Robot diệt cỏ bằng điện thế hàng nghìn vôn

Được một công ty ở Anh chế tạo và đang hoàn tất quá trình thử nghiệm, robot diệt cỏ giúp giảm việc sử dụng thuốc trừ sâu và thân thiện hơn với môi trường.

Ben Scott-Robinson, Giám đốc điều hành Công ty Robot, đứng cạnh robot trinh sát. Ảnh: Guardian.

Giữa cánh đồng đầy nắng ở Hampshire, một quận ở Đông Nam nước Anh, một robot diệt cỏ tên Dick đang bắt đầu công việc. Sau khi động cơ được điều khiển bằng trí tuệ nhân tạo hoạt động và khóa mục tiêu, một điện cực màu đen đi xuống và phát ra vụ nổ ở 8.000 vôn. Tiếng nổ lách tách vang lên. Khi làn khói dần tan biến, mục tiêu dưới đất - những đám cỏ dại - đã được làm sạch.

Các nhà sản xuất ra Dick tin tưởng, đây sẽ là nền móng cho cuộc cách mạng nông nghiệp 4.0, đưa tự động hóa và dữ liệu lớn (Big Data) vào canh tác để tăng năng suất, đồng thời giảm ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường.

Một nguyên nhân nữa, là áp lực cắt giảm thuốc trừ sâu và diệt cỏ mà Chính phủ Anh đang làm quyết liệt. Người nông dân, vốn không thể tự tay làm sạch cỏ trên những cánh đồng rộng hàng hecta, và ý tưởng phát minh robot diệt cỏ ra đời.

Không phải robot diệt cỏ đầu tiên được chế tạo, nhưng Dick tiên phong trong việc nhận và diệt các loài cỏ dại lá rộng, vốn có thể xác định bằng cách nhận dạng mẫu.

Bạn đồng hành của Dick - robot trinh sát có tên Tom - làm nhiệm vụ dẫn đường. Nó sẽ quét chi tiết hiện trường và chuyển dữ liệu đến một công cụ AI có tên là Wilma để lập kế hoạch cho các mục tiêu cần tiêu diệt. Wilma sau đó chuyển tín hiệu tới AI tích hợp của Dick, để tối ưu hóa "cú diệt cỏ".

Dick chạy bằng pin của một chiếc Tesla, công ty nổi tiếng chuyên sản xuất các sản phẩm ô tô điện và linh kiện cho các phương tiện chạy điện. Để đảm bảo an toàn, các robot được gắn cảm biến laser nhằm phát hiện vật cản và chuyển sang chế độ ngủ đông nếu gặp sự cố đột ngột. Chúng cũng có các nút tắt lớn màu đỏ ở hai bên sườn, giúp người điều khiển có thể dễ dàng dừng hoạt động.

Robot trinh sát Tom hiện xong quá trình thử nghiệm và sẵn sàng được thương mại hóa. Theo Ben Scott-Robinson, Giám đốc điều hành của Công ty Robot nhỏ (SRC), Tom đủ khả năng di chuyển với tốc độ nhanh, cung cấp 6 terabyte dữ liệu mỗi ngày cho nông dân. Bên cạnh đó, nhờ hệ thống đèn LED được bố trí khắp thân robot, Tom đủ sức hoạt động vào ban đêm.

"Nhiều lần trong 4 năm qua, chúng tôi đã nghĩ tới việc bỏ ngang. Câu chuyện thương mại hóa có lúc chỉ là giấc mơ không có thật. Tuy nhiên, nhờ những nỗ lực khong ngừng nghỉ, chúng tôi hiểu rằng chế tạo robot hoạt động chính xác trong nông nghiệp là điều không đơn giản", Scott-Robinson chia sẻ.

Scott-Robinson cho biết, robot do công ty ông xuất xưởng tập trung nhiều vào độ chính xác, hiệu quả và tính bền vững. Nguyên do bởi nhiều loài cỏ dại vẫn có ích. Chẳng hạn, cây thuỷ cự rất thu hút loài ong, hay cỏ ba lá giúp cố định nitơ trong đất. 

