8 Đột phá công nghệ ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản

Bài viết cung cấp 8 công nghệ hiện đại ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản trên toàn thế giới. Đây là đột phá và tương lai không xa của ngành thủy sản.

Nuôi trồng thủy sản (NTTS), bắt đầu cách đây khoảng 4000 năm ở Trung Quốc. Thực tế cho thấy sản lượng cá nuôi chiếm nhiều hơn lượng cá đánh bắt từ tự nhiên, dự đoán đến năm 2030 cá nuôi sẽ chiếm hơn 2/3 lượng cá mà con người tiêu thụ. Nhu cầu tiêu thụ cá tăng cao làm ảnh hưởng đến nguồn tài nguyên cũng như giải pháp bền vững cho NTTS và nguồn cung ứng. Với sự phát triển của công nghệ tạo ra tiềm năng lớn trong nghề nuôi cá, tạo động lực để tin rằng việc sản xuất nguồn protein này một cách bền vững là hoàn toàn có khả năng. 

Giống như các ngành công nghiệp nông nghiệp khác, các công nghệ liên quan đến nuôi trồng thuỷ sản đang có những bước phát triển đáng kinh ngạc dẫn đến các cơ hội đầu tư đáng kể. Theo AgFunder, đầu tư nuôi trồng thuỷ sản tăng 271% vào năm 2016 so với năm 2014. Theo các chuyên gia dinh dưỡng thì nguồn protein từ cá mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe hơn so với các nguồn protein khác như: gia súc hay thịt lợn. Qua đó làm cho nhu cầu tiêu thụ cá ngày càng tăng. Do đó, sự phát triển của công nghệ được áp dụng trong NTTS nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển của ngành, dưới đây là tám công nghệ được áp dụng trong NTTS nhằm mang lại hiệu quả tốt nhất.

1/ Ứng dụng công nghệ in 3D

Với công nghệ này một người có thể in hệ thống thủy canh cho riêng mình. Tuy nhiên, vấn đề là giá thành cho một chiếc máy in 3D là khá cao để cho người dùng có thể sở hữu nó, trong tương lai với sự phát triển của công nghệ người dùng có thể sở hữu cho riêng mình một chiếc máy in 3D. Công nghệ này không chỉ được áp dụng trong công nghiệp NTTS mà còn có thể được áp dụng rộng rãi cho các cá nhân nuôi cá tại nhà.

Một ví dụ về in 3D trong nuôi trồng thuỷ sản là một robot cá được in bởi MIT mà gần như hoàn toàn bắt chước chuyển động và hoạt động của cá. Công nghệ này giúp phát triển các nghiên cứu và hiểu được môi trường tự nhiên của các loài thủy sinh vật và tạo ra môi trường tự nhiên hơn cho cá được sử dụng trong sản xuất.

Một khía cạnh khác của in ấn 3D liên quan đến việc sản xuất rong biển là sử dụng để tạo ra một vật liệu rẻ tiền thân thiện với môi trường. Tảo có thể được sử dụng để sản xuất một gel mà lần lượt được sử dụng như là vật liệu chính trong sản xuất 3D cấy ghép y khoa. Khía cạnh rong biển của ngành nuôi trồng thuỷ sản có thể bị ảnh hưởng nếu nhu cầu tăng lên đủ để thúc đẩy nhu cầu sản xuất tăng lên và các công ty như Venus Shell Systems của Úc có thể gặt hái được những lợi ích. Sản xuất tế bào và cơ quan của người đã được đưa vào chương trình nghị sự và có thể dẫn đến giai đoạn tiếp theo của các thủ tục cứu sống tất cả bắt nguồn từ việc sản xuất tảo.

2/ Sử dụng robot trong NTTS

Tương lai nuôi cá có thể nằm trong những cái lồng robot tự động khổng lồ, được gọi là aquapod, chẳng hạn như SeaStation của InnovaSea. Hiện nay, sản lượng NTTS đã tăng lên rất nhiều so với sản lượng đánh bắt tự nhiên. Phát triển NTTS được xem là một trong những giải pháp cho sự phát triển sản lượng thủy sản nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ. Một trong những vấn đề đặt ra là hướng tới sự phát triển bền vững, NTTS không mang lại tính bền vững cao do các vấn đề như ô nhiễm môi trường và bùng phát dịch bệnh. Qua đó, làm cho chi phí nuôi tăng cao nhưng năng suất nuôi lại không cao. Aquapod được xem là một trong những giải pháp nhằm tăng sản lượng và giảm chi phí nuôi.

