Áp dụng công nghệ vào làm nông nghiệp thực sự không phải quá mới mẻ ở Việt Nam, ngày qua ngày chúng ta vẫn thấy hàng trăm hàng ngàn mô hình ứng dụng công nghệ cao vào trồng trọt chăn nuôi để tạo ra những sản phẩm sạch và có chất lượng cao.
Cùng với sự phát triển vượt bậc của IoT, hàng loạt những mô hình làm nông nghiệp thông minh bắt đầu được áp dụng, chế thử và phát triển rộng rãi. Và anh Tuân mà chúng ta sẽ gặp gỡ trong bài viết này cũng là một ví dụ khá điển hình về một người làm việc bàn giấy ấp ủ tham vọng trở thành nông dân thời đại số.
Anh Lê Thành Tuân - Vốn là một người có kinh nghiệm nhiều năm triển khai và vận hành các hệ thống CNTT của một công ty công nghệ lớn tại Việt Nam. Lớn lên trong 1 gia đình thuần nông, đã cảm nhận được những khó khăn, gian truân trong công việc đồng áng từ nhỏ. Chính những điều đó đã thôi thúc anh áp dụng những công nghệ như IoT rất phổ phiến trên thế giớ hiện nay vào nông nghiệp tại VN.
Với suy nghĩ ban đầu, việc áp dụng công nghệ của các ngôi nhà thông minh hiện nay vào nông nghiệp quá đơn giản với những bộ công tắc, cảm biến điều khiển từ xa, người nông dân có thể bớt được rất nhiều công sức cho việc tắt bật máy bơm, quạt gió, vòi phun nước v.v... nhưng tại sao đến giờ vẫn chưa ai áp dụng?
Một bộ relay giúp điều khiển thiết bị sử dụng điện áp cao, một phần không thể thiếu của các mạch điều khiển tự động.
Từ đó anh đã bắt tay vào xây dựng trang trại Hồng Phúc diện tích 4ha, với ý định áp dụng khoa học công nghệ cao mà với kinh nghiệm triển khai của mình vào trong nông nghiệp, hy vọng sẽ áp dụng thành công IOT trong nông nghiệp, và có những thành quả ngọt ngào là các sản phẩn thực phẩm sạch, rau, thịt lợn, trứng gà, cá ...
Lần vấp ngã đầu tiên
Theo lời anh Tuân chia sẻ, ban đầu hệ thống xây dựng xong khiến chị gái người quản lý trang trại Hồng Phúc cảm thấy rất phấn khích, công việc chân tay giảm đi rất nhiều, các thiết bị hoạt động tốt.
Nhưng chỉ 3 tháng hoạt động, anh đã đón nhận thất bại lần đầu tiên, hàng loạt cảm biến điện tử đồng loạt hỏng, hoặc hoạt động ổn định và đưa ra những thông tin sai lệch. Bơm nước và quạt gió bắt đầu hoạt động không chính xác, thiếu ổn định.
Bộ cảm biến nhiệt độ và độ ẩm bắt đầu sai, độ ẩm luôn chỉ mức 1% do bụi bám vào cảm biến.
Khi tìm hiểu nguyên nhân thì hóa ra các cảm biến và công tắc mà anh chọn có giá thành khá rẻ dùng để lắp cho nhà thông minh thì không có vấn đề gì, nhưng môi trường nông nghiệp được coi là một môi trường cực "độc hại" đối với đồ điện tử do đó các thiết bị cần được chế tạo riêng để chịu được nhiệt độ, độ ẩm và các điều kiện thời tiết khắc nghiệt khác.
Lần thất bại đầu tiên khiến cho sản lượng thâm hụt rõ rệt. Bắt đầu từ đây, anh Tuân không còn nghĩ việc áp dụng công nghệ thông tin vào nông nghiệp là đơn giản nữa.
Làm nông nghiệp thông minh không đơn giản là điều khiển tự động
Khác với các những mô hình áp dụng công nghệ vào nông nghiệp chỉ dừng ở mức tự động điều khiển từ xa các công tắc, tắt bật các thiết bị điện, những lần vấp ngã trước đã cho anh Tuân kinh nghiệm và anh đã bắt đầu tính tới việc thu thập dữ liệu thời tiết và điều kiện khí hậu tại chính trang trại của mình để có được một lượng thông tin cần thiết sử dụng trong tương lai. Giống như công nghệ trồng trọt trong nhà kính của các nước tiến bộ như Israel hay Nhật Bản, phần lớn yếu tố quyết định vẫn là thông tin.
