Chàng trai Việt phát triển drone làm nông nghiệp 4.0

Đang làm việc tại Australia, TS Trần Phi Vũ (34 tuổi) cùng cộng sự theo đuổi thú chơi "đốt tiền", phát triển drone giúp nông dân không phải lội ruộng phun thuốc trừ sâu.

Bốn năm trước, TS Trần Phi Vũ, chuyên gia về phương tiện bay không người lái (UAV) tại ĐH New South Wales, Canberra, Australia đã ấp ủ ý tưởng mang drone ứng dụng trong nông nghiệp. Vũ nhận thấy, ở Việt Nam người nông dân chủ yếu đi thăm đồng, tưới tiêu thủ công tốn công sức. Nhiều người còn trực tiếp đeo bình phun thuốc trừ sâu, ảnh hưởng sức khỏe. Nhận thấy drone có tiềm năng ứng dụng, Vũ và nhóm khảo sát thấy khoảng 80% drone thời điểm đó đều xuất xứ từ Trung Quốc.

Ngay sau đó Phi Vũ cùng bạn là Thanh Toàn, Việt Huy và nhóm cộng sự đam mê về các thiết bị bay không người lái chế tạo drone có khả năng khoanh vùng và "chẩn bệnh" nhanh cho cây trồng.

Nhóm phát triển thiết bị trong hơn hai năm, drone cao 0,54 m, trang bị 6 cánh quạt với sải cánh 1,6 m. Drone được gắn camera độ phân giải cao bay trên cánh đồng để thu thập dữ liệu hình ảnh. Các dữ liệu này được đưa vào phần mềm quản lý, dựa trên phân tích đa quang phổ để tạo ra hình ảnh NDVI (chỉ số thực vật). TS Vũ cho biết những cây khỏe mạnh sẽ xanh hơn vì có hàm lượng chất diệp lục cao, nếu sức khỏe cây kém hàm lượng chất diệp lục sẽ giảm. Dựa vào chỉ số thực vật này sẽ giúp nhà nông nhận diện, khoanh vùng cây bệnh.

Trần Phi Vũ (thứ hai từ trái sang) cùng các cộng sự trong những ngày đầu vận hành thử nghiệm drone nông nghiệp. Ảnh: NVCC

Nhóm cũng sử dụng kết hợp với AI để phát triển ứng dụng "bắt bệnh" cây trồng nhanh chóng. Hình ảnh chụp trực tiếp trên cây bệnh được đưa vào phần mềm. Lúc này, thuật toán AI giúp so sánh, đối chiếu với dữ liệu bệnh thực vật được lập trình sẵn, phát hiện ngay bệnh gì.

TS Vũ cho biết, nhóm đã phối hợp với Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn để xây dựng khung dữ liệu hình ảnh cây trồng bị bệnh với nhiều loại bệnh khác nhau: xoăn vàng lá của cây cà chua, bệnh rầy nâu ở lúa... Khung dữ liệu càng dày sẽ giúp phát hiện đa dạng các loại bệnh cho cây trồng và gia tăng độ chính xác chẩn đoán. "Thử nghiệm trên các loại cây lúa, drone chỉ ra độ chính xác bệnh lên tới 70-80%", TS Vũ cho hay.

Sau khi nhận diện bệnh, ứng dụng cũng đưa ra phương hướng xử lý, đồng thời đề xuất phun thuốc bảo vệ thực vật phù hợp. TS Vũ cho biết, nhóm hướng tới sử dụng hoàn toàn bằng máy móc và công nghệ phục vụ nông nghiệp thông minh, trong đó có phun thuốc trừ sâu bằng drone. "Sử dụng drone giúp nhanh hơn 28 lần việc phun thuốc bằng tay", anh nói. Với 2 ha chỉ cần 10 phút để phun toàn bộ. Việc phun bằng ly tâm đều và nhanh giúp tránh lãng phí thuốc bảo vệ thực vật, tiết kiệm khoảng 15% lượng phân bón và 60-70% lượng nước.

Để làm được điều đó, mẫu drone chuyên phun tưới do nhóm phát triển phải sử dụng vật liệu carbon fiber độ cứng gấp 5 lần titanium và nhẹ hơn nhôm. Các đặc tính này giúp thiết bị vận hành ổn định và bền trong nhiều điều kiện thời tiết khắc nghiệt. "Với lợi thế gọn, nhẹ kết hợp đặc tính linh động của UAV, drone có thể hoạt động ở mọi địa hình một cách linh động", TS Vũ nói.

