Trí tuệ nhân tạo góp phần tạo ra hệ thống thực phẩm bền vững

Dân số toàn cầu đã tăng gấp đôi kể từ năm 1960, nhưng nhờ những đổi mới trong nông nghiệp, số người bị đói hiện nay giảm đáng kể so với nửa thế kỷ trước. Tuy nhiên, biến đổi khí hậu có nguy cơ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản lượng nông nghiệp và người nông dân phải ứng dụng công nghệ mới để cải thiện năng suất. Những công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo (AI) có thể được ứng dụng theo nhiều cách khác nhau để quản lý cây trồng, nghiên cứu hạt giống hay dự đoán năng suất…

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư đã đưa các công nghệ mới vào mọi ngành, mọi lĩnh vực – và nông nghiệp cũng không ngoại lệ. Ngày nay, người nông dân không còn xa lạ với công nghệ, những thiết bị như máy kéo tự động, robot chăm sóc cây trồng hay máy bay không người lái gieo hạt, tưới cây là một bước tiến lớn so với các trang trại của thế kỷ XX.

Công nghệ mới có thể hỗ trợ giải quyết những thách thức cấp bách như biến đổi khí hậu hay hạn chế về nguồn cung lương thực hiện nay trên thế giới. Trí tuệ nhân tạo được ứng dựng trên toàn bộ chuỗi giá trị nông nghiệp, giúp định hình tương lai của ngành nông nghiệp.

Trí tuệ nhân tạo có thể tham gia và cải thiện giai đoạn sớm nhất của vòng đời nông nghiệp, tạo ra các giống cây trồng tốt trước khi hạt giống được gieo trồng. Chẳng hạn, công nghệ chỉnh sửa gene Crispr có thể giúp tạo ra các hạt giống có năng suất cao và khả năng thích nghi tốt hơn. Nhiều công ty ứng dụng công nghệ AI để cải thiện tốc độ và hiệu quả của công đoạn này, bởi nhiều giống cây trồng rất phức tạp về mặt di truyền, ví dụ như ngô có 32.000 gene so với số lượng 20.000 ở người.

 Ảnh minh hoạ

Các công ty như Inari và Cibus (Mỹ) đang sử dụng những công nghệ này để tăng năng suất cây trồng trong khi chỉ cần ít nước và dưỡng chất khác. Công ty công nghệ nhân giống cây trồng Inari muốn làm cho các loại cây trồng như ngô, đậu nành và lúa mì trở nên bền vững và có khả năng phục hồi tốt hơn trước tình trạng biến đổi khí hậu, bằng cách mang lại sự đa dạng di truyền vào cây trồng và công nghệ hóa ngành công nghiệp hạt giống. Việc tăng năng suất các loại cây lương thực như ngô, đậu nành và lúa mì là rất quan trọng khi dân số toàn cầu ngày càng tăng và các thảm họa thiên nhiên như hạn hán trầm trọng hơn do biến đổi khí hậu, khiến việc canh tác trở nên khó khăn hơn.

Hạn hán không chỉ đe dọa trực tiếp đến mùa màng mà còn tạo ra môi trường thuận lợi cho các loại cỏ dại như Palmer Amaranth – loại cỏ có sức sống mãnh liệt, chịu hạn tốt, được mệnh danh là “vua của các loại cỏ dại” phát triển mạnh mẽ. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu tại Công ty công nghệ Enko sử dụng AI để tìm ra biện pháp kiểm soát cỏ dại đồng thời bảo vệ cây trồng an toàn và hiệu quả hơn từ ngay từ công đoạn gieo hạt.

Khi tác động của biến đổi khí hậu trở nên tồi tệ hơn, người nông dân cần dữ liệu theo thời gian thực chi tiết để xác định chính xác cách thức và thời điểm canh tác. AI thu thập dữ liệu là công cụ hữu hiệu giúp ích trong lĩnh vực này. Công nghệ lập bản đồ đồng ruộng do AI điều khiển dự đoán năng suất của các loại cây trồng khác nhau trong suốt giai đoạn sinh trưởng, liên tục kết hợp thông tin mới như xu hướng thời tiết và tình trạng sâu bệnh. Bản đồ năng suất cũng có thể giúp nông dân đánh giá giá trị đất để đưa ra quyết định về loại cây trồng.

Cùng với đó, các thiết bị cảm biến thu thập dữ liệu xác định chính xác mối đe dọa đối với cây trồng, chẳng hạn như thiếu nước hoặc dịch bệnh ở một khu vực cụ thể, cho phép nông dân áp dụng biện pháp bảo vệ cây trồng, cung cấp nước hoặc chất dinh dưỡng chỉ trong khu vực đó.

Công ty CropX đã kết nối cảm biến với thực tế ảo, tạo ra “cặp song sinh kỹ thuật số” của cây trồng. Người nông dân có thể ứng dụng những kỹ thuật này ở bất cứ đâu để đưa ra quyết định phù hợp dựa trên dữ liệu thời gian thực như sử dụng dữ liệu cảm biến cung cấp thông tin về việc phun thuốc bảo vệ thực vật hiệu quả, an toàn, đem lại năng suất cao hơn cho cây trồng. Những ứng dụng này đang trở nên quan trọng hơn đối với những người nông dân ở miền Tây nước Mỹ, nơi đang phải đối mặt với đợt hạn hán tồi tệ nhất trong nhiều thập kỷ qua.

Trong đại dịch Covid-19, người tiêu dùng đã nhận thức rõ hơn về sự quan trọng của chuỗi cung ứng thực phẩm. Tuy nhiên, đó cũng là cơ hội để ngành nông nghiệp áp dụng các công nghệ mới nhằm giải quyết những vấn đề phức tạp này và thông tin minh bạch hơn về tiến trình sản xuất thực phẩm an toàn, từ cánh đồng cho đến bàn ăn. Chẳng hạn, nhu cầu của người tiêu dùng đối với các sản phẩm thay thế thịt có nguồn gốc thực vật đã tăng lên trong thời kỳ đại dịch. Và các công ty không ngừng sáng tạo để đáp ứng nhu cầu mới này, trong đó có sử dụng AI để tìm ra các cách kết hợp hương vị mới giống như thịt.

Các công ty công nghệ về rác thải thực phẩm cũng sử dụng AI để đánh giá nhu cầu của người tiêu dùng đối với các mặt hàng cụ thể với mục tiêu giảm thiểu lương thực, thực phẩm dư thừa trên bàn ăn. AI kết hợp với các công nghệ tiên tiến như công nghệ chuỗi khối để theo dõi thông tin cung cấp cho người tiêu dùng, chẳng hạn như nơi trồng, cung cấp lương thực, thực phẩm và quá trình vận chuyển đến người tiêu thụ.

Mặc dù dân số toàn cầu đã tăng gấp đôi trong hơn 50 năm qua và nguồn cung đất nông nghiệp là hữu hạn, nhưng tỷ lệ người dân không được tiếp cận với đủ thực phẩm lành mạnh ngày càng giảm. Dù vậy, nhiều thách thức vẫn còn đó, như hàng triệu người vẫn thiếu khả năng tiếp cận lương thực, các mối đe dọa mà biến đổi khí hậu gây ra cho nông nghiệp đang gia tăng hay dân số trên hành tinh sẽ tăng thêm 2 tỷ người nữa vào năm 2050. Và đây là thời điểm quan trọng để ngành nông nghiệp sử dụng các công nghệ mới để giải quyết các vấn đề trong thế giới thực, xây dựng nguồn cung cấp lương thực, thực phẩm toàn cầu bền vững và linh hoạt.

Bảo Lâm