Aquapod được thiết kế để nuôi cá ở đại dương, do đó việc sửa chữa sẽ không dễ dàng. Công ty SINTEF của Na Uy đang phát triển một robot dưới nước có thể kiểm tra và sửa chữa các hệ thống này, cung cấp một cách an toàn hơn và tiết kiệm chi phí hơn. OceanOne là một robot được mô phỏng như một người dưới nước, cho phép khám phá dưới nước an toàn hơn. Sự đổi mới này có thể có tiềm năng như một hình đại diện của con người. Marinetime Robotics có trụ sở tại Na Uy đang cung cấp tất cả các loại thiết bị giám sát đại dương robot hoặc không người lái sử dụng để thăm dò và nuôi trồng thủy sản.

3/ Thiết bị không người lái

Tương tự robot, máy bay không người lái cũng cung cấp nhằm ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản cả trên và dưới nước. Chúng có thể được sử dụng để theo dõi các trang trại nuôi cá ven bờ. Các công ty như Apium Swarm Robotics sử dụng máy bay không người lái để khảo sát đại dương và phân tích thông qua việc sử dụng công nghệ cảm biến. Blueye Pioneer cung cấp video trực tiếp thông qua việc sử dụng điện thoại thông minh, máy tính bảng hoặc kính bảo hộ với ứng dụng Blueye. Các công ty như SeaDrone, SeaDrone Dutch, Aquabotix, PowerRay và OpenRov đang tạo ra những chiếc máy bay không người lái có thể khám phá dưới nước sử dụng chuyên nghiệp hoặc cho cá nhân.

SailDrone cung cấp việc thu thập dữ liệu, phân tích trữ lượng cá và theo dõi môi trường và có thể dễ dàng áp dụng cho nuôi trồng thủy sản xa bờ. Máy bay không người lái này kết nối với máy tính bảng của nhà sản xuất, Điện thoại thông minh hoặc máy tính và cho phép thu thập và phân tích thông tin. Các máy bay không người sẽ có thể thực hiện bất kỳ nhiệm vụ nào dù các nhiệm vụ này quá nguy hiểm cho con người và cung cấp thông tin có thể sử dụng để tạo ra các thuật toán để phát triển công nghệ hoặc các ứng dụng có sẵn trong sản xuất nuôi trồng thuỷ sản và trại cá ngoài khơi.

4/ Sử dụng các cảm biến trong nuôi trồng thủy sản

Nhiều máy bay không người lái và robot đã đề cập ở trên sử dụng cảm biến để kiểm tra dưới nước và thu thập dữ liệu như pH nước, độ mặn, oxy, độ đục và các chất gây ô nhiễm...

Thiết bị cảm biến trong ao nuôi thủy sản của TEPBAC.

Còn với trong nuôi trồng thủy sản, công nghệ cảm biến được FARMEXT - Tép Bạc sản xuất được lắp đặt ở ao nuôi tôm sử dụng các thiết bị cảm biến chất lượng nước và báo cáo liên lục về phần mềm trên các thiết bị thông minh cho người dùng. Khi có sự cố máy sẽ gọi điện thông báo cho người nuôi biết để kịp thời xử lý.

Với nuôi cá một trong những công nghệ tuyệt vời nhất là eFishery là sử dụng các cảm biến để phát hiện mức độ đói của cá và cung cấp thức ăn cho phù hợp. Nó có thể làm giảm chi phí thức ăn lên đến 21%. Công nghệ Real sử dụng truyền dẫn tia cực tím để khử trùng nước gây bệnh và làm sạch các cơ sở sản xuất thủy sản. Tập đoàn Akva Na Uy xây dựng toàn bộ lồng với camera, cảm biến, hệ thống cho ăn và tuần hoàn để sử dụng trong vùng biển mở hoặc nông trại nội đồng.