“Cách thức canh tác cần thay đổi. Nó không chỉ là sản xuất số lượng lớn thực phẩm, mà còn cần quan tâm đến những gì thực tế xảy ra trên đồng ruộng. Chúng ta phải cân nhắc kỹ lưỡng trước khi quyết định tiêu diệt bất cứ loài cỏ dại nào", ông nói.

Tom Jewers, người sở hữu trang trại trồng trọt rộng 390ha ở Suffolk, thuộc vùng Hampshire, cho biết: “Chúng tôi đang chịu áp lực giảm sử dụng thuốc trừ sâu. Nếu không làm được, chúng tôi cần một công cụ khác đủ mạnh mẽ. Robot diệt cỏ đủ sức mang tới bước tiến lớn như máy kéo từng thay thế ngựa trước đây".

Dick hiện vẫn trong bước thử nghiệm cuối, và chờ phiên bản thương mại hóa vào tháng 10/2021. Do sử dụng công nghệ diệt cỏ dại do RootWave phát triển, chi phí dự kiến ​​cho nông dân có thể sẽ tăng cao trong ngày đầu sử dụng. Theo Scott-Robinson, số tiền có thể tương đương với việc kiểm soát dịch hại, nhưng giá sẽ giảm trong một vài năm sau đó.

Craig Livingstone, quản lý của điền trang Lockerley, nơi Dick thử nghiệm, quan tâm nhiều hơn tới kết quả. Theo ông, robot diệt cỏ này biết cách diệt trừ cỏ đen - mối đe dọa lớn nhất đối với cây trồng hàng đầu Vương quốc Anh, lúa mì. 

Ông bày tỏ: “Cỏ đen từng khiến ngành nông nghiệp phải trả giá đắt. Ngoài ảnh hưởng tới đất trồng, lạm dụng thuốc diệt cỏ còn tăng nguy cơ kháng thuốc. Robot này, vì thế, mang đến cơ hội to lớn để tiến lên tự động hóa".

Cũng theo Livingstone, việc xác định cỏ đen rất khó khăn ngay cả với nông dân. Nhưng với Dick, nhờ sử dụng sáu bước sóng ánh sáng khác nhau làm quang phổ để phát hiện cỏ dại, khả năng phát hiện cỏ đen đạt tỷ lệ chính xác hơn 90%. "Tôi từng kinh ngạc khi lần đầu chứng kiến khả năng của Dick. Không thể tin nổi", Livingstone nhớ lại.

Làm thế nào nông dân tiếp cận rộng rãi với công nghệ robot diệt cỏ cũng là một câu hỏi mở. Trong buổi trình diễn của Dick trước hàng trăm khách mời, vốn là nông dân tại Hampshire, một người quan sát nêu vấn đề: “Chưa chắc nông dân đã tin vào robot diệt cỏ, chứ chưa nói đến việc áp dụng trong tương lai gần. Quan điểm của đa số nông dân, vẫn là tập trung đầu tư vào máy kéo, hoặc các máy móc giúp canh tác, thu hoạch mùa màng".

Vẫn là một lĩnh vực mới mẻ, nhưng phát triển hệ sinh thái robot diệt cỏ đã thu hút sự chú ý từ hàng trăm công ty. Ngoài làm việc trên những cánh động rộng hàng chục, hàng trăm hecta, các nhà nghiên cứu còn dự định mang robot diệt cỏ vào trong vườn, tại các trang trại trồng rau và cây ăn quả.

Dù có nhiều ưu điểm vượt trội, nhưng việc sử dụng rộng rãi robot diệt cỏ trong nông nghiệp nước Anh nói riêng và nông nghiệp thế giới nói chung còn nhiều rào cản. Trước mắt, công ty sản xuất của Scott-Robinson sẽ điều chỉnh các bu lông phóng điện sao cho  tối ưu, qua đó kéo dài tuổi thọ pin. Ngoài ra, công ty ông cũng đang tiến hành tính toán lại khe hở giữa bu lông với mặt đất, vừa đảm bảo khả năng di chuyển linh hoạt trên nhiều dạng địa hình, vừa duy trì kết nối để không bị đoản mạch điện.