Internet of Things (IoT) không chỉ cung cấp một cách để đo lường và kiểm soát tốt hơn các yếu tố tăng trưởng, như tưới tiêu và phân bón, trong một trang trại, mà nó sẽ thay đổi cách chúng ta nhìn nhận hoàn toàn về nông nghiệp. Trong bài viết này, tôi sẽ giải thích chính xác trang trại thông minh là gì và IoT sẽ tác động đến tương lai của ngành nông nghiệp.

Nông trại thông minh là gì?

Nông trại thông minh là một khái niệm mới nổi đề cập đến việc quản lý các trang trại bằng cách sử dụng Công nghệ Thông tin và Truyền thông hiện đại để tăng số lượng và chất lượng sản phẩm trong khi tối ưu hóa sức lao động của con người.

Trong số các công nghệ có sẵn cho nông dân ngày nay là:

• Cảm biến: quản lý đất, nước, ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ
• Phần mềm: các giải pháp phần mềm chuyên dụng nhắm mục tiêu đến các loại trang trại cụ thể hoặc Ứng dụng nền tảng IoT bất khả tri
• Kết nối: di động, LoRa, v.v.
• Vị trí: GPS, Vệ tinh, v.v.
• Người máy: Máy kéo tự động, cơ sở chế biến, v.v.
• Phân tích dữ liệu: các giải pháp phân tích độc lập, đường ống dẫn dữ liệu cho các giải pháp hạ nguồn, v.v.

Hình ảnh: Beecham Research

Được trang bị những công cụ như vậy, người nông dân có thể theo dõi điều kiện đồng ruộng mà không cần đến thực địa và đưa ra các quyết định chiến lược cho toàn bộ trang trại hoặc cho một nhà máy duy nhất.

Động lực của canh tác thông minh là IoT — kết nối các máy móc và cảm biến thông minh được tích hợp trên các trang trại để làm cho các quy trình canh tác được điều khiển bằng dữ liệu và hỗ trợ dữ liệu.

Chu trình canh tác thông minh dựa trên IoT

Cốt lõi của IoT là dữ liệu bạn có thể rút ra từ mọi thứ (“T”) và truyền qua Internet (“I”). Để tối ưu hóa quy trình canh tác, các thiết bị IoT được lắp đặt trong trang trại phải thu thập và xử lý dữ liệu theo một chu kỳ lặp đi lặp lại cho phép người nông dân phản ứng nhanh chóng với các vấn đề mới xuất hiện và những thay đổi trong điều kiện môi trường xung quanh. Canh tác thông minh tuân theo một chu trình như sau:

1. Quan sát

Bộ cảm biến ghi lại dữ liệu quan sát từ cây trồng, vật nuôi, đất hoặc khí quyển.

2. Chẩn đoán

Các giá trị cảm biến được cung cấp cho nền tảng IoT được lưu trữ trên đám mây với các quy tắc và mô hình quyết định được xác định trước — còn được gọi là “logic nghiệp vụ” —để xác định tình trạng của đối tượng được kiểm tra và xác định bất kỳ khiếm khuyết hoặc nhu cầu nào.

3. Quyết định

Sau khi các vấn đề được tiết lộ, người dùng và / hoặc các thành phần được điều khiển bằng máy học của nền tảng IoT sẽ xác định xem liệu việc xử lý theo vị trí cụ thể có cần thiết hay không và nếu có thì cần.

4. Hành động

Sau hành động và đánh giá của người dùng cuối, chu trình lặp lại từ đầu.

Giải pháp IoT cho các vấn đề nông nghiệp

Nhiều người tin rằng IoT có thể gia tăng giá trị cho tất cả các lĩnh vực nông nghiệp, từ trồng trọt đến lâm nghiệp. Trong bài viết này, chúng ta sẽ nói về hai lĩnh vực nông nghiệp chính mà IoT có thể tạo ra một cuộc cách mạng:

1. Canh tác chính xác
2. Tự động hóa trang trại / robot hóa

Canh tác chính xác

Canh tác chính xác, hay nông nghiệp chính xác, là một khái niệm bao trùm cho các phương pháp tiếp cận dựa trên IoT giúp canh tác được kiểm soát và chính xác hơn. Nói một cách dễ hiểu, thực vật và gia súc được điều trị chính xác mà chúng cần, được xác định bởi máy móc với độ chính xác siêu phàm. Sự khác biệt lớn nhất so với cách tiếp cận cổ điển là canh tác chính xác cho phép các quyết định được thực hiện trên mỗi mét vuông hoặc thậm chí trên mỗi cây trồng / vật nuôi hơn là cho một cánh đồng.

Bằng cách đo lường chính xác các biến thể trong một cánh đồng, nông dân có thể nâng cao hiệu quả của thuốc trừ sâu và phân bón hoặc sử dụng chúng một cách có chọn lọc.

Trang trại chăn nuôi chính xác

Như trong trường hợp nông nghiệp chính xác, các kỹ thuật canh tác thông minh cho phép người nông dân theo dõi tốt hơn nhu cầu của từng cá thể vật nuôi và điều chỉnh dinh dưỡng của chúng cho phù hợp, do đó ngăn ngừa bệnh tật và tăng cường sức khỏe đàn gia súc.

