AgTech là gì? Tương lai của Nông nghiệp

Nông nghiệp sẵn sàng bị gián đoạn bởi làn sóng công nghệ mới nổi được gọi chung là AgTech. Từ máy bay không người lái và cảm biến đến robot và trí tuệ nhân tạo, những công cụ tiên tiến này có tiềm năng to lớn để giải quyết nhu cầu lương thực ngày càng tăng và áp lực môi trường. Hướng dẫn toàn diện này xem xét một loạt các đổi mới của AgTech làm thay đổi nền nông nghiệp hiện đại.

Chúng tôi sẽ khảo sát các danh mục chính như phần mềm, phần cứng, rô-bốt và các mô hình phân tích dữ liệu hỗ trợ cho tương lai của ngành nông nghiệp. Đối với những người nông dân đang cân nhắc việc áp dụng, chúng tôi sẽ phân tích những lợi ích và thách thức khi triển khai AgTech. Có một điều có vẻ chắc chắn – nền nông nghiệp tự động hóa, chính xác và dựa trên dữ liệu sẽ cách mạng hóa năng suất và tính bền vững trong những năm tới.

AgTech là gì
Giải pháp phần mềm
Trí tuệ nhân tạo
Công nghệ phần cứng như máy bay không người lái và cảm biến
Người máy
Cách triển khai agtech trong trang trại của bạn
Những thách thức trong nông nghiệp được AgTech giải quyết
Những bài học quan trọng về tương lai của công nghệ nông nghiệp

Chính xác thì AgTech là gì?

AgTech đề cập rộng rãi đến bất kỳ công nghệ nào được áp dụng để cải thiện năng suất và thực hành nông nghiệp.
Bối cảnh AgTech phát triển nhanh chóng bao gồm:

• Nền tảng phần mềm để tối ưu hóa các quyết định và hoạt động.
• Các công cụ phần cứng như máy bay không người lái tự động và thiết bị nông trại robot.
• Các cảm biến tiên tiến đo lường thành phần hóa học của đất, độ chín của cây trồng, độ ẩm, v.v.
• Hệ thống GPS, bản đồ và tầm nhìn để theo dõi các cánh đồng và vật nuôi.
• Trí tuệ nhân tạo, học máy và mô hình phân tích dự đoán.
• Internet of Things và các công nghệ mới nổi khác vẫn tiếp cận các trang trại.

Sự chuyển đổi dựa trên công nghệ này nhằm mục đích tăng năng suất và hiệu quả một cách bền vững khi dân số toàn cầu tăng cao. AgTech cho phép tự động hóa các tác vụ thông thường cũng như quản lý dựa trên dữ liệu mà trước đây không thể thực hiện được.

Việc áp dụng tiếp tục tăng tốc khi AgTech chứng minh được lợi tức đầu tư. Các cuộc khảo sát gần đây cho thấy khoảng 70% trang trại hiện đã tích hợp một số cấp độ công nghệ như lập bản đồ GPS hoặc cảm biến cây trồng. Chi tiêu cho AgTech đạt $7 tỷ vào năm 2019 và dự đoán có thể đạt $30 tỷ vào năm 2025. Tiếp theo, hãy cùng khảo sát một số trang trại cung cấp năng lượng phần mềm AgTech nổi bật hiện có.

Danh mục phần mềm nông nghiệp hiện tại

Phần mềm chuyên dụng hiện hỗ trợ các trang trại lập kế hoạch, điều phối, theo dõi sản lượng, giám sát cây trồng, quản lý hàng tồn kho, đào tạo nhân viên và nhiều hơn thế nữa. Tổng quan về phần mềm nông nghiệp.

Dưới đây là một số danh mục phần mềm nông nghiệp có ảnh hưởng nhất:

Phần mềm quản lý trang trại

Phần mềm quản lý trang trại giúp người nông dân có cái nhìn tổng quan, phân tích và tối ưu hóa toàn bộ hoạt động của mình. Các nền tảng này tổng hợp dữ liệu như đo từ xa thiết bị, năng suất cây trồng, bảng lương, kế toán, lịch trình, giấy phép, tài liệu tuân thủ, v.v. trong một hệ thống tập trung. Dữ liệu tổng hợp này đưa ra các quyết định tốt hơn về trồng trọt, chi tiêu, lưu trữ, bán hàng và nhân sự.

