Rô bốt diệt cỏ bằng tia laser, giảm sức người trên đồng ruộng

Nguồn ảnh: Thanh Niên

Từ thực tế người nông dân tốn nhiều công sức làm cỏ hoặc phải sử dụng thuốc diệt cỏ, 4 sinh viên Trường ĐH Sư phạm kỹ thuật (ĐH Đà Nẵng) chế tạo rô bốt ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) nhận diện cỏ dại và dùng tia laser xử lý. Sản phẩm vừa giành giải nhất cuộc thi Khởi nghiệp đổi mới sáng tạo trong si...

Huỳnh Gia Huy (trưởng nhóm) cho biết ý tưởng chế tạo rô bốt xuất phát từ thực tế người nông dân phải làm cỏ thủ công dưới trời nắng hoặc sử dụng thuốc diệt cỏ trong quá trình canh tác. Từ đó, nhóm mong muốn tạo ra một thiết bị hướng đến giảm hóa chất và công sức lao động trên đồng ruộng.

Sau khi trao đổi, nhận được sự định hướng của giảng viên hướng dẫn, nhóm nhận ra bài toán cốt lõi không chỉ là chế tạo một rô bốt có thể di chuyển và làm cỏ, mà còn phải giúp thiết bị phân biệt được cỏ dại với cây trồng. Từ đó, rô bốt diệt cỏ ECOSTRIKER được phát triển theo hướng kết hợp AI và công nghệ laser để nhận diện, xử lý cỏ theo từng mục tiêu.

Theo Huy, quy trình hoạt động của rô bốt gồm ba bước. "Đầu tiên, camera hướng xuống khu vực phía trước để thu thập hình ảnh luống rau. Tiếp đó, AI sử dụng công nghệ thị giác máy tính phân tích hình ảnh, nhận diện cỏ dại và xác định vị trí của chúng. Cuối cùng, thông tin được chuyển đến bộ điều khiển để định vị, kích hoạt tia laser tác động vào mục tiêu. Có thể hình dung, camera đóng vai trò như "đôi mắt", AI đảm nhiệm việc nhận diện, còn laser thực hiện công đoạn xử lý cỏ", Huy cho biết.

Huy chia sẻ lý do nhóm lựa chọn laser là vì khả năng tác động có chọn lọc. Thay vì xử lý cả khu vực như phương pháp phun thuốc trên diện rộng, rô bốt hướng đến việc xác định đúng vị trí cỏ dại rồi mới tác động. Qua đó, nhóm kỳ vọng hạn chế ảnh hưởng không cần thiết đến cây trồng và giảm sự phụ thuộc vào thuốc diệt cỏ.

Hiện ECOSTRIKER đã được phát triển thành mô hình tích hợp camera, AI, hệ thống điều khiển và laser. Tuy nhiên, đây vẫn là nguyên mẫu đang trong quá trình hoàn thiện, chưa phải sản phẩm thương mại có thể đưa vào sử dụng rộng rãi.

Thời gian tới, nhóm dự kiến tiếp tục nâng cao độ chính xác của AI, mở rộng dữ liệu hình ảnh cỏ dại, tối ưu hệ thống laser và cải tiến kết cấu cơ khí. Đặc biệt, nhóm mong muốn đưa rô bốt đến thử nghiệm tại các vườn rau để đánh giá khả năng hoạt động trong điều kiện canh tác thực tế.

Là giảng viên hướng dẫn của dự án, tiến sĩ Bùi Văn Hùng, giảng viên Trường ĐH Sư phạm kỹ thuật (ĐH Đà Nẵng), cho biết điểm đáng chú ý của ECOSTRIKER là sự kết hợp giữa AI, camera nhận diện, rô bốt di động và hệ thống laser trong cùng một thiết bị. Rô bốt hướng đến tự động hóa quy trình làm cỏ.

Tuy nhiên theo tiến sĩ Hùng, sản phẩm vẫn cần được thử nghiệm thêm trên đồng ruộng để cải thiện độ chính xác, khả năng vận hành và độ an toàn. Bên cạnh đó, giá thành, chi phí vận hành và tính tiện dụng cũng là những yếu tố quyết định khả năng tiếp cận người nông dân.

"Nếu được nhà trường tiếp tục làm điểm tựa và có doanh nghiệp đồng hành trong quá trình thử nghiệm, hoàn thiện sản phẩm và kết nối thị trường, ECOSTRIKER sẽ có thêm điều kiện để phát triển thành một sản phẩm công nghệ có giá trị ứng dụng thực tế", tiến sĩ Hùng nói.

Xuất phát từ thực trạng làm cỏ thủ công tốn nhiều công sức và việc lạm dụng hóa chất bảo vệ thực vật, nhóm bốn sinh viên Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật thuộc Đại học Đà Nẵng đã chế tạo thành công rô bốt diệt cỏ ECOSTRIKER. Đề tài do Huỳnh Gia Huy làm trưởng nhóm dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Bùi Văn Hùng vừa xuất sắc giành giải nhất cuộc thi Khởi nghiệp đổi mới sáng tạo trong sinh viên. Thiết bị vận hành khép kín qua ba công đoạn chính gồm thu thập hình ảnh luống rau bằng camera hướng xuống mặt đất, nhận diện cỏ dại qua thị giác máy tính và kích hoạt tia laser xử lý chính xác mục tiêu. Giải pháp tác động có chọn lọc này giúp loại bỏ nguy cơ ảnh hưởng tiêu cực đến cây trồng xung quanh, đồng thời mở ra hướng đi giảm thiểu phụ thuộc vào thuốc diệt cỏ trong nông nghiệp. Dù đã tích hợp hoàn chỉnh hệ thống điều khiển và công nghệ nhận diện, ECOSTRIKER hiện mới dừng lại ở mức độ nguyên mẫu kỹ thuật. Nhóm nghiên cứu dự kiến tiếp tục mở rộng tập dữ liệu hình ảnh, tối ưu hóa hệ thống laser và nâng cấp kết cấu cơ khí trước khi đưa thiết bị đi thử nghiệm thực địa tại các vùng chuyên canh rau. Theo đánh giá chuyên môn từ Tiến sĩ Bùi Văn Hùng, khả năng thương mại hóa của dự án phụ thuộc lớn vào việc kiểm chứng độ bền, tính an toàn và bài toán chi phí đầu tư đối với người nông dân. Sự đồng hành của các doanh nghiệp cùng nguồn lực hỗ trợ từ nhà trường sẽ là yếu tố then chốt giúp mô hình sớm hoàn thiện để đưa vào ứng dụng thực tiễn.