Anh Vũ cho biết, hai bộ phận chính của thiết bị drone là động cơ và pin vẫn phải nhập khẩu từ nước ngoài. Tuy nhiên, nhóm đã tự thiết kế mạch điều khiển và giám sát pin, mạch điều khiển thiết bị radar tự động tránh vật cản, và mạch công suất nguồn để phù hợp với điều kiện Việt Nam. Ngoài ra, toàn bộ các yếu tố công nghệ của Mismart như phần mềm quản lý, chương trình điều khiển đều do nhóm làm chủ. Công nghệ này đã tham gia cuộc thi Startup Việt 2020 và dự án của nhóm đã lọt top 5.

Thú chơi 'đốt tiền'

Trong cuộc trò chuyện với VnExpress qua video, TS Vũ mô tả dự án giống như "thú chơi" đốt tiền. Anh kể ban đầu việc vận hành drone gặp nhiều khó khăn và thử thách. Mỗi chiếc drone gãy cánh cũng tốn từ 20-30 USD, cho đến nay con số này đã "ngốn cả nghìn USD".

"Việc điều khiển drone cần cả kinh nghiệm và "tinh thần thép"", TS Vũ nói. Tuy nhiên, điều này không còn là trở ngại bởi nhóm nghiên cứu đã thiết kế đường bay tự động, thành lập đội kỹ sư điều khiển công nghệ bay, tiến tới hoàn toàn tự động hóa.

Theo anh Vũ rào cản lớn nhất vẫn là việc xây dựng hành lang pháp lý để quản lý thiết bị bay, trong đó có xác định độ cao bay, điều kiện thời tiết, địa hình, tính toán mức phát tán thuốc bảo vệ thực vật để tránh được các rủi ro ảnh hưởng tới sức khỏe con người và môi trường.

Chia sẻ về dự định sắp tới, TS Vũ cho biết, nhóm hướng tới phát triển drone để quan trắc thu thập số liệu trực tiếp trên cánh đồng. Đây là cơ sở thành lập bản đồ nông nghiệp số trong tương lai, giúp tạo các sàn giao dịch nông sản ảo. "Người nông dân sẽ tiếp cận được với nguồn cầu mà không bị ép giá qua thương lái như cách truyền thống", anh nói. Việc số hóa từng cánh đồng, vùng khu vực dựa theo thống kê năng suất cũng giúp người nông dân truy xuất số liệu theo từng thời điểm và mùa vụ dễ dàng.

Ông David Nguyên, CEO DroneX Corporation (Australia) đánh giá, việc lựa chọn phát triển drone thông minh cho nông nghiệp "made in Vietnam" của Phi Vũ cùng các cộng sự là hướng đi hợp lý, mang tính thiết thực và ứng dụng.

Ông David nhấn mạnh, Việt Nam có nền nông nghiệp lâu đời và đang đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh lương thực quốc gia và phát triển kinh tế đất nước. "Ứng dụng công nghệ cao như AI, IoT và drone để phát triển nông nghiệp thông minh, nông nghiệp chính xác và nông nghiệp hiệu quả sẽ là một xu hướng tất yếu của ngành nông nghiệp Việt trong tương lai", ông nói.

TS Trần Phi Vũ tốt nghiệp ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP HCM năm 2010, sau đó nhận bằng thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Châu Á tại Bangkok, Thái Lan năm 2015. Anh nhận bằng tiến sĩ chuyên ngành Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ của ĐH New South Wales, Canberra, Australia, năm 2019.

TS Vũ từng nhận nhiều giải thưởng "T.F.C Lawrence Prize" nghiên cứu sinh tiến sĩ xuất sắc dành cho sinh viên ngành Khoa học Hàng không Vũ trụ, giải "Dean’s Award for Outstanding PhD Theses" từ trường Đại học New South Wales, giải thưởng đổi mới sáng tạo và khởi nghiệp TP HCM năm 2020, giải xuất sắc cuộc thi "Dự án Đổi mới sáng tạo ứng dụng Trí tuệ nhân tạo (AI) TP HCM năm 2020.

Như Quỳnh