Các giải pháp phổ biến như FarmLogs, Croptracker và Agrivi cung cấp các gói miễn phí mạnh mẽ, trong khi các công ty như FarmFlo, AgriWebb và Granular cung cấp phần mềm cao cấp với các tính năng bổ sung. Hầu hết tích hợp với các ứng dụng di động để truy cập khi đang di chuyển. Giá dao động từ miễn phí đến $8/mẫu Anh cho chức năng nâng cao.

Phần mềm nông nghiệp chính xác

Nông nghiệp chính xác tận dụng GPS, lập bản đồ GIS và cảm biến để hướng dẫn các biện pháp can thiệp có mục tiêu cao trên thực địa. Phần mềm chuyên dụng tổng hợp các luồng dữ liệu khổng lồ từ các trạm thời tiết, máy thăm dò đất, máy bay không người lái, đội máy kéo, v.v. để quy định các hành động canh tác chính xác dựa trên các điều kiện siêu cục bộ.

Các thương hiệu lớn bao gồm Trung tâm điều hành John Deere, Phần mềm Trimble Agvà Climate FieldView. Các chương trình này tích hợp với máy kéo tự động được dẫn đường bằng GPS có khả năng trồng, phun thuốc, xới đất và thu hoạch với độ chính xác đến từng centimet. Chi phí đăng ký là $500-$3000 hàng năm.

Phần mềm giám sát/trinh sát cây trồng

Giám sát cây trồng hàng ngày để phát hiện sớm các vấn đề là rất quan trọng nhưng tốn nhiều công sức. Phần mềm giám sát cây trồng kết hợp hình ảnh vệ tinh, cảnh quay từ máy bay không người lái, dữ liệu cảm biến và AI để tự động xác định tình trạng căng thẳng của cây trồng, dự đoán năng suất và cảnh báo nông dân về các dấu hiệu bệnh tật, sâu bệnh, thiếu hụt chất dinh dưỡng, v.v.

Các công ty như Ceres, Gamaya, Taranis và Agremo cung cấp phần mềm giám sát cây trồng chuyên dụng dưới dạng dịch vụ. Những công cụ này nhận ra các vấn đề mà các trinh sát của con người sẽ bỏ lỡ khi bao quát nhiều diện tích hơn. Các chương trình có giá khoảng $2-$12 hàng tháng cho mỗi mẫu Anh đối với mức độ phân tích từ tiêu chuẩn đến cao cấp.

Trí tuệ nhân tạo trong nông nghiệp: Cách mạng hóa nông nghiệp

Sự tích hợp Trí tuệ nhân tạo (AI), Mô hình ngôn ngữ lớn, Thị giác máy tính và Mạng lưới thần kinh trong nông nghiệp đang cách mạng hóa cách chúng ta tiếp cận nông nghiệp. Đây là cách những công nghệ này đang tạo ra tác động đáng kể.

Mô hình ngôn ngữ lớn

• Hỗ trợ ra quyết định: Các mô hình ngôn ngữ lớn như nông nghiệp1.ai có thể phân tích lượng lớn dữ liệu nông nghiệp, cung cấp thông tin chi tiết và đề xuất về quản lý trang trại, lựa chọn cây trồng và chiến lược kiểm soát dịch hại.
• Báo cáo và dự đoán tùy chỉnh: Họ có thể tạo các báo cáo và dự báo về năng suất cây trồng, chất lượng đất và xu hướng thị trường, giúp nông dân đưa ra quyết định sáng suốt.

Tầm nhìn máy tính

• Giám sát và phân tích cây trồng: Hệ thống thị giác máy tính rất thành thạo trong việc theo dõi sức khỏe cây trồng, xác định bệnh và đánh giá độ trưởng thành của cây trồng, từ đó đưa ra các biện pháp can thiệp kịp thời.
• Thu hoạch tự động: Các hệ thống này hướng dẫn máy thu hoạch robot xác định và hái chính xác các sản phẩm chín, tăng hiệu quả và giảm chi phí lao động.