Các chủ trang trại lớn có thể sử dụng các ứng dụng IoT không dây để theo dõi vị trí, tình trạng sức khỏe và gia súc của họ. Với những thông tin này, họ có thể xác định được những con bị bệnh, từ đó có thể tách ra khỏi đàn để ngăn chặn dịch bệnh lây lan.

Hình ảnh: unsplash.com

Tự động hóa trong nhà kính thông minh

Các nhà kính truyền thống kiểm soát các thông số môi trường thông qua can thiệp thủ công hoặc cơ chế kiểm soát tỷ lệ, điều này thường dẫn đến tổn thất sản xuất, tiêu hao năng lượng và tăng chi phí lao động.

Nhà kính thông minh điều khiển bằng IoT có thể giám sát cũng như kiểm soát khí hậu một cách thông minh, loại bỏ sự cần thiết của sự can thiệp thủ công. Nhiều loại cảm biến khác nhau được triển khai để đo các thông số môi trường theo yêu cầu cụ thể của cây trồng. Dữ liệu đó được lưu trữ trong một nền tảng dựa trên đám mây để xử lý và kiểm soát thêm với sự can thiệp thủ công tối thiểu.

Drone nông nghiệp

Nông nghiệp là một trong những ngành dọc chính để kết hợp cả máy bay không người lái trên mặt đất và trên không để đánh giá sức khỏe cây trồng, tưới tiêu, giám sát cây trồng, phun thuốc, trồng trọt, phân tích đất và đồng ruộng và các lĩnh vực khác.

Vì máy bay không người lái thu thập hình ảnh đa quang, nhiệt và hình ảnh trực quan trong khi bay, dữ liệu chúng thu thập cung cấp cho nông dân thông tin chi tiết về toàn bộ các chỉ số: chỉ số sức khỏe thực vật, đếm thực vật và dự đoán năng suất, đo chiều cao cây trồng, lập bản đồ tán cây, lập bản đồ ao nước ruộng, báo cáo do thám, đo dự trữ, đo chất diệp lục, hàm lượng nitơ trong lúa mì, lập bản đồ thoát nước, lập bản đồ áp lực cỏ dại, v.v.

Quan trọng là, canh tác thông minh dựa trên IoT không chỉ nhắm mục tiêu đến các hoạt động canh tác quy mô lớn; nó có thể gia tăng giá trị cho các xu hướng mới nổi trong nông nghiệp như nông nghiệp hữu cơ, chăn nuôi gia đình, bao gồm chăn nuôi gia súc cụ thể và / hoặc nuôi trồng các nền văn hóa cụ thể, bảo tồn các giống cụ thể hoặc chất lượng cao, v.v. và tăng cường canh tác minh bạch cao đối với người tiêu dùng, xã hội và ý thức thị trường .

Hình ảnh: unsplash.com

Internet of Food hay Farm 2020

Nếu chúng ta có Internet vạn vật (IoT) và Internet vạn vật y tế (IoMT), tại sao lại không có một cái cho thực phẩm? Ủy ban Châu Âu dự án Internet of Food and Farm 2020 (IoF2020), một phần của Horizon 2020 Industrial Leadership, khám phá thông qua nghiên cứu và các hội nghị thường xuyên về tiềm năng của công nghệ IoT cho ngành nông nghiệp và thực phẩm Châu Âu.

IoT đã củng cố niềm tin rằng một mạng lưới cảm biến, thiết bị truyền động, máy ảnh, rô bốt, máy bay không người lái và các thiết bị được kết nối khác sẽ mang lại mức độ kiểm soát và ra quyết định tự động chưa từng có cho nông nghiệp, tạo ra một hệ sinh thái đổi mới lâu dài trong lĩnh vực này. các ngành nghề.

Cuộc cách mạng xanh lần thứ ba

Nông nghiệp thông minh và nông nghiệp dựa trên IoT đang mở đường cho cái có thể gọi là Cuộc cách mạng xanh lần thứ ba.

Sau các cuộc cách mạng về giống cây trồng và di truyền, cuộc Cách mạng Xanh lần thứ ba đang tiếp quản nông nghiệp. Cuộc cách mạng đó dựa trên việc ứng dụng kết hợp các công nghệ phân tích theo hướng dữ liệu, chẳng hạn như thiết bị canh tác chính xác, IoT, phân tích “dữ liệu lớn”, Phương tiện bay không người lái (UAV hoặc máy bay không người lái), người máy, v.v.

Trong tương lai, cuộc cách mạng canh tác thông minh này mô tả, việc sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón sẽ giảm xuống trong khi hiệu quả tổng thể sẽ tăng lên. Các công nghệ IoT sẽ cho phép truy xuất nguồn gốc thực phẩm tốt hơn, do đó sẽ dẫn đến tăng cường an toàn thực phẩm. Nó cũng sẽ có lợi cho môi trường, ví dụ, thông qua việc sử dụng nước hiệu quả hơn hoặc tối ưu hóa các phương pháp xử lý và đầu vào.

Do đó, canh tác thông minh có tiềm năng thực sự để cung cấp một hình thức sản xuất nông nghiệp hiệu quả hơn và bền vững hơn, dựa trên cách tiếp cận chính xác hơn và hiệu quả hơn về tài nguyên. Những trang trại mới cuối cùng sẽ hiện thực hóa giấc mơ vĩnh cửu của nhân loại. Nó sẽ nuôi sống dân số của chúng ta, có thể bùng nổ lên 9,6 tỷ người vào năm 2050.