Phát triển nông nghiệp công nghệ số ở Việt Nam

             Nông nghiệp số hay nông nghiệp thông minh là nền nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao (cơ giới hóa, tự động hóa,...); công nghệ sản xuất, bảo vệ sản phẩm an toàn (hữu cơ, theo GAP…); công nghệ quản lý, nhận diện sản phẩm theo chuỗi giá trị gắn với hệ thống trí tuệ nhân tạo.

Đặc trưng cơ bản của nông nghiệp số:      

Thứ nhất, số hóa và hiện thực hóa