Mạng lưới thần kinh

• Phân tích dự đoán: Mạng lưới thần kinh phân tích các mô hình về thời tiết, điều kiện đất đai và sự phát triển của cây trồng, dự đoán các kết quả như năng suất và rủi ro dịch bệnh, từ đó đưa ra các biện pháp canh tác chủ động.
• Tối ưu hóa tài nguyên: Chúng hỗ trợ tối ưu hóa việc sử dụng nước, bón phân và các đầu vào khác, đảm bảo canh tác bền vững và hiệu quả.

Tác động đến nông nghiệp

• Tăng hiệu quả và năng suất: Những công nghệ này cho phép canh tác chính xác và hiệu quả hơn, dẫn đến tăng năng suất và giảm chất thải.
• Tính bền vững và bảo vệ môi trường: Các hoạt động dựa trên AI góp phần phát triển nông nghiệp bền vững, giảm thiểu tác động đến môi trường.
• Hiệu quả chi phí và khả năng mở rộng: Với AI, các trang trại thuộc mọi quy mô có thể tối ưu hóa hoạt động và giảm chi phí, giúp nhiều nông dân có thể tiếp cận công nghệ hơn.

Công nghệ phần cứng nông nghiệp tiên tiến

Phần cứng nông nghiệp tiên tiến sử dụng robot, tự động hóa, hình ảnh và cảm biến để xử lý các nhiệm vụ canh tác thiết yếu một cách hiệu quả hơn. Dưới đây là một số công cụ phần cứng AgTech mới nổi hứa hẹn nhất.

Máy bay không người lái

Máy bay không người lái được trang bị cảm biến và camera chuyên dụng khảo sát các cánh đồng rộng lớn một cách dễ dàng. Máy bay không người lái tạo ra bản đồ cây trồng chi tiết, phát hiện các vấn đề về tưới tiêu và xác định các địa điểm bùng phát sâu bệnh/bệnh để can thiệp sớm. Máy bay không người lái Ag cũng cho phép phun thuốc an toàn, có mục tiêu cho cây trồng với độ trôi tối thiểu.

Các mẫu phổ biến bao gồm dòng DJI Agras được thiết kế đặc biệt để phun thuốc cho cây trồng. SenseFly và Sentera cũng cung cấp máy bay không người lái dùng trong nông nghiệp đi kèm phần mềm phân tích nâng cao để tăng thêm giá trị cho những hiểu biết trên không. Máy bay không người lái cấp thương mại thường có giá từ $10.000 đến $30.000.

Khám phá máy bay không người lái trên agtecher.

Hệ thống vắt sữa robot

Hệ thống vắt sữa tự động áp dụng robot để vắt sữa bò mà không cần sức lao động của con người. Một đơn vị vắt sữa robot duy nhất có thể xử lý 50-100 con bò, thường mang lại nhiều sữa hơn vì bò có thể được vắt sữa thường xuyên hơn. Các robot làm sạch núm vú, gắn thiết bị vắt sữa và kiểm soát dòng sữa.

Các nhà cung cấp hàng đầu như Lely, GEA Farm, Fullwood Packo, BouMatic và DeLaval cung cấp các quầy vắt sữa hoàn chỉnh bằng robot. Hiệu quả của chúng cho phép các trang trại mở rộng quy mô đàn một cách đáng kể. Tuy nhiên, mỗi robot vắt sữa yêu cầu khoản đầu tư $150.000-$250.000.

Máy kéo tự hành & xe nông trại

Máy kéo tự lái và các thiết bị nông trại khác được vận hành qua GPS loại bỏ sự cần thiết của con người điều khiển. Công nghệ tự động hóa tự động hóa việc cày, xới đất, trồng trọt, phun thuốc, thu hoạch và hơn thế nữa. John Deere, Case IH và Kubota cung cấp máy kéo tự hành thương mại, trong khi các công ty khởi nghiệp như Monarch Tractor đang tham gia thị trường.

