Tự động hóa nông nghiệp: Từ drone đến robot trượt bùn

Thay vì bay trên ruộng như drone, Airboot học cách "lướt đi" trên nước và bùn - và sự thay đổi tưởng như đơn giản đó có thể âm thầm viết lại cách canh tác lúa và nuôi tôm ở Việt Nam nói riêng và khu vực Đông Nam Á nói chung.

Với thiết kế phao đặc biệt, Airboots giúp di chuyển dễ dàng trên bùn và nước, tăng hiệu quả canh tác lúa và nuôi tôm quảng canh. Ảnh: thanhnien

Tự động hóa nông nghiệp

Không phải đến bây giờ người ta mới nghĩ đến tự động hóa nông nghiệp. Trên thực tế, trong vài năm gần đây, nông dân ở Đồng bằng sông Cửu Long đã bắt đầu làm quen với drone để phun thuốc, rải phân, gieo sạ.

Tính đến đầu năm 2025, cả nước ghi nhận hơn 6.000 drone nông nghiệp đang hoạt động, riêng khu vực Đồng bằng sông Cửu Long chiếm trên 70%. Một drone hiện đại có thể phun thuốc hoặc giám sát 60 - 70 ha mỗi ngày, trong khi phương thức thủ công chỉ đạt khoảng 1 ha/ngày.

Theo các doanh nghiệp cung cấp dịch vụ nông nghiệp, việc ứng dụng drone không chỉ giúp giảm mạnh nhu cầu lao động thủ công và rút ngắn thời gian canh tác trên diện tích lớn, mà còn tiết kiệm phân bón, thuốc bảo vệ thực vật và nước tưới, đồng thời hạn chế rủi ro phơi nhiễm hóa chất cho người lao động.

Tuy nhiên, nhìn tổng thể, mức độ thâm nhập của robot và tự động hóa trong nông nghiệp vẫn còn thấp. Ngay cả drone – biểu tượng của nông nghiệp hiện đại – cũng bộc lộ một số giới hạn như tiêu tốn nhiều năng lượng để bay, độ chính xác khi phun thuốc thấp do ảnh hưởng của gió, và chi phí nhân công-vận hành vẫn còn cao.

Một điểm thắt quan trọng khác là drone cần xin cấp phép bay ít nhất 7-15 ngày trước khi cất cánh, vì chúng hoạt động trên không phận. Điều này đôi khi không đáp ứng được nhu cầu phản ứng nhanh của người nông dân, nhất là khi cần phun thuốc trừ sâu ngay trong vòng 24h. Nói cách khác, tự động hóa đã xuất hiện trên đồng ruộng, nhưng vẫn chưa thực sự “chạm đất” theo nghĩa bóng.

Đó là khi Shoes Agtech - một công ty khởi nghiệp có trụ sở ở TP.Hồ Chí Minh do TS. Vũ Ngọc Ánh, nhà nghiên cứu nhiều năm kinh nghiệm trong ngành kỹ thuật hàng không sáng lập - nghĩ đến việc cải thiện cách hoạt động của drone. Trên thực tế, ông đã vẽ lại hoàn toàn cách robot nông nghiệp có cùng tác vụ vận hành.

“Khi sử dụng drone để phun thuốc, chúng tôi nhận thấy rằng lúa phát triển trong điều kiện bùn lầy ngập nước, và người ta có thể dễ dàng trượt trên đó”, TS. Vũ Ngọc Ánh chia sẻ. Ông suy nghĩ, điều gì sẽ xảy ra nếu máy móc không cố bay lên khỏi ruộng, mà chấp nhận nước bùn như một phần tự nhiên của canh tác và tiến lại gần nó?

Từ đó, tư duy thiết kế bắt đầu thay đổi. Thay vì tập trung vào việc tạo ra lực nâng lớn để drone có thể bay cao và ổn định, TS. Vũ Ngọc Ánh quay về những nguyên tắc vật lý cơ bản: trong nhiều trường hợp, lực kéo luôn nhỏ hơn lực nâng. Nói cách khác, để nâng một vật thể lên khỏi mặt đất – hay mặt ruộng – cần tiêu tốn nhiều năng lượng hơn so với việc kéo một cấu trúc nhẹ trượt đi trên bền mặt bùn nước.

Và đó là khi robot Airboot ra đời. Đây là một dạng robot siêu nhẹ được cấu tạo bởi nhiều giá phao để trượt trên bề mặt ruộng, cùng nhiều cánh quạt để đẩy máy tiến về phía trước. Nhìn từ xa, Airboot trông như một con nhện nước khổng lồ được điều khiển bởi hệ thống tự động có định vị GPS. Hiện có hai dòng là Airboot S30 dùng cho việc chăm sóc lúa với các công việc như gieo hạt, bón phân, phun thuốc; và Airboot S16S dùng cho các ao tôm quảng canh để làm nhiệm vụ rải thức ăn, phun thuốc và giám sát chất lượng nước trong ao.

Chia sẻ với các nhà đầu tư, TS. Vũ Ngọc Ánh cho biết thiết kế robot này hiện đang trong quá trình chờ cấp bằng sáng chế. Điểm độc đáo nằm ở khả năng tính toán các đặc điểm thủy động lực học và khí động học giúp robot lướt ổn định trên mặt nước, đồng thời vẫn thực hiện chính xác các công việc như phun thuốc, bón phân và gieo hạt. Về mặt sở hữu trí tuệ, họ cho rằng thiết kế này mở ra một cách tiếp cận hoàn toàn mới cho hoạt động canh tác trên ruộng nước. Do vậy, khi được bảo hộ, chúng sẽ tạo điều kiện để công ty tiếp tục cải tiến và phát triển robot thành nhiều phiên bản độc quyền khác nhau.

