Robot nông nghiệp - lĩnh vực đang bùng nổ

Các nhà sản xuất robot làm cỏ cho biết máy có thể giảm sử dụng thuốc trừ sâu và là một phần của hệ thống thực phẩm bền vững hơn.

Một robot do Carbon Robotics sản xuất đang diệt cỏ dại trên đất nông nghiệp bằng cách sử dụng tia laser. Ảnh: Carbon Robotics.

Ở một góc của cánh đồng Ohio, một robot được trang bị tia laser đi xuyên qua một biển hành tây, quét sạch cỏ dại khi đi qua.

Cánh đồng này không phải là tương lai mà là của Shay Myers, một nông dân thế hệ thứ ba thường xuyên có bài đăng trên TikTok về cuộc sống nông nghiệp và được lan truyền mạnh.

Anh đã bắt đầu sử dụng hai robot vào năm ngoái để làm cỏ cho diện tích cây trồng rộng 12 ha của mình. Các robot - dài gần ba mét, nặng 4.300kg và giống như một chiếc ô tô nhỏ - từ từ lướt qua cánh đồng, quét bên dưới chúng để tìm cỏ dại và sau đó bắn phá mục tiêu bằng tia laser.

“Trong vài giây bạn xem những đốm màu đỏ này. Bạn nhìn thấy cỏ dại, cỏ sáng lên khi tia laser chiếu vào, và cỏ biến mất”, Myers nói. "Mười năm trước đây còn là khoa học viễn tưởng".

Ngoài tiếng động cơ, các robot gần như im lặng và mỗi robot có thể tiêu diệt 100.000 đám cỏ dại mỗi giờ, theo Carbon Robotics, công ty sản xuất chúng.

Carbon Robotics, giống với các công ty khởi nghiệp robot nông nghiệp khác, nhấn mạnh những lợi ích môi trường mà những chiếc máy này có thể mang lại cho nông nghiệp bằng cách giúp giảm cày xới đất, tránh gây xói mòn và cho phép người nông dân giảm thiểu hoặc thậm chí xóa bỏ việc sử dụng thuốc diệt cỏ.

Nông dân đang phải chịu áp lực ngày càng tăng trong việc giảm sử dụng thuốc diệt cỏ và các hóa chất khác, những chất có thể gây ô nhiễm mặt đất và mặt nước, ảnh hưởng đến động vật hoang dã và thực vật không phải mục tiêu, và có liên quan đến tăng nguy cơ ung thư. Đồng thời, họ đang chiến đấu với sự gia tăng của cỏ dại kháng thuốc diệt cỏ, tạo thêm động lực cho việc tìm kiếm những cách mới để diệt cỏ dại.

Gautham Das, giảng viên cao cấp về robot nông nghiệp tại Đại học Lincoln, cho biết: “Giảm sử dụng thuốc diệt cỏ là một trong những kết quả ngoạn mục của việc làm cỏ chính xác. Diệt cỏ dại bằng tia laser hoặc tia cực tím hoàn toàn không sử dụng hóa chất. Nhưng ngay cả với những robot có sử dụng thuốc diệt cỏ, khả năng nhắm mục tiêu chính xác vào cỏ dại của chúng có thể làm giảm việc sử dụng khoảng 90% so với việc phun thuốc phủ kín thông thường".

Sébastien Boyer, người đứng đầu công ty làm cỏ bằng robot FarmWise có trụ sở tại San Francisco, cho biết 5 năm trước hầu như không có công ty nào chuyên về robot trang trại, nhưng giờ đây là “một lĩnh vực đang bùng nổ”.

Thị trường toàn cầu cho những robot nông nghiệp này được dự đoán sẽ tăng từ 5,4 tỷ USD vào năm 2020 lên hơn 20 tỷ USD vào năm 2026.

Elizabeth Sklar, một giáo sư kỹ thuật tại King's College London, cho biết, không chỉ các trang trại lớn hơn mà "một số trang trại nhỏ hơn có thể linh hoạt hơn khi thử các phương pháp tiếp cận mới".

FarmWise đã có những khách hàng đầu tiên tại Thung lũng Salinas ở California, nơi trồng rau diếp, bông cải xanh, súp lơ và dâu tây và nổi tiếng là “vựa salad của nước Mỹ”. Theo Boyer, 10 trong số 20 cơ sở trồng rau lớn nhất của Mỹ, ở California và Arizona, hiện đang sử dụng robot làm cỏ của công ty. 