Để làm được điều này, ban đầu anh phải đầu tư khá lớn để mua những thiết bị thu thập thông tin thời tiết từ nước ngoài, thiết bị này có thể giúp do đạc được thông số nhiệt độ, sức gió, hướng gió, lượng mưa, bức xạ mặt trời v.v... với độ chính xác cao. Nhưng cũng tại đây anh đã vấp ngã thêm 1 lần nữa
Một trong những cột đo hướng gió và tốc độ gió được lắp đặt tại trang trạiVẫn biết ở bài học trước, làm nông nghiệp bằng công nghệ không đơn giản, nhưng khi đã đầu tư thiết bị đầy đủ, thì anh Tuân lại vấp phải một trở ngại lớn đó là lượng dữ liệu thời tiết bao gồm rất nhiều thông tin và được ghi lại liên tục và số lượng sensor tăng lên khiến cho hệ thống máy tính nội bộ được anh sử dụng trước đây không đáp ứng được, lúc này lượng dữ liệu này đã khiến bài toán điều khiển đơn giản trở thành bài toán về big data mà anh cần xử lý.
Dữ liệu được gửi về liên tục với độ chi tiết cao khiến anh Tuân phải tìm một hướng khác.Cuối cùng, anh Tuân đành bỏ ra một khoảng thời gian lớn để xây dựng một hệ thông lưu trữ và quản lý thông tin trên nền tảng "đám mây". Hệ thống mà anh thiết kế ra đã giảm tải được cho các thiết bị trong mạng nội bộ và có được giải pháp lưu trữ được lượng thông tin vô cùng lớn về thời tiết trong suốt hơn 3 năm làm nông nghiệp.
Dữ liệu được theo dõi và tổng hợp từng ngày.Từ những dữ liệu thu được, chúng ta có thể phân tích để xác định được thời điểm thích hợp để gieo trồng từng loại cây thích hợp đúng mùa vụ, bổ sung nước tưới, phân bón phù hợp và đúng thời điểm. Trang trại thông minh đúng nghĩa của anh Tuân sẽ giảm thiểu hết mức những thiệt hại không đáng có do thời tiết gây ra, giúp đưa ra các quyết định, xây dựng kế hoạch gieo trồng chính xác hơn.
Làm nông nghiệp chế ngự được thời tiết đừng tưởng đã hết khó khăn
Hệ thống tròng trọt thông minh được thiết lập hoàn chỉnh, hoạt động ổn định, doanh thu của trang trại ngày càng tăng, anh đã xây dựng được thương hiệu Thực phẩm Hồng Phúc, dựa trên các sản phẩm của trang trại. Nhưng đột nhiên anh Tuân đưa ra quyết định ngừng trồng rau khiến tất cả mọi người trong gia đình vô cùng bất ngờ.
Việc trồng rau hữu cơ thực sự rất khó khăn vì người nông dân không được sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật, các loại phân bón vô cơ giúp cây phát triển nhanh, mạnh mẽ. Thế nhưng người tiêu dùng thì không biết tới điều đó, họ cần một sản phẩm trông đẹp mắt, ngon miệng, sạch sẽ nhưng giá thì không được đắt hơn quá nhiều so với rau thường.
Do đó, dù sản lượng sản suất không đủ bán nhưng trên thực tế lợi nhuận đến từ việc trồng rau sạch thực sự rất thấp bởi chi phí cho 1 Kg rau sạch cao hơn rất nhiều so với rau thông thường, để có lãi đủ duy trì mô hình, anh Tuân buộc phải tăng sản lượng lên rất nhiều. Nhưng diện tích đất đai chỉ có vậy, nếu tăng số vụ trong năm sẽ khiến đất không thể phục hồi được nữa.
Anh phải đứng trước lựa chọn, giảm chất lượng để tăng năng suất hoặc tăng giá thành lên mức cần thiết. Nhận thấy cả 2 đều không phải con đường có thể đi anh đã quyết định dừng trồng rau và chuyển sang chăn nuôi.
Việc thất bại không do chính mình của anh Tuân cho chúng ta biết được làm nông dân dù khắc chế được thời tiết thì vẫn còn cả một bài toán kinh tế khó khăn ở phía trước. Qua bài học đó anh đã thêm hiểu về nỗi khổ của những người nông dân.
Chuyển sang chăn nuôi, dừng thất bại chưa dám nhận thành công
Sự thất bại trong việc trồng rau sạch đã để lại một bài học cực lớn dành cho những người làm công nghệ muốn về làm nông nghiệp như anh Tuân, ngay sau bài học đó, anh quyết định chuyển đổi mục đích sang chăn nuôi và sản lượng rau thu hẹp về mức đủ ăn trong gia đình và chăn nuôi.
