất lượng cao; Các nốt cảm biến có khả năng tự thu nhận, xử lý và tương tác với các nốt cảm biến khác nên phù hợp với việc giám sát tự động...
Một cách tiếp cận khác của nông nghiệp thông minh là nông nghiệp chính xác, đây được coi là thành phần chủ chốt trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4. Nông nghiệp chính xác, hay còn gọi là nông nghiệp vệ tinh là khái niệm quản trị nông nghiệp dựa trên những quan sát, đo đạc và điều chỉnh các thông số trực tiếp và gián tiếp tới quá trình nuôi trồng. Mục tiêu của nông nghiệp chính xác là xây dựng các hệ thống hỗ trợ ra quyết định thông minh cho người nông dân để quản trị vụ mùa của mình, tối ưu hóa quá trình được thu hoạch trong khi tiết kiệm được tối đa nguồn lực và tài nguyên.
Công nghệ cao được ứng dụng trong nông nghiệp chính xác
Một số công nghệ được sử dụng trong nông nghiệp chính xác như Viễn thám (Remote Sensing), Hệ thống định vị toàn cầu (GPS), Hệ thống thông tin địa lý (GIS). Một số tổ chức tham gia nghiên cứu và triển khai các dự án liên quan đến nông nghiệp chính xác như Công ty ListenField tại Nhật Bản, Công ty TNHH MIMOSA, Công ty Kuji Việt Nam, Công ty Cổ phần ThinkLABs đang là những công ty tiên phong về lĩnh vực này.
Mô hình nông nghiệp chính xác gắn liền với những công nghệ hiện đại về viễn thám, định vị toàn cầu và mạng vạn vật kết nối. Mô hình nông nghiệp chính xác được bắt đầu bằng việc tập hợp và phân tích các dữ liệu vệ tinh, viễn thám, ảnh chụp từ trên cao, thông tin dự báo thời tiết để đưa ra những dự đoán về mùa màng. Tiếp đó, những thông tin liên quan sẽ được số hóa, mô hình hóa và mô phỏng trên máy tính để hỗ trợ đưa ra những quyết định chính xác về lịch nuôi trồng các sản phẩm nông nghiệp.
Các công nghệ cao thường được ứng dụng trong nông nghiệp chính xác gồm có:
- Rô bốt: Là các máy móc nông nghiệp như máy cày, máy bón phân, máy làm đất không người lái. Các máy móc này được vận hành tự động theo một kế hoạch đã được lập sẵn.
- Máy bay không người lái và ảnh vệ tinh: Dùng để thu nhận thông tin về hình ảnh tại các địa điểm sản xuất nông nghiệp. Dữ liệu hình ảnh sẽ được xử lý, phân tích bằng các kỹ thuật liên quan đến trí tuệ nhân tạo để hỗ trợ đưa ra các quyết định về phương thức nuôi trồng.
- Mạng vạn vật kết nối (Internet of Things – IoT): Thu nhận các thông tin liên quan đến môi trường như độ ẩm của đất, nhiệt độ, chất lượng không khí để cung cấp dữ liệu đầu vào cho hệ thống hỗ trợ quyết định. Dữ liệu thu nhận từ IoT được sử dụng để xây dựng các bản đồ tương đối chính xác về đất, về vụ mùa hoặc các mô hình của các cánh đồng nông nghiệp.
Nông nghiệp chính xác cho phép người sản xuất nông nghiệp can thiệp đến từng đối tượng trong sản xuất thay vì toàn bộ hệ thống nông nghiệp. ới những hỗ trợ của các chuyên gia nông nghiệp, hệ thống hỗ trợ sản xuất nông nghiệp chính xác có thể đưa ra những quyết định phù hợp với quá trình sinh trưởng của đối tượng sản xuất. Người sản xuất có thể kiểm soát được thời gian thu hoạch các sản phẩm nông nghiệp, có thể kiểm soát tốt thời gian hoạt động của các trang trại, kết nối được với cộng đồng và tối ưu hóa được chi phí sản xuất, tăng cường lợi nhuận.
Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin (CNTT) đã ảnh hưởng sâu rộng đến tất cả các lĩnh vực của cuộc sống bao gồm cả ngành nông nghiệp vốn được xem là ngành kinh tế có vị trí chiến lược của nhiều quốc gia. Nông nghiệp truyền thống chịu ảnh hưởng nhiều từ điều kiện khách quan của môi trường sản xuất như nhiệt độ, độ ẩm, chất lượng không khí, nguồn nước và các điều kiện tự nhiên khác. Sản lượng của nông nghiệp truyền thống hiện nay thấp, chất lượng nông sản không cao, nhiều khi không đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của khách hàng dẫn đến giá trị xuất khẩu giảm, giá trị thặng dư thấp. Nông nghiệp truyền thống đã và đang dần được thay thế bằng một nền nông nghiệp hiện đại hơn, tiến bộ khoa học công nghệ đang được áp dụng để nâng cao sản lượng và chất lượng.
Vai trò của ngành CNTT trong nông nghiệp đang từng bước trở nên quan trọng. Các ứng dụng CNTT cho nông nghiệp đã trở nên quen thuộc hơn và đã mang lại những hiệu quả đáng ghi nhận. Trong thập kỷ gần đây, nông nghiệp hiện đại đang chuyển dịch dần sang nông nghiệp thông minh trong đó công nghiệp cơ khí điện máy kết hợp với công nghệ thông tin tạo nên bước nhảy vọt trong sản xuất, cụ thể là tăng năng suất, chất lượng, độ an toàn và đặc biệt quan tâm đến yếu tố môi trường.
Ứng dụng CNTT trong nông nghiệp thông minh thường được chia thành ba dạng cơ bản: Một là, các ứng dụng quản lý được phát triển để hỗ trợ quá trình sản xuất nông nghiệp bằng việc xây dựng một mạng lưới trao đổi thông tin các bên liên quan đến quá trình sản xuất và phân phối sản phẩm nông nghiệp; Hai là, các hệ thống quan trắc, giám sát các thông số liên quan đến quá trình môi trường, tối ưu hóa quá trình sản xuất các sản phẩm nông nghiệp. Các hệ thống này sử dụng mạng các loại cảm biến khác nhau với số lượng lớn để thu nhận thông tin về các thông số môi trường như độ ẩm của đất, nhiệt độ và chất lượng không khí của môi trường nuôi trồng; Ba là, các hệ thống hỗ trợ sản xuất nông nghiệp chính xác. Các hệ thống này cho phép nhà sản xuất giám sát sản phẩm nuôi trồng theo từng giai đoạn sinh trưởng và đưa ra những kiến nghị phù hợp với từng giai đoạn và từng chủng loại.
Hệ thống quan trắc môi trường sử dụng các mạng cảm biến hiện đang được quan tâm nhiều từ các nhà nghiên cứu khác nhau. Mạng cảm biến gồm một số lượng lớn các nốt cảm biến có kích thước nhỏ và có giá thành rẻ. Các nốt cảm biến kết nối với nhau thông qua đường truyền không dây. Việc sử dụng mạng cảm biến trong quan trắc môi trường nông nghiệp mang lại những ưu điểm sau: Không phải sử dụng dây kết nối, can thiệp của con Ứng dụng công nghệ thông tin trong nông nghiệp thông minh v Một nốt cảm biến được sử dụng để thu nhận thông tin trong nông nghiệp thông minh (Nguồn: Internet). 4 người lên môi trường cần giám sát là không đáng kể; Các nốt cảm biến được thiết kế dày đặc nên dữ liệu thu nhận được có chất lượng cao; Các nốt cảm biến có khả năng tự thu nhận, xử lý và tương tác với các nốt cảm biến khác nên phù hợp với việc giám sát tự động...