Osmobot tập trung chủ yếu vào nuôi trồng thủy sản trên đất liền và cho phép quản lý đám mây và kết nối di động. YSI có một loạt các thiết bị cảm biến cầm tay, công nghệ cho ăn tự động để duy trì môi trường lý tưởng của các loài cá.

5/ Trí tuệ nhân tạo 

Nhiều công ty công nghệ nuôi trồng thủy sản đang khai thác sức mạnh của trí thông minh nhân tạo để cải thiện việc thu thập thông tin từ cảm biến và ra quyết định. 

Một con cá robot được biết đến với cái tên Shoal sử dụng AI và SI, để phát hiện ô nhiễm dưới nước. Ảnh: linkedin

Ngoài ra một cụm từ "Seafood Innovation" đã đưa ra nền tảng AquaCloud nhằm giúp các nhà quản lý, các nhà nghiên cứu và các nhà khoa học có được những hiểu biết mới thông qua việc thu thập và phân tích dữ liệu khổng lồ. Đặc biệt tập trung vào việc quản lý dịch hại trên biển, nền tảng này sử dụng AI để hỗ trợ điều trị dịch bệnh, đồng thời duy trì tính bền vững môi trường.

6/ Thực tế gia tăng (Augmented reality, AR): 

Có tiềm năng lớn cho việc sử dụng AR trong ngành nuôi trồng thuỷ sản. AR đã được Hải quân kết hợp thông qua việc sử dụng DAVD (Divers Augmented Vision Display) cho phép người dùng xem hình ảnh sonar có độ phân giải cao được gắn trên người thợ lặn. NASA đã thử nghiệm HoloLens của Microsoft theo cách tương tự. Những ý nghĩa của nó từ quan điểm của ngành công nghiệp nuôi trồng thuỷ sản là rất lớn. Các nhà sản xuất có thể sử dụng công nghệ này để phân tích số lượng cá, sức khoẻ, nhiệt độ nước hoặc độ mặn của các trang trại đánh cá xa bờ. Đồng thời các mặt nạ tương tự bao gồm Scubus S bởi Indigogo, có thiết bị chụp hình hoặc Smart Swimming Goggles của Yanko Design, cũng có camera và thậm chí cho phép thực hiện cuộc gọi giữa thợ lặn.

7/ Thực tế ảo (Virtual reality, VR):

Cơ hội cho VR trong ngành nuôi trồng thuỷ sản đặc biệt là trong đào tạo và giáo dục. VR đang được sử dụng để phát triển lợi ích nuôi trồng thủy sản trong thế hệ tiếp theo của Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy. NTNU đã phát triển một mô hình nuôi trồng thuỷ sản sử dụng VR để cho phép sinh viên hầu như đến thăm trang trại cá. Rõ ràng là những phát triển như vậy có thể được sử dụng cho mục đích đào tạo trong ngành nuôi trồng thuỷ sản.

8/ Blockchain kiểm chứng tính bền vững:

Blockchain là một bản ghi kỹ thuật số về các giao dịch mà bất kỳ người nào có thể truy cập công khai. Điều đó có ý nghĩa đối với ngành nuôi trồng thủy sản là cơ hội giao dịch giữa các nhà cung cấp và người mua xảy ra ngay lập tức và an toàn. Sẽ không cần trao đổi tiền tệ vật chất, có khả năng tiết kiệm rất nhiều trong giao dịch và chi phí trao đổi tiền tệ. Hơn nữa, thông tin về từng vụ mùa và phương pháp sản xuất có thể được lưu trữ ở đây và có thể tiếp cận được với các nhà sản xuất và người tiêu dùng khác. Sự riêng tư luôn là mối quan tâm quan trọng khi thảo luận về những vấn đề này, nhưng cách thức ngăn chặn được thiết lập duy trì sự riêng tư, đồng thời thực thi tính minh bạch. Cá được tuyên bố là sản xuất bền vững, trên thực tế, có thể được xác minh như vậy.

Tất cả đều được kết nối qua Internet: IoT là công nghệ kết nối tất cả các công nghệ khác được liệt kê ở trên. Đó là một cuộc cách mạng công nghệ về máy tính và truyền thông. Eruvaka Technologies hoặc Cargo Zippers là những ví dụ điển hình của công nghệ IoT. Những ứng dụng này được xem là đột phá và tương lai của nuôi trồng thủy sản công nghệ cao.