So với drone, thiết kế của Airboot khiến chúng trở thành một đối thủ cạnh tranh đáng gờm trong việc giảm chi phí năng lượng và phát thải CO2. Trong khi drone dùng nhiều pin hơn và liên tục phải nạp điện - cứ bay tầm 15-20 phút thì phải quay về mặt đất để thay pin - thì Airboot có thể hoạt động liên tục trong vòng 1 - 4 giờ với cùng mức năng lượng. Trung bình, một Airboot hiện đại có thể phun thuốc hoặc giám sát khoảng 50 - 150 ha mỗi ngày.

Thêm vào đó, độ chính xác khi phun thuốc, gieo hạt của Airboot cũng tốt hơn, vì chúng chỉ cách cây lúa tầm nửa mét, không bị ảnh hưởng nhiều bởi sức gió. Tương tự, với các ao tôm rộng tới vài hecta, robot tự động giúp thay thế việc cho ăn thủ công - vốn khó đảm bảo thức ăn và chế phẩm sinh học được phân bổ đồng đều, đồng thời gây khó khăn trong việc kiểm soát chất lượng nước.

Tất cả điều này dẫn đến chi phí vận hành của Airboot thấp hơn đáng kể so với drone, ước tính chỉ khoảng 20 - 40 nghìn đồng trên mỗi hecta.

Thâm nhập vào thị trường

Airboot đã được triển khai thử nghiệm trên một số cánh đồng lúa ở Cần Thơ, An Giang và Cà Mau. Phản hồi của người dùng có vẻ rất tích cực. Một hợp tác xã có vận hành drone đã lập tức đặt mua trước hai robot Airboot để hỗ trợ công việc cho mùa vụ tiếp theo. Cách đây vài tuần, Shoes Agtech tuyên bố họ đã ký kết một biên bản ghi nhớ với Công ty Lộc Trời, nhà sản xuất lúa gạo lớn nhất Việt Nam, để cung cấp các robot chăm sóc lúa gạo trên diện tích gần 4000 hecta.

Còn đối với robot chăm sóc ao tôm, Shoes Agtech cho biết họ đã vượt qua giai đoạn pilot và đang bước vào giai đoạn sản xuất công nghiệp nhằm cung cấp 20 robot cho Kaliva, một nhà máy sản xuất men vi sinh cho ngành thủy sản. Mục tiêu của công ty đến hết năm 2026 là sản xuất được khoảng 500 robot.

Hệ thống điều khiển tự động dùng GPS có thể giúp Airboot thực hiện các tác vụ được lập trình sẵn và theo dõi trên điện thoại thông minh.

Shoes Agtech hoạt động theo mô hình B2B, nghĩa là không bán trực tiếp cho nông dân. Thay vào đó, công ty bán hoặc cho thuê robot cho các nhà phân phối, hợp tác xã, doanh nghiệp cung cấp dịch vụ nông nghiệp bằng drone, cũng như các công ty phân bón và thuốc bảo vệ thực vật - những đơn vị đứng ra cung cấp dịch vụ cho người dùng cuối cùng.

Vì giá của một robot Airboot không hề nhỏ - từ 5.000 đến 7.000 USD/chiếc (tương đương khoảng 130-200 triệu đồng/chiếc), nên startup này đưa ra các mô hình tài chính khác nhau cho từng đối tượng khách hàng, chẳng hạn như trả góp hoặc chia sẻ lợi nhuận trên mỗi hecta.

Ngoài ra, họ cũng bắt đầu tính đến việc cung cấp các dịch vụ phân tích dữ liệu, nhằm biến những thông tin thu thập từ ruộng đồng, ao tôm thành các quyết định canh tác, mở đường cho nông nghiệp thông minh và số hóa. Trên thực tế, đây là khía cạnh mà rất nhiều startup nông nghiệp hiện nay trên thế giới hướng tới.

Shoes Agtech có tham vọng mở rộng ra thị trường Indonesia và Thái Lan trong ba năm tới. Các vùng trồng lúa ở những nước Đông Nam Á này đều có đặc điểm quy mô nhỏ, vẫn đang canh tác theo cách truyền thông, dùng nhiều lao động thủ công và gặp các vấn đề về sử dụng phân bón, hóa chất chưa hiệu quả. Mặc dù các ao tôm ở Indonesia và Thái Lan có quy mô lớn hơn so với Việt Nam, nhưng nhìn chung những vấn đề cốt lõi mà người nuôi và người trồng gặp phải ở các thị trường này không khác nhiều so với trong nước.

“Trên thực tế, đội ngũ của chúng tôi đã xử lý được nhiều bài toán liên quan đến việc cho ăn, máy móc, vật tư và thói quen sản xuất. Tất nhiên, khi mở rộng sang thị trường mới, chúng tôi vẫn phải tìm hiểu văn hóa địa phương. Nhưng về cơ bản, các nền văn hóa trong khu vực khá giống nhau, bởi tôm và lúa đều là những sản phẩm quen thuộc và thiết yếu,” TS. Vũ Ngọc Ánh cho biết.

Bài đăng KH&PT số 1375+1376 (số 51+52)

Báo Đắk Lắk