Một cách tiếp cận khác của nông nghiệp thông minh là nông nghiệp chính xác, đây được coi là thành phần chủ chốt trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4. Nông nghiệp chính xác, hay còn gọi là nông nghiệp vệ tinh là khái niệm quản trị nông nghiệp dựa trên những quan sát, đo đạc và điều chỉnh các thông số trực tiếp và gián tiếp tới quá trình nuôi trồng. Mục tiêu của nông nghiệp chính xác là xây dựng các hệ thống hỗ trợ ra quyết định thông minh cho người nông dân để quản trị vụ mùa của mình, tối ưu hóa quá trình được thu hoạch trong khi tiết kiệm được tối đa nguồn lực và tài nguyên.
Công nghệ cao được ứng dụng trong nông nghiệp chính xác
Một số công nghệ được sử dụng trong nông nghiệp chính xác như Viễn thám (Remote Sensing), Hệ thống định vị toàn cầu (GPS), Hệ thống thông tin địa lý (GIS). Một số tổ chức tham gia nghiên cứu và triển khai các dự án liên quan đến nông nghiệp chính xác như Công ty ListenField tại Nhật Bản, Công ty TNHH MIMOSA, Công ty Kuji Việt Nam, Công ty Cổ phần ThinkLABs đang là những công ty tiên phong về lĩnh vực này.
Mô hình nông nghiệp chính xác gắn liền với những công nghệ hiện đại về viễn thám, định vị toàn cầu và mạng vạn vật kết nối. Mô hình nông nghiệp chính xác được bắt đầu bằng việc tập hợp và phân tích các dữ liệu vệ tinh, viễn thám, ảnh chụp từ trên cao, thông tin dự báo thời tiết để đưa ra những dự đoán về mùa màng. Tiếp đó, những thông tin liên quan sẽ được số hóa, mô hình hóa và mô phỏng trên máy tính để hỗ trợ đưa ra những quyết định chính xác về lịch nuôi trồng các sản phẩm nông nghiệp.
Các công nghệ cao thường được ứng dụng trong nông nghiệp chính xác gồm có:
- Rô bốt: Là các máy móc nông nghiệp như máy cày, máy bón phân, máy làm đất không người lái. Các máy móc này được vận hành tự động theo một kế hoạch đã được lập sẵn.
- Máy bay không người lái và ảnh vệ tinh: Dùng để thu nhận thông tin về hình ảnh tại các địa điểm sản xuất nông nghiệp. Dữ liệu hình ảnh sẽ được xử lý, phân tích bằng các kỹ thuật liên quan đến trí tuệ nhân tạo để hỗ trợ đưa ra các quyết định về phương thức nuôi trồng.
- Mạng vạn vật kết nối (Internet of Things – IoT): Thu nhận các thông tin liên quan đến môi trường như độ ẩm của đất, nhiệt độ, chất lượng không khí để cung cấp dữ liệu đầu vào cho hệ thống hỗ trợ quyết định. Dữ liệu thu nhận từ IoT được sử dụng để xây dựng các bản đồ tương đối chính xác về đất, về vụ mùa hoặc các mô hình của các cánh đồng nông nghiệp.
Nông nghiệp chính xác cho phép người sản xuất nông nghiệp can thiệp đến từng đối tượng trong sản xuất thay vì toàn bộ hệ thống nông nghiệp. ới những hỗ trợ của các chuyên gia nông nghiệp, hệ thống hỗ trợ sản xuất nông nghiệp chính xác có thể đưa ra những quyết định phù hợp với quá trình sinh trưởng của đối tượng sản xuất. Người sản xuất có thể kiểm soát được thời gian thu hoạch các sản phẩm nông nghiệp, có thể kiểm soát tốt thời gian hoạt động của các trang trại, kết nối được với cộng đồng và tối ưu hóa được chi phí sản xuất, tăng cường lợi nhuận.