1.     Ứng dụng công nghệ thông tin

Ứng dụng công nghệ thông tin là hình thức sử dụng công nghệ thông tin tương tác vào các lĩnh vực đời sống của con người, từ lĩnh vực kinh tế, xã hội, quốc phòng, an ninh và các hoạt động khác. Công nghệ thông tin được xem là công cụ hiệu quả giúp con người làm việc nhanh chóng, tiện lợi hơn. Trong sản xuất nông nghiệp thông minh, đây là việc sử dụng ứng dụng cảm biến kết nối vạn vật (IoT Sensor). Các thiết bị cảm biến được kết nối với các thiết bị thông minh, được điều khiển tự động trong suốt quá trình sản xuất nông nghiệp ứng phó với biến đổi khí hậu và cải thiện khí hậu trong nhà kính.

Sử dụng công nghệ mã vạch kép để quản lý quá trình sản xuất từ đầu vào, quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng vật nuôi, nguồn gốc xuất xứ cho đến đầu ra thành các sản phẩm chuyên dùng. Các giải pháp IoT hầu hết tập trung vào việc giúp người nông dân tiếp cận với chuỗi cung ứng sản xuất nhanh và dễ dàng hơn, bằng cách đảm bảo năng suất, tăng lợi nhuận và bảo vệ môi trường.

Các phân tích kinh doanh đã chỉ ra rằng, số lượng thiết bị IoT trong ngành nông nghiệp toàn cầu chạm ngưỡng 70 triệu trong năm 2020, đạt tốc độ tăng trưởng 20% hàng năm. Quy mô của nông nghiệp thông minh toàn cầu được dự đoán sẽ tăng gấp 3 lần trước năm 2025, ở mức 15.3 tỷ USD (so với 5 tỷ USD vào năm 2016).

2.     Công nghệ vật liệu mới

Công nghệ vật liệu mới cung cấp cho con người những phương pháp xử lý, chế tạo vật liệu để tạo ra những loại vật liệu mới có đặc điểm ưu việt hơn như nhẹ, bền, tiện lợi hơn…và phục vụ tốt những nhu cầu ngày càng gia tăng của đời sống hiện đại.

Trong sản xuất nông  nghiệp hiện đại, nông nghiệp thông minh, đây là việc sử dụng các vật liệu mới như khung thép nặng được thay bằng các khung nhựa polymer có độ bền hơn thép; kính được thay bằng các micar trong suốt có độ bền rất cao mà không bị vỡ; các vòi phun nước phun sương bằng nhựa cao cấp thay vòi đồng và thép bị han rỉ; các giàn và chậu trồng cây được thay bằng các hộ nhựa chậu nhựa vừa có giá cả hợp lí, vừa bền và nhẹ. Ví dụ như:

Việc sử dụng hệ thống đèn LED đồng bộ trong canh tác kĩ thuật cao để tối ưu hóa quá trình sinh trưởng và phát triển thay thế cho đèn chiếu sáng bình thường nhằm tiết kiệm điện năng và tăng hiệu suất quang hợp.

Việc sử dụng các giá thể nhẹ tơi xốp chứa dinh dưỡng đã được xử lí để thay cho đất trong cây tránh sâu bệnh, hay dùng công nghệ thủy canh khí canh nhằm cách ly môi trường tự nhiên chủ động ứng dụng đồng bộ công nghệ.

Việc sử dụng tế bào quang điện (Solar cells) nhằm sử sụng hiệu quả không gian, giảm chi phí năng lượng hầu hết các thiết bị trong trang trại/doanh nghiệp hay các vườn lớn được cung cấp điện mặt trời và các bộ pin điện mặt trời.

3. Công nghệ robot và tự động hóa

Là quá trình xử lý một giao dịch, thao tác với dữ liệu lớn, kích hoạt phản hồi và do đó giao tiếp với các hệ thống kỹ thuật số khác. Đó là một dạng công nghệ tự động hóa quy trình kinh doanh dựa trên các robot phần mềm hoặc công nhân trí tuệ nhân tạo (AI). Ứng dụng trong nông nghiệp thông minh xem là việc sử dụng nhiều khâu trong sản xuất, thu hoạch và chế biến được sử dụng người máy thay cho người chăm sóc cây trồng vật nuôi ngày càng phổ biến ở những nơi thiếu nhân lực hay nhân công giá quá cao.

Sử dụng các thiết bị bay không người lái và các vệ tinh thu thập dữ liệu của các trang trại nhà vườn để phân tích và đưa ra khuyến nghị nhằm quản lí trang trại tốt hơn. Hiện nay, ngành nông nghiệp đã cập nhật thiết bị bay không người lái để gieo hạt giống, phun thuốc trứ sâu, phun phân bón, vẽ bản đồ các thửa ruộng, dự báo tình trạng sạt lở đất, phá rừng, cháy rừng...

