Cách trung tâm thủ đô Bắc Kinh khoảng 50 phút đi xe về phía Bắc, một không gian tưởng chừng chỉ là những cánh đồng lúa mì thuần nông. Nhưng ẩn sau những luống cây quen thuộc với người dân địa phương ấy lại là một khu phức hợp nghiên cứu, trình diễn và ứng dụng công nghệ nông nghiệp chính xác. Tại đây, từng giọt phun, từng giống cây lương thực và cây ăn quả đến các chỉ số kim loại trong đất đều được đo đếm bằng công nghệ cao. Một cuộc cách mạng 20 năm đã làm thay đổi toàn diện chuỗi giá trị nông nghiệp.

Nếu Viện Khoa học Nông lâm thủ đô Bắc Kinh là khởi nguồn của các chương trình nghiên cứu cấp quốc gia thì Cơ sở trình diễn Nghiên cứu Nông nghiệp chính xác Quốc gia (trực thuộc Trung tâm Nghiên cứu kỹ thuật Quốc gia về Công nghệ thông tin trong nông nghiệp - NERCITA) là nơi các sáng kiến rời phòng thí nghiệm để bước ra cánh đồng.

Trung tâm đã công bố hơn 1.762 bằng sáng chế quốc gia, 3 bằng sáng chế quốc tế PCT cùng 9 giải thưởng khoa học công nghệ cấp quốc gia. Các kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng rộng rãi tại 31 tỉnh, thành của Trung Quốc cũng như ở Việt Nam và một số quốc gia khác.

UAV tích hợp cùng AI và dữ liệu lớn

Đoàn nhà khoa học nông nghiệp Việt Nam theo chân các chuyên gia, kỹ sư tham quan trại thử nghiệm, từng mét vuông đất không chỉ là vùng trồng cây mà còn là một đơn vị dữ liệu sống. Trung tâm là một trong số ít nơi trên thế giới phát triển thành công hệ thống UAV tích hợp AI để hỗ trợ quyết định canh tác.

“Với cây lương thực, chủ yếu là lúa mì, sắn và ngô cho thức ăn chăn nuôi, chúng tôi nghiên cứu ứng dụng UAV thu thập tỷ lệ nảy mầm và chỉ số hướng sáng theo thời gian thực nhằm phân tích và đánh giá sức khỏe của cây”, TS Hao Yang và nhóm nghiên cứu sáng chế cảm biến UAV từ xa giới thiệu. 

Nhóm nghiên cứu khoa học về ứng dụng hàng không trong nông nghiệp đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong việc giải quyết các nút thắt công nghệ và nhu cầu phun hóa chất chính xác trên không tại Trung Quốc. Tính đến cuối năm 2022, diện tích ứng dụng lũy kế đạt 46,8 triệu hecta, lượng dùng thuốc bảo vệ thực vật giảm từ 20% - 35%.

Các chuyên gia đã phát triển mô hình mô phỏng đường đi của giọt phun dưới điều kiện của gió, tốc độ bay, độ cao. Từ máy bay cánh cố định, trực thăng cho đến UAV đa cánh, mọi nền tảng đều được đưa vào thử nghiệm với hệ thống mô phỏng chính xác, giúp dự đoán và hiệu chỉnh khả năng phun chính xác trên không.

“Phun trôi là một trong những rủi ro lớn nhất với môi trường và hiệu quả sử dụng thuốc bảo vệ thực vật. Nhờ mô hình này, chúng tôi kiểm soát được đường đi của giọt phun, từ đó giảm thiểu lãng phí, tránh ô nhiễm và chai đất” chuyên gia giới thiệu về UAV cảm biến. 

Thiết bị dẫn đầu, công nghệ bám rễ

Đoàn công tác tiếp tục được giới thiệu một thiết bị nhỏ gọn đặt trên mặt đất, thoáng qua như một chiếc vali kỹ thuật. Bên trong là các cảm biến hiện đại tích hợp AI, đặc biệt là cơ chế phát hiện quang học tiên tiến, sử dụng tia laser năng lượng cao kích thích đất vào trạng thái plasma, đo lường các nguyên tố trong đất ở các dạng và thành phần khác nhau.

Thiết bị đầu tiên trên thế giới này có khả năng kiểm tra đồng bộ chất dinh dưỡng, kim loại nặng và các nguyên tố vi lượng trong đất với tổng cộng 38 chỉ số, thời gian phát hiện dưới 10 phút và có thể soi chiếu ngay trên đồng ruộng.

"Khi đất cần đo lường chính xác, chúng tôi dùng một công cụ đủ nhạy để lắng nghe", kỹ sư Trung tâm chia sẻ. 

Không dừng lại ở canh tác, Trung tâm còn triển khai hệ thống AI thị giác để phân loại trái cây và rau củ sau thu hoạch. Với công nghệ cảm biến quang phổ, thiết bị có thể xử lý trực tuyến các loại quả kích thước từ 35 - 100 mm như táo, quýt, cam, lê, cà chua, khoai tây, hành tây và táo tàu nhỏ mà không cần đến lao động thủ công, vừa tiết kiệm nhân lực, vừa đảm bảo độ đồng đều, cải thiện chất lượng sản phẩm trong quá trình tiêu thụ.

Điểm đặc biệt là thiết bị có thể tùy biến số lượng kênh và mức độ phân loại theo yêu cầu, mở ra khả năng áp dụng đa dạng tại các vùng trồng khác nhau trên toàn quốc.

Từ các thiết bị gieo hạt tự động, cảm biến theo dõi sinh trưởng cây trồng cho đến hệ thống điều khiển nhà kính từ xa, quản lý chất lượng sau thu hoạch, tất cả đều được phát triển, thử nghiệm và đưa vào thực tiễn tại Cơ sở trình diễn Nghiên cứu Nông nghiệp chính xác Quốc gia.

Các chuyên gia khẳng định, mọi loại thiết bị, máy móc đều được kiểm nghiệm qua môi trường giả định khắc nghiệt trước khi được ứng dụng và chuyển giao.

Nông nghiệp chính xác, nông nghiệp công nghệ cao đã bám rễ và lan rộng từ lâu tại ngoại ô thủ đô Bắc Kinh, thay đổi từ cách nhìn đến cách làm nông, nơi nông nghiệp không chỉ là trồng trọt, mà là một ngành khoa học vận hành bằng công nghệ, dữ liệu và trí tuệ nhân tạo. Tại đây, những công cụ làm đất của nông dân đã khác, đó là UAV, AI, máy móc và cảm biến.

Cơ sở trình diễn Nghiên cứu Nông nghiệp chính xác Quốc gia có diện tích khoảng 151 ha. Trong năm, cơ sở chào đón khoảng 6.000 lượt khách du lịch, học sinh, sinh viên tới tham quan, mở ra cơ hội trải nghiệm "thực tế ảo", thử làm nhà nông công nghệ cao, khuyến khích sự tò mò, thích thú của những nhà khoa học nông nghiệp tương lai.