Loại bỏ các loài gây hại, chẳng hạn như rệp, bọ trĩ và bọ lygus, là bước tiến tiếp theo của FarmWise. Boyer cho biết, robot có thể giảm đáng kể việc sử dụng thuốc diệt nấm và thuốc trừ sâu bằng cách áp dụng chúng một cách chính xác hơn, nhờ sử dụng thị giác máy tính.

Cùng với những lo ngại về hóa chất canh tác, tình trạng thiếu lao động cũng góp phần vào việc sử dụng robot trong nông nghiệp.  Trong một video lan truyền trên TikTok vào tháng 4, Myers nói rằng anh không thể thuê nhân công để hái măng tây vì chính phủ đã không cấp thị thực kịp thời.

Vẫn còn những thách thức lớn đối với việc áp dụng trên quy mô lớn hơn. Vấn đề đầu tiên là nơi hoạt động của các robot không phải lúc nào cũng có sẵn pin sạc, khiến một số loại robot phải sử dụng động cơ diesel để cung cấp năng lượng, tạo ra khí thải độc hại và ô nhiễm.

Những robot làm nông của tương lai “phải khác với những cỗ máy mà chúng ta đã tạo ra trong quá khứ. Bạn không muốn những cỗ máy lớn, ngốn nhiên liệu hóa thạch“, David Rose, giáo sư về đổi mới nông nghiệp tại Đại học Reading ở Anh, cho biết.

Một số robot đã sử dụng năng lượng tái tạo. Robot làm cỏ hình nhện của Công ty Small Robot có trụ sở tại Vương quốc Anh chạy bằng pin Tesla. Robot của công ty Đan Mạch FarmDroid và robot phun thuốc diệt cỏ do Ecorobotix của Thụy Sĩ sản xuất đều chạy bằng năng lượng mặt trời.

Paul Mikesell, người đứng đầu Carbon Robotics, cho biết: Với việc pin nhanh chóng trở nên nhẹ hơn và tăng dung lượng, các robot nông trại có thể sớm được điện khí hóa. 

Một thách thức khác là vấn đề chi phí. Những robot này vẫn đắt tiền, mặc dù việc áp dụng rộng rãi hơn có khả năng làm giảm chi phí. Robot của Carbon Robotics có giá tương đương với một chiếc máy kéo cỡ trung - hàng trăm nghìn đô la - mặc dù công ty cho biết họ cũng đang khám phá các khả năng cho thuê.

FarmWise bán sức lao động làm cỏ của robot, thay vì chính robot, với giá khoảng hơn 490 USD/ha. Boyer cho biết, bán dịch vụ làm cỏ thay vì bán robot đòi hỏi ít đầu tư trả trước hơn từ nông dân và đã giúp đưa hoạt động kinh doanh robot khởi sắc.

“Các mô hình dịch vụ này sẽ giảm bớt rào cản về chi phí cho hầu hết nông dân và họ không phải lo lắng quá nhiều về những khó khăn kỹ thuật với những robot này”, Das nói.

Covid-19 cũng là một vấn đề, cản trở việc tiếp cận các khách hàng, nhà đầu tư và nguyên liệu sản xuất là chất bán dẫn từ châu Á . 

Tuy nhiên, ngoài robot làm cỏ, Covid cũng thúc đẩy sự quan tâm đến cách có thể rút ngắn chuỗi cung ứng robot.

Các nhà kính vận hành bằng robot có thể sử dụng phương pháp thủy canh để sản xuất thực phẩm gần các trung tâm dân cư lớn như New York, thay vì ở những nơi như California, nơi có nhiều quỹ đất hơn.

Iron Ox, một công ty nhà kính sử dụng robot có trụ sở tại California, đã phát minh ra loại robot có thể quét từng cây trồng trong nhà kính và tạo ra một mô hình 3D để theo dõi bệnh tật và sâu bệnh. 

Brandon Alexander, người đứng đầu Iron Ox cho biết: “Việc canh tác bằng robot mang lại cơ hội cho nhân loại giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu trước năm 2050".