Nông nghiệp Thông minh trong Thời đại Số: Tại sao Nông nghiệp Cần Máy tính bảng và nhiều hơn nữa

Nông nghiệp đứng trước một điểm ngoặt quan trọng. Trong khi ngành nền tảng này đã thúc đẩy nền văn minh nhân loại hàng nghìn năm, thì nay đối mặt với những áp lực ngày càng gia tăng đòi hỏi sự can thiệp của công nghệ. Với dự báo dân số toàn cầu sẽ đạt 9,71 tỷ người vào năm 2050—tăng từ 7,5 tỷ hiện nay—sản xuất thực phẩm cần phải tăng 70% để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng. Tuy nhiên đồng thời, ngành này đang mất đi nguồn lực: khoảng 40% vụ mùa hàng năm tiềm năng bị thiệt hại do sâu bệnh, dịch hại và cỏ dại, trong khi khoảng 69% lượng nước ngọt khai thác của hành tinh phục vụ cho tưới tiêu nông nghiệp.

Nhu cầu kinh tế đằng sau đổi mới nông nghiệp

Các con số kể một câu chuyện thuyết phục. Nông nghiệp hiện chiếm 3,8% GDP toàn cầu, mặc dù con số này dao động mạnh từ 0% đến 60% tùy theo nền kinh tế quốc gia. Điều đáng chú ý hơn là quy mô của hệ sinh thái doanh nghiệp nông nghiệp: một ngành trị giá $5 nghìn tỷ đô la, chiếm một phần mười chi tiêu tiêu dùng toàn cầu, sử dụng 40% lực lượng lao động toàn cầu, và tạo ra 30% lượng khí nhà kính thải ra. Trọng lượng kinh tế này khiến hiệu quả hoạt động trở nên đắt đỏ—nhưng cũng khiến tối ưu hóa công nghệ trở nên cực kỳ sinh lợi.

Sự tự mãn trong ngành nông nghiệp trong quá khứ đang dần biến mất. Các doanh nghiệp ngành này giờ đây nhận thức rõ rằng những cải tiến nhỏ không đủ để đáp ứng nhu cầu thực phẩm trong tương lai đồng thời bảo tồn tài nguyên thiên nhiên hạn chế.

Từ cảm biến đến hiểu biết: Hệ công nghệ

Các hoạt động nông nghiệp hiện đại ngày càng triển khai một hệ sinh thái các thiết bị kết nối: cảm biến từ xa rải rác trên đồng ruộng, thiết bị GPS, drone giám sát sức khỏe cây trồng, hệ thống IoT theo dõi điều kiện đất đai, độ ẩm, hiệu suất giống và các chỉ số sinh tồn của gia súc. Hệ thống công nghệ này tạo ra dữ liệu chi tiết chưa từng có về hoạt động nông nghiệp.

Tuy nhiên, dữ liệu thô không mang lại giá trị gì. Các nền tảng phân tích nâng cao và hệ thống AI khai thác thông tin có thể hành động từ các luồng dữ liệu này, cho phép ngành gọi là “Nông nghiệp chính xác”—một phương pháp trong đó các quyết định về tưới tiêu, bón phân, kiểm soát sâu bệnh trở nên dựa trên dữ liệu thay vì dựa vào kinh nghiệm.

Quy mô kết nối đang tăng tốc nhanh chóng. Dự kiến, số lượng thiết bị IoT nông nghiệp sẽ vượt quá 75 triệu vào năm 2020, gấp hơn hai lần so với 36 triệu thiết bị được triển khai vào năm 2016. Khi hạ tầng kết nối mở rộng, khối lượng dữ liệu có cấu trúc và không có cấu trúc tăng theo cấp số nhân. Việc khai thác giá trị đòi hỏi khả năng AI và tính toán nhận thức để biến thông tin thành các đề xuất và dự đoán.

