Trí tuệ nhân tạo: Có thể biến đổi ngành nông nghiệp như thế nào

Trí tuệ nhân tạo (AI) không còn là một khái niệm viễn tưởng mà đã trở thành công cụ mạnh mẽ, đang len lỏi vào mọi lĩnh vực của đời sống, và nông nghiệp cũng không ngoại lệ. Các nhà khoa học trên khắp thế giới, bao gồm cả các chuyên gia từ các tổ chức nghiên cứu thuộc CGIAR, đang tích cực khám phá cách AI có thể tạo ra một cuộc cách mạng trong sản xuất lương thực, giúp nông dân thích ứng với biến đổi khí hậu và phát triển bền vững hơn. Tuy nhiên, bên cạnh những tiềm năng to lớn, việc áp dụng công nghệ này cũng đặt ra nhiều thách thức cần được xem xét một cách cẩn trọng.

Các nhà nghiên cứu ở Tanzania đang kết hợp ảnh chụp bằng điện thoại thông minh và AI để quan sát các giống đậu trên đồng ruộng. Nguồn: David Guerena.

Nông nghiệp Chính xác: Canh tác Hiệu quả hơn nhờ Dữ liệu

Một trong những ứng dụng giá trị nhất của AI trong nông nghiệp nằm ở khái niệm "nông nghiệp chính xác". Đây là phương pháp sử dụng các cảm biến công nghệ cao và phân tích dữ liệu để cung cấp cho nông dân thông tin chi tiết, giúp họ đưa ra quyết định tối ưu, từ đó giảm thiểu việc sử dụng tài nguyên và tối đa hóa năng suất.

Trái tim của nông nghiệp chính xác chính là học máy (machine learning), một nhánh của AI. Bằng cách phân tích một lượng lớn dữ liệu lịch sử về thời tiết, loại đất, giống cây trồng và các yếu tố đầu vào, các mô hình AI có thể xây dựng mối liên hệ và đưa ra những khuyến nghị chính xác. Những khuyến nghị này sau đó được truyền tải đến nông dân qua nhiều hình thức thân thiện như ứng dụng di động hay tin nhắn.

Steve Mutuvi, một nhà khoa học dữ liệu tại Liên minh Bioversity và Trung tâm Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế (CIAT) ở Tanzania, chia sẻ: “Các ứng dụng của AI bao gồm tối ưu hóa năng suất bằng cách dự đoán thời điểm gieo trồng, tưới tiêu và thu hoạch để tối đa hóa sản lượng, đồng thời giảm thiểu sử dụng tài nguyên. Các mô hình AI có thể mô phỏng tác động của biến đổi khí hậu đến nông nghiệp và đề xuất các chiến lược giúp canh tác bền vững hơn với tác động môi trường thấp hơn”.

Những ứng dụng AI đột phá trên đồng ruộng

Liên minh Bioversity và CIAT hiện đang triển khai nhiều dự án tiên phong ứng dụng AI, mang lại những giải pháp thực tiễn cho người nông dân.

Tumaini: Chẩn đoán và phòng ngừa bệnh hại cây trồng

Tumaini, có nghĩa là "hy vọng" trong tiếng Swahili, là một ứng dụng điện thoại thông minh được phát triển để giúp nông dân trồng chuối chẩn đoán và giải quyết bệnh hại. Bằng cách sử dụng học máy để phân tích hình ảnh từ điện thoại, drone và vệ tinh, Tumaini có thể phát hiện sớm 5 bệnh phổ biến và một loại sâu hại nguy hiểm với tỷ lệ thành công lên tới 90%.

Cách sử dụng rất đơn giản: nông dân chỉ cần tải ảnh cây trồng bị bệnh lên, ứng dụng sẽ so sánh với cơ sở dữ liệu và đưa ra chẩn đoán cùng khuyến nghị xử lý. Theo trưởng dự án Michael Selvaraj: “AI của Tumaini đã chuyển dữ liệu GPS thành một bức tranh toàn cảnh sống động về sức khỏe của cây chuối toàn cầu: từ 6.000 bản ghi năm 2013 tăng lên hơn 18.000 bản ghi hiện nay”. Hiện tại, ứng dụng này đang được mở rộng sang cây đậu, một cây trồng quan trọng khác.