Thiết bị tự động hoàn toàn vẫn đắt tiền nhưng chi phí đang giảm. Các mẫu máy kéo robot dịch vụ mới cũng cho phép thuê với giá cả phải chăng. Khả năng làm việc trên cánh đồng suốt ngày đêm với sự giám sát tối thiểu hứa hẹn sẽ cách mạng hóa sản xuất.

Robot nông nghiệp đổi mới

Trong khi vẫn đang phát triển, robot đang đảm nhận nhiều trách nhiệm hơn trong trang trại.

Robot nông nghiệp đổi mới bao gồm

Robot hái trái cây và rau quả

Việc thu hái sản phẩm tươi sống luôn là công việc chậm chạp, tốn nhiều công sức. Tuy nhiên, các robot như Agrobot và Abundant Robotics có hệ thống gắp và thị giác tiên tiến để xác định và nhẹ nhàng nhổ các sản phẩm chín. Mặc dù còn hạn chế nhưng khả năng của họ sẽ nhanh chóng mở rộng sang các loại trái cây và rau quả bổ sung. Phát hiện: Robot hái trái cây tự động của IAV.

Máy làm cỏ tự động

Máy làm cỏ chính xác có thể làm mỏng cánh đồng và tiêu diệt những cây không mong muốn đồng thời tránh thu hoạch. Nhà phát triển thích Công nghệ Naio Và trang trại khôn ngoan chế tạo robot triển khai ngọn lửa nhỏ, dòng điện hoặc công cụ cơ khí để loại bỏ cỏ dại. Cách tiếp cận không có hóa chất của họ bền vững hơn. Phát hiện: Greenfield Bot: Phương pháp tiếp cận mang tính cách mạng đối với canh tác không dùng hóa chất

Robot giám sát chăn nuôi

Các robot trên mặt đất và trên không giờ đây có thể tự động di chuyển qua các chuồng trại để giám sát động vật. Robot chăn nuôi từ các công ty như Antelliq, Cainthus và HerdDogg truyền dữ liệu sức khỏe của từng động vật để dự đoán bệnh tật và theo dõi chế độ ăn uống/hoạt động. Giám sát liên tục cải thiện phúc lợi.

Hệ thống cho ăn tự động

Tự động hóa việc cho ăn cho phép nông dân phân phối thức ăn với lao động tối thiểu. Các công ty như Lely, AGCO và Pellon Group sản xuất robot phân phối thức ăn lớn. Họ trộn khẩu phần chính xác cho từng nhóm vật nuôi và cung cấp chúng theo lịch trình cho ăn được lập trình sẵn. Phát hiện: Zeddy 1250: Máy cho vật nuôi ăn chính xác.

Mô hình & phân tích AgTech tiên tiến

Các mô hình kỹ thuật số tiên tiến và các công cụ phân tích dự đoán sẽ trích xuất thông tin chuyên sâu từ dữ liệu trang trại để đưa ra các quyết định tốt hơn.

Mô hình năng suất cây trồng

Các thuật toán phức tạp xử lý dữ liệu năng suất lịch sử, mô hình thời tiết, loại đất và các biến số khác để dự báo sản lượng cây trồng dự kiến. Các công ty khởi nghiệp như aWhere và CropMetrics cung cấp dịch vụ lập mô hình ước tính năng suất để giúp nông dân lập kế hoạch.

Dự báo nguy cơ sâu bệnh hại

Bằng cách phân tích dữ liệu thời tiết theo thời gian thực, xác suất mưa, giai đoạn tăng trưởng của cây trồng và mức độ sâu bệnh của năm trước, các mô hình AI xác định các điều kiện chín muồi để bùng phát dịch bệnh. Cảnh báo nâng cao cho phép nông dân thực hiện các biện pháp phòng ngừa và xử lý trước các mẫu đất có nguy cơ bị ảnh hưởng.

Tối ưu hóa việc tưới tiêu và sử dụng nước

Kết hợp dữ liệu cảm biến đất với dự báo thời tiết, các thuật toán tạo ra các chỉ định tưới cực kỳ chính xác. Hướng dẫn ứng dụng nước dựa trên mức độ ẩm siêu cục bộ giúp ngăn ngừa lãng phí đồng thời tối đa hóa năng suất.

