Ứng dụng IoT: giải pháp của nông nghiệp thông minh

Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO), dân số thế giới hiện nay vào khoảng 7,7 tỷ người và dự kiến ​​sẽ đạt 9,7 tỷ người vào năm 2050. Vì vậy, ngành nông nghiệp sẽ trở nên quan trọng trong vài thập kỷ tới; trong năm 2050, thế giới cần phải sản xuất thêm 70% lương thực so với năm 2006 để nuôi sống dân số ngày càng tăng của trái đất. Nhu cầu của người dân ngày càng tăng cao, kết hợp với việc tài nguyên đất nông nghiệp ngày một giảm do đô thị hóa, sa mạc hóa, thiên tai, lũ lụt khiến cho ngành nông nghiệp đang phải gánh chịu một áp lực rất lớn.

 

Để giải quyết vấn đề này, việc tăng năng suất sản xuất trở thành vấn đề cấp bách. Do đó, nông dân và các doanh nghiệp nông nghiệp đang chuyển hướng, sử dụng ứng dụng công nghệ vào sản xuất, mà cụ thể ở đây là công nghệ IoT (Internet – of – Things).

 

STT	Lĩnh vực	Quy mô ước tính 2025
1	Nông nghiệp	496,34
2	Du lịch	115,50
3	Công nghiệp	326,00
4	Giáo dục	40,69
5	Giao thông	593,48
6	Môi trường	2,30

Thị trường ứng dụng IoT tại Việt Nam (Đơn vị tính: triệu USD).

 

IoT kết nối các vật thể theo cả hai cách thông minh và có cảm nhận, thông qua sự phát triển kỹ thuật của các công nghệ nhận dạng vật thể bằng sóng vô tuyến RFID, công nghệ cảm biến, công nghệ thông minh, các hệ thống nhúng và công nghệ nano (Liên minh Viễn thông Quốc tế – ITU, 2015).

 

Việc ứng dụng các công nghệ số để giám sát, điều khiển và chăm sóc cây trồng tự động, giúp tối đa hóa năng suất và chất lượng nông sản. Theo báo cáo của Allied Market Research, thị trường nông nghiệp toàn cầu sẽ đạt quy mô 48 tỷ USD vào năm 2025, với mức tăng trưởng trung bình 14,7%/năm. Hệ thống IoT trong nông nghiệp bao gồm cơ sở hạ tầng truyền thống cơ bản được sử dụng để kết nối các đối tượng thông minh từ cảm biến, phương tiện, thiết bị di động đến việc thu thập dữ liệu từ xa dựa trên phân tích thông minh, giao tiếp người dùng. Việc triển khai công nghệ IoT trong thực tiễn sản xuất nông nghiệp đã làm thay đổi mọi khía cạnh; cải thiện các giải pháp về canh tác truyền thống như ứng phó với hạn hán, tối ưu hóa năng suất, tính phù hợp đất đai, tưới tiêu và kiểm soát dịch hại.

 

Hiệu quả từ ứng dụng IoT

 

Business Insider dự đoán rằng việc lắp đặt thiết bị IoT trong nông nghiệp sẽ tăng từ 30 triệu trong năm 2015 lên 75 triệu vào năm 2020, với tốc độ tăng trưởng hằng năm là 20%. Mỹ hiện đang dẫn đầu thế giới về nông nghiệp thông minh ứng dụng IoT. Việc ứng dụng công nghệ IoT ở Mỹ đã giúp tăng gần như gấp đôi năng suất canh tác trung bình. Sản lượng ngũ cốc (lúa mì, gạo, ngô, lúa mạch) trên một hecta đất nông nghiệp tại Mỹ đạt mức 7.340 kg so với mức trung bình toàn cầu là 3.851 kg. Năng suất này sẽ còn được cải thiện hơn trong những thập kỷ tới, khi các trang trại được kết nối một cách toàn diện.

 

OnFarm, một nền tảng công nghệ IoT giúp kết nối các trang trại, với hy vọng trung bình tạo ra 4,1 triệu điểm dữ liệu mỗi ngày từ các trang trại vào năm 2050 tăng gấp nhiều lần so với 190.000 điểm của năm 2014. Để cải thiện năng suất cho các trang trại, các nhà cung cấp IoT đang phát triển các nền tảng có thể nhận biết, xử lý và truyền dữ liệu môi trường thu được từ những thiết bị cảm biến đo đạc. Đằng sau các nền tảng IoT này là một loạt công nghệ gồm cảm biến, vi điều khiển, thiết bị phát, thu năng lượng, đèn LED, máy bay không người lái. Các ứng dụng IoT đã, đang và sẽ làm thay đổi nông nghiệp thế giới theo ba cách thức dưới đây:

 

Thứ nhất, giám sát chăn nuôi: IoT cho phép theo dõi liên tục toàn bộ môi trường chăn nuôi. Người dùng sẽ được cảnh báo bằng điện thoại hoặc email nếu có bất kỳ tình trạng nào nằm ngoài tham số đã được cài đặt sẵn. Một số hệ thống có chức năng của một hệ thống giám sát tổng hợp đối với lợn, gia súc, gà thịt và sản xuất sữa, hiện đã sẵn sàng cho các mục đích thương mại.