Sử dụng thiết bị tưới tiêu tự động hóa phun sương khi nhiệt độ trong vườn quá cao và độ ẩm xuống thấp. Những con robot trong lĩnh vực nông nghiệp đang gia tăng năng lực sản xuất cho nông dân bằng nhiều cách khác nhau.

Thực tế cho thấy, ở các trang trại chăn nuôi bò sữa, các hệ thống robot hiện nay thường được triển khai để vắt sữa. Dù robot chỉ chịu trách nhiệm một tỷ lệ nhỏ trong toàn bộ quá trình chăn nuôi lấy sữa, nhưng Liên minh châu Âu đã dự đoán rằng khoảng 50% tổng đàn gia súc châu Âu sẽ được vắt sữa bằng robot vào năm 2025.

3.     Công nghệ sinh học

Là ứng dụng các kiến thức sinh học, quy trình công nghệ và thiết bị để tạo ra các sản phẩm thương mại có giá trị cao ở quy mô công nghiệp nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm giá thành. Công nghệ sinh học là lĩnh vực đa ngành và liên ngành, gắn kết với nhiều lĩnh vực trong sản xuất và cuộc sống như: chọn tạo giống cây trồng vật nuôi mang các đặc tính mới (trồng trọt, chăn nuôi, nuôi trồng thủy hải sản); chế biến và bảo quản thực phẩm; sản xuất các chế phẩm sinh học sử dụng trong nông nghiệp, thuốc bảo vệ thực vật; ứng dụng trong y học và dược phẩm, chẩn đoán bệnh; xử lý ô nhiễm môi trường, rác thải…

Việc sử dụng các giống cây trồng vật nuôi mới được tạo ra bằng công nghệ sinh học như nuôi cấy mô tế bào, chỉnh sửa những khiếm khuyết của hệ gien.

Sử dụng các phân hữu cơ và thuốc trừ sâu sinh học như abamertin, BT, nấm đối kháng Bauveria, các màng sinh học để lọc khí khử trùng; các bộ kit chuẩn đoán bệnh cây, gia súc gia cầm và thủy sản, các chế phẩm làm sạch môi trường chuồng trại, ao nuôi, bể cá ; các chế phẩm sinh học để bảo quản rau hoa quả tươi lâu và bảo đảm chất lương trong quá trình sơ chế bảo quả và chế biến....

Đáng chú ý, các chế phẩm sinh học kết hợp với công nghệ nano làm tăng hiệu quả sử dụng. Ví dụ, dạng phân bón nano mới có thể thay thế việc chiếu cho cây thanh long, cây hoa cúc khi ra hoa, giảm được chi phi sản xuất và nâng cao hiệu quả kinh tế rất cao.

4.     Công nghệ trí tuệ nhân tạo

Trí tuệ nhân tạo hay trí thông minh nhân tạo (Artificial Intelligence – viết tắt là AI) là một ngành thuộc lĩnh vực khoa học máy tính (Computer science). Là trí tuệ do con người lập trình tạo nên với mục tiêu giúp máy tính có thể tự động hóa các hành vi thông minh như con người. Cụ thể, trí tuệ nhân tạo giúp máy tính có được những trí tuệ của con người như: biết suy nghĩ và lập luận để giải quyết vấn đề, biết giao tiếp do hiểu ngôn ngữ, tiếng nói, biết học và tự thích nghi, …

Công nghệ AI tạo ra máy móc và hệ thống thông minh thông qua việc sử dụng mô hình máy tính, kỹ thuật và công nghệ liên quan, giúp thực hiện các công việc yêu cầu trí thông minh của con người. Nhìn chung, đây là một ngành học rất rộng, bao gồm các yếu tố tâm lý học, khoa học máy tính và kỹ thuật. Một số ví dụ phổ biến về AI có thể kể đến ô tô tự lái, phần mềm dịch thuật tự động, trợ lý ảo trên điện thoại hay đối thủ ảo khi chơi trò chơi trên điện thoại. 

Sử dụng ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo trong n ông nghiệp thông minh có thể tạo ra nhiều phần mềm và máy móc để thu thập thông tin kết nối vạn vật, xử lí dữ liệu lớn (Big Data), qua đó, đưa ra các phương án quản lí sản xuất theo hướng nông nghiệp hữu cơ một cách an toàn từ vườn sản xuất đến bàn ăn.

Trí tuệ nhân tạo được tích hợp trên các thiết bị máy bay không người lái tuy đã được thử nghiệm và áp dụng từ lâu, nhưng chỉ mới được áp dụng vào lĩnh vực nông nghiệp thời gian gần đây. Tuy nhiên, điều này đã giúp cho việc tăng tốc độ phun thuốc trừ sâu cho cây lên gấp 5 lần so với các loại máy móc khác và hoạt động gieo trồng bằng máy bay giúp giảm đáng kể chi phí lao động cho hoạt động trồng trọt so với cách truyền thống

Dương Mai