Melisa: "Nhà tiên tri" dự báo mùa màng

Ra mắt năm 2022 tại Colombia, Melisa là một chatbot AI cung cấp dự báo khí hậu chính xác, giúp nông dân trồng ngô và lúa mì lập kế hoạch sản xuất hiệu quả hơn. Nông dân có thể trò chuyện với Melisa qua WhatsApp, Facebook hay Telegram để nhận dự báo thời tiết ngắn và dài hạn, cũng như ước tính năng suất tiềm năng trong vụ tới. Melisa phân tích dữ liệu về loại đất, giống, ngày gieo hạt cùng điều kiện thời tiết trong quá khứ và tương lai để giúp nông dân xác định thời điểm thu hoạch tối ưu và ước tính thu nhập mùa vụ.

Artemis: Tăng tốc chọn tạo giống thế hệ mới

Chọn tạo giống là một quá trình tốn nhiều thời gian và công sức. AI đang giúp tăng tốc quá trình này thông qua việc phân tích kiểu hình (phenotyping) – tức quan sát và đánh giá sự phát triển của cây – một cách nhanh chóng và chính xác hơn.

Dự án Artemis, một sự hợp tác giữa Liên minh Bioversity và CIAT với công ty Mineral (thuộc Alphabet), đang sử dụng robot và điện thoại thông minh để phân tích hàng nghìn hình ảnh cây trồng ngoài thực địa. Công nghệ này giúp nông dân và các nhà chọn giống nhanh chóng xác định các giống có năng suất cao, chống chịu tốt và phù hợp nhất với điều kiện canh tác tại địa phương của họ từ Colombia đến Tanzania.

Hướng tới Tương lai: Tiềm năng và Rào cản

Bên cạnh các ứng dụng kể trên, AI còn hứa hẹn nhiều tiềm năng khác như hỗ trợ thiết kế hệ thống tưới thông minh, sử dụng robot tự động hóa việc gieo trồng và thu hoạch, giúp giảm lao động nặng nhọc và tiết kiệm chi phí.

Tuy nhiên, việc triển khai AI trong nông nghiệp cũng tiềm ẩn nhiều thách thức phức tạp cần được giải quyết một cách thấu đáo:

Quyền riêng tư và Bảo mật dữ liệu: AI dựa trên việc thu thập lượng lớn dữ liệu canh tác của nông dân. Điều này có thể khiến họ đối mặt với nguy cơ bị đánh cắp danh tính hoặc tiết lộ thông tin kinh doanh nhạy cảm, gây ra sự e ngại trong việc áp dụng công nghệ mới.

Tiếp cận không đồng đều: Chi phí cao của công nghệ AI có thể tạo ra một rào cản lớn đối với nông dân quy mô nhỏ, gây ra bất bình đẳng và làm gia tăng khoảng cách giữa các nhà sản xuất lớn và nhỏ.

Phụ thuộc vào công nghệ: Sự phụ thuộc quá mức vào các công cụ AI có thể gây rủi ro lớn cho hoạt động sản xuất và năng suất nếu xảy ra sự cố kỹ thuật.

Thay thế việc làm: Việc tự động hóa bằng robot có thể khiến nhiều lao động nông nghiệp mất việc làm, tạo ra những khó khăn về kinh tế - xã hội.

Thiên vị cho độc canh: Các mô hình AI hiện nay thường được tối ưu hóa cho các hệ thống canh tác độc canh quy mô lớn. Điều này có thể vô tình tạo ra sự thiên vị, không khuyến khích các phương pháp nông nghiệp đa dạng sinh học như nông nghiệp sinh thái.

Tác động môi trường và đạo đức: Mặc dù AI có thể giúp sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn, việc áp dụng nó một cách thiếu cân nhắc có thể khuyến khích đầu vào hóa học. Ngoài ra, tiềm năng của AI trong việc hỗ trợ biến đổi gen cũng gây ra nhiều tranh luận về đạo đức, có thể làm giảm sự chấp nhận của công chúng.

Kết luận

Trí tuệ nhân tạo chắc chắn là một công cụ có khả năng biến đổi ngành nông nghiệp, mang lại hy vọng về một tương lai sản xuất lương thực hiệu quả và bền vững hơn. Tuy nhiên, để công nghệ này thực sự mang lại lợi ích một cách công bằng, việc triển khai cần đi đôi với việc giải quyết các thách thức về quyền riêng tư, sự bình đẳng trong tiếp cận và các tác động tiềm tàng đến môi trường và xã hội. Con đường phía trước đòi hỏi một sự hợp tác chặt chẽ giữa các nhà khoa học, nhà hoạch định chính sách và chính người nông dân để đảm bảo rằng AI phục vụ cho một nền nông nghiệp thịnh vượng và công bằng cho tất cả mọi người.

Nguyễn Ngọc Hùng theo Alliancebioversityciat.