Chương trình quản lý dinh dưỡng

Phân tích dự đoán quy định tỷ lệ phân bón lý tưởng cho từng vùng trên cánh đồng dựa trên dữ liệu dinh dưỡng trong đất, nhu cầu của cây trồng, mục tiêu năng suất và mô hình dinh dưỡng. Độ chính xác này làm giảm việc bón phân quá mức để cắt giảm chi phí và ô nhiễm.

Dự báo hàng tồn kho & hàng hóa

Tích hợp dữ liệu cung cấp lịch sử, ước tính sản xuất, xu hướng nhu cầu và các tín hiệu khác, trang trại có thể dự báo khối lượng tồn kho tối ưu và giá cả hàng hóa trong tương lai để cung cấp thông tin tiếp thị thông minh hơn.

Nếu bạn quan tâm đến các hệ thống này: Xem nhanh những cải tiến tiên tiến sắp được công bố tại Agritechnica 2023

Triển khai AgTech trên trang trại của bạn

Bạn quan tâm đến việc tích hợp nhiều công cụ AgTech hơn nhưng không biết bắt đầu từ đâu?

Thực hiện theo quy trình từng bước này:

Những thách thức trong nông nghiệp được AgTech giải quyết

Trong khi mỗi trang trại phải đối mặt với những hoàn cảnh riêng biệt, AgTech giúp vượt qua một số rào cản chung:

Công nghệ nông nghiệp (AgTech) ngày càng quan trọng trong nền nông nghiệp hiện đại, giải quyết các thách thức như tình trạng thiếu lao động thông qua tự động hóa và nâng cao năng suất bằng máy móc thông minh. Nó đóng một vai trò quan trọng trong việc quản lý những bất ổn về thời tiết bằng cách sử dụng dữ liệu chính xác để dự đoán tác động của khí hậu và điều chỉnh hoạt động tốt hơn. 

AgTech cũng góp phần giảm chi phí hoạt động, hỗ trợ kế thừa thế hệ, thích ứng với sự thay đổi sở thích của người tiêu dùng và cải thiện lợi nhuận, đồng thời giải quyết các rủi ro như quyền riêng tư dữ liệu, tích hợp công nghệ và nhu cầu về cơ sở hạ tầng internet mạnh mẽ ở nông thôn.

Những bài học quan trọng về tương lai của công nghệ nông nghiệp

Tóm lại, dữ liệu và tự động hóa sẽ mở ra những chân trời mới cho năng suất, lợi nhuận và tính bền vững của nông nghiệp.

Nhưng một số điều kiện tiên quyết rất quan trọng để thực hiện được lời hứa đầy đủ:

• Nông dân phải chủ động lập kế hoạch áp dụng AgTech xung quanh những thách thức cốt lõi và bối cảnh cụ thể của trang trại.
• Nhân viên sẽ cần mở rộng chuyên môn về công nghệ và phân tích để sử dụng đầy đủ các giải pháp sau khi triển khai.
• Cơ sở hạ tầng nông thôn được nâng cấp, đặc biệt là Internet tốc độ cao, tạo điều kiện cho những tiến bộ tiên tiến.
• Quan hệ đối tác mang tính xây dựng giữa các nhà đổi mới công nghệ và nông dân sẽ tối đa hóa giá trị thực tế.
• Các chính sách và ưu đãi phải đảm bảo công nghệ nông nghiệp mang lại lợi ích công bằng cho các trang trại nhỏ và cộng đồng nông thôn.

Nếu làm đúng, công nghệ nông nghiệp của ngày mai sẽ mang đến những cơ hội sâu rộng để nuôi sống ngày càng nhiều người hơn trong khi vẫn quản lý được nguồn tài nguyên thiên nhiên hạn chế của hành tinh. Tuy nhiên, nó cũng làm tăng những rủi ro như khoảng cách số ngày càng sâu sắc. Với khả năng quản lý sáng suốt và tầm nhìn dài hạn, tương lai của ngành nông nghiệp thực sự có vẻ tươi sáng.