Cũng giống như trồng rau, anh Tuân cũng vẫn coi các thông tin về điều kiện môi trường là thứ tối quan trọng trong chăn nuôi. Với chuồng heo anh đã lắp đặt các bộ cảm biến nhiệt độ, độ ẩm trong và ngoài chuồng, cảm biến đo lượng tiêu thụ điện năng, nước uống của chuồng trại.
Kết hợp với những dữ liệu về hướng gió và nhiệt độ đã thu được từ trước, anh mới chọn ra một hướng xây chuồng hợp lý nhất, tận dụng được luồng gió tự nhiên vừa cung cấp nhiều oxi vừa thải khí độc cho chuồng nuôi mà không tốn điện.
Vì quạt hút khí độc đặc biệt quan trọng, nên mỗi khi trạng thái quạt thay đổi, hệ thống sẽ tự gửi 1 tin nhắn SMS đến điện thoại người quản lý.
Nhờ kiểm soát được tình trạng chuồng nuôi 24/24 mà đàn lợn của anh Tuân tránh được phần lớn vấn đề bệnh tật xuất phát từ môi trường. Thêm vào đó việc kiểm soát lượng thức ăn, nước uống cũng giúp chất lượng của thịt lợn lúc xuất chuồng được kiểm soát. Anh vẫn nói vui với mọi người rằng, việc chăn nuôi cũng giống như lập trình, nếu ta thay đổi input (đầu vào) chúng ta sẽ nhận được output (đầu ra) tương ứng
Chỉ một thứ đơn giản như lắp cảm biến đo lượng nước uống của lợn cũng có thể cho người nông dân nắm được tình trạng bệnh tật của vật nuôi, ví dụ khi biểu đồ sử dụng nước uống của heo tăng/giảm bất thường, so sánh với việc kiểm soát lượng thức ăn sẽ đoán được dịch bệnh(thường heo ốm triệu chứng ban đầu là bỏ ăn, bỏ uống, hoặc ống nước rất nhiều). Do đó kiểm soát tất cả các "input" sẽ giúp anh kiểm soát vật nuôi tốt hơn, biết được sản phẩm sau này của mình đạt chất lượng tới đâu.
Có đủ khả năng nâng cấp, nhưng vẫn còn vướng mắc
Dù tạm gọi là không thất bại trong quá trình chăn nuôi, nhưng hệ thống của anh Tuân vẫn chưa hoạt động hết khả năng của nó, đơn giản là vì anh Tuân không phải là người trực tiếp quản lý trang trại mà là người chị gái của anh, một người nông dân truyền thống.
Với những người nông dân truyền thống, việc tiếp xúc và sử dụng những công nghệ cao cấp như vậy thực sự còn khó khăn và vất vả hơn là gánh nước chạy dọc trang trại rộng hàng ngàn mét vuông. Và vấn đề này không thể xử lý bằng thuật toán hay kinh nghiệm lập trình được.
Phương pháp trước mắt anh Tuân có thể áp dụng là nhờ chị gái ghi ra giấy sau đó gửi cho anh nhập liệu bằng tay.
Chia sẻ với chúng tôi, anh Tuân cho biết mình cũng xây dựng module đo năng suất đẻ trứng của gà, mỗi gà đẻ được gắn 1 ID, thiết bị đọc được gắn ở ổ gà đẻ, từ đó nhận ra những con gà đẻ yếu và loại bỏ rồi bổ sung những con gà có khả năng đẻ trứng tốt hơn nhằm tối ưu năng suất.
Hay xây dựng hệ thống phần mềm quản lý trại heo, với gắn ID trên heo, để giám sát, lưu nhật ký, hồ sơ chăm sóc trên từng heo, để khi xuất chuồng mỗi heo có 1 hồ sơ đầy đủ nhất (hiện tại chỉ có hồ sơ của đàn, chuồng, chưa có hồ sơ của từng heo riêng biệt). Những đến nay anh vẫn chưa thể triển khai vì vấn đề khả năng của người sử dụng, trình độ người lao động trong nông nghiệp chưa cao.
Làm nông nghiệp vô cùng khắc nghiệt, ngã 7 lần phải biết đứng dậy 8 lần
Từ bài học của anh Lê Thành Tuân, chúng ta đều có thể thấy việc áp dụng công nghệ cao vào lĩnh vực nông nghiệp nhìn thì tưởng rất dễ dàng nhưng khi bắt tay vào làm thực sự chúng ta mới biết tại sao hình tượng người nông dân luôn là người khắc khổ, làn da xạm đen và ánh mắt chứa đầy lo toan.
Thất bại trong nông nghiệp không đơn giản là mất công mất sức mà tiền bạc cũng thất thoát không hề nhỏ. Vì vậy muốn làm nông nghiệp thành công chúng ta phải biết ngã và biết đứng dậy, không chỉ 1 lần mà phải vài lần.