 

Thứ hai, nông nghiệp chính xác: với bộ cảm biến IoT, nông dân có thể thu thập dữ liệu về thời tiết, đất, chất lượng không khí và sự phát triển của cây trồng để đưa ra những quyết định thông minh hơn. Ví dụ, Công ty Mỹ Analog Devices Inc (ADI) đã nghiên cứu dự án IoT cho cà chua nhằm thúc đẩy các công nghệ như hệ thống cơ điện tử và cảm biến. ADI tích hợp các giải pháp phần cứng với ứng dụng IoT dựa trên công nghệ đám mây từ ThingWorx – một nền tảng để phát triển và triển khai nhanh chóng các thiết bị thông minh, để phát triển một giải pháp hoàn chỉnh cho nông dân.

 

Thứ ba, các loại máy tự động: các hãng John Deere và Case IH đã cung cấp máy kéo tự động cho nông dân. Loại máy kéo này giảm tối đa các thao tác thừa nên tiết kiệm được thời gian, chi phí. Nó không cần có trình điều khiển, thậm chí không cần con người chạm vào tay lái mà tự điều khiển hoàn toàn bằng laser thu thập tín hiệu từ một số máy chuyển tín hiệu (transponder) di động. Máy kéo tự động hoặc bán tự động giúp giảm thiểu sai sót của con người khi thực hiện các công việc như phun thuốc trừ sâu.

 

IoT – lựa chọn cho nông nghiệp bền vững

 

Trong vòng 10 năm trở lại đây, tổng vốn đầu tư vào lĩnh vực nông nghiệp tăng từ 22 nghìn tỷ đồng lên đến hơn 231 nghìn tỷ đồng (năm 2018). Sự đầu tư, phát triển của các doanh nghiệp nông nghiệp thể hiện ở việc các doanh nghiệp đã và đang triển khai tổ chức lại sản xuất theo hướng hợp tác, liên kết theo chuỗi giá trị, gắn sản xuất nguyên liệu với chế biến và tiêu thụ sản phẩm theo chuỗi giá trị, kết nối với hệ thống tiêu thụ toàn cầu. Việc tăng cường chế biến, gia tăng giá trị sản phẩm nhiều hơn đã tạo ra nhiều việc làm, thu nhập cao hơn cho nông dân Việt Nam.

 

Tuy vậy, số lượng doanh nghiệp nông nghiệp vẫn chiếm tỷ trọng rất nhỏ trong tổng số các doanh nghiệp cả nước, có tới 95% doanh nghiệp nông nghiệp có quy mô nhỏ và vừa. Lĩnh vực này tại Việt Nam cũng thu hút chưa đến 1% vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài (FDI), trong khi mức trung bình trên thế giới vào khoảng 3%. Tính đến hết năm 2019, vốn FDI vào nông nghiệp chỉ đạt 3,5 tỷ USD, chiếm tỷ trọng rất thấp trong tổng vốn FDI vào Việt Nam. Số lượng nhà đầu tư cũng chưa nhiều, trong đó các nước như Đài Loan, quần đảo Virgin (Anh), Singapore, Thái Lan đã chiếm hơn 50% tổng vốn đầu tư FDI vào nông nghiệp Việt Nam. Đây là những thách thức lớn trong nâng cao năng lực cạnh tranh và phát triển liên kết sản xuất theo chuỗi sản phẩm nông nghiệp.

 

Bên cạnh đó, còn phải kể đến tình trạng nguồn nhân lực ngành nông nghiệp đang thiếu những người lao động có chất lượng cao. Theo Cục Kinh tế hợp tác và Phát triển nông thôn, hiện nay, cả nước có khoảng 18 triệu lao động làm trong lĩnh vực nông – lâm – thủy sản, trong đó có 4,31 triệu lao động đã qua đào tạo. Theo dự báo đến năm 2030, Việt Nam sẽ có khoảng 100.000 doanh nghiệp nông nghiệp, 30.000 Hợp tác xã, hàng trăm nghìn Tổ tác xã, trang trại,… sẽ phải cần một lượng lớn lao động trong lĩnh vực nông nghiệp.

 

Do vậy, để tạo ra nền nông nghiệp bền vững, cần tập trung vào việc đào tạo nguồn nhân lực đáp ứng được yêu cầu và đòi hỏi của nền nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao; và việc sử dụng IoT sẽ là lựa chọn hàng đầu trong hoạt động sản xuất nông nghiệp hiện nay./.