Hệ sinh thái doanh nghiệp thúc đẩy thay đổi

Các tập đoàn công nghệ nhận thức rõ tiềm năng của nông nghiệp. IBM, Cisco và Microsoft đều đã đầu tư đáng kể vào nông nghiệp thông minh. Cisco quảng bá nền tảng Jasper của mình—được các công ty như Litems, Motech, Semios, Observant và Topcon Precision Agriculture sử dụng—nhấn mạnh cách IoT cho phép tự động hóa, giám sát thời gian thực và chẩn đoán từ xa. Quỹ đầu tư của công ty đã hỗ trợ Prospera Technologies, kết hợp thị giác máy tính, AI và phân tích dữ liệu để cung cấp các công cụ kỹ thuật số thân thiện với nông dân.

IBM với bộ phận Watson tập trung vào mô hình dự đoán, xây dựng các mô phỏng dự báo điều kiện nông nghiệp trong tương lai và giúp nông dân thực hiện các điều chỉnh chủ động trước khi vấn đề xảy ra. Microsoft đi theo hướng trực tiếp hơn: hợp tác với Viện Nghiên cứu Cây trồng Quốc tế cho vùng bán khô hạn (ICRISAT) để triển khai Ứng dụng Gieo hạt tại Andhra Pradesh, Ấn Độ. Kết quả thử nghiệm ban đầu cho thấy năng suất tăng 30% trên mỗi hecta—xác thực cho việc tích hợp Microsoft Cortana Intelligence Suite và Machine Learning với các phương pháp canh tác truyền thống.

Ngoài các tập đoàn công nghệ, một hệ sinh thái sôi động của các startup và công ty chuyên môn đã hình thành. Năm 2017, Monsanto và Atomwise hợp tác phát triển các sản phẩm bảo vệ cây trồng mới sử dụng AI trong khám phá. Các đối thủ hoạt động gồm Accenture, Ag Leader Technology, Trimble, John Deere và Iteris, Inc.—mỗi công ty đều đóng góp các giải pháp độc quyền cho thị trường nông nghiệp chính xác.

Động thái thị trường và xu hướng tăng trưởng

Thị trường tài chính đang phản ứng phù hợp. Ngành nông nghiệp thông minh dự kiến sẽ mở rộng từ 5,18 tỷ USD năm 2016 lên 11,23 tỷ USD vào năm 2022. Trong khi đó, thị trường nông nghiệp dựa trên AI toàn cầu dự báo tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 22,68% từ 2017 đến 2021.

Những dự báo này phản ánh một sự chuyển đổi căn bản: hoạt động nông nghiệp đang chuyển từ analog sang kỹ thuật số. Nông dân ngày càng hiểu rằng việc áp dụng các phương pháp công nghệ cao—từ mạng cảm biến đến hạ tầng đám mây đến học máy—trực tiếp mang lại vụ mùa khỏe mạnh hơn, sử dụng tài nguyên tối ưu hơn và lợi nhuận cao hơn.

Sự hội tụ giữa nông trại và máy tính bảng: Mô hình vận hành nông nghiệp mới

Hành trình ẩn dụ từ “nông trại đến máy tính bảng” thể hiện rõ sự chuyển đổi này. Các quyết định nông nghiệp quan trọng trước đây dựa vào trực giác của người có kinh nghiệm giờ đây xuất hiện từ các bảng điều khiển dựa trên máy tính bảng hiển thị điều kiện thực tế của đồng ruộng theo thời gian thực, cảnh báo dự đoán và đề xuất thuật toán. Đây không phải là viễn tưởng tương lai—mà là thực tế vận hành của các doanh nghiệp nông nghiệp tiên phong ngày nay.

Trong tương lai, việc tích hợp phân tích dữ liệu lớn, mạng IoT, nền tảng điện toán đám mây và hệ thống AI sẽ trở thành nền tảng trong thực hành nông nghiệp như hệ thống tưới tiêu, phun thuốc trừ sâu, máy kéo và các công cụ canh tác truyền thống. Lớp công nghệ cuối cùng sẽ trở nên liền mạch—thậm chí vô hình—trở thành cách thức vận hành của nền nông nghiệp hiện đại.

Nông dân đã bắt đầu hành trình này. Những người thúc đẩy nhanh việc áp dụng phương pháp nông nghiệp chính xác sẽ có khả năng thu lợi ích về hiệu quả và thị trường vượt trội. Sự giao thoa giữa nông nghiệp và công nghệ tiên tiến là một trong những câu chuyện kinh doanh định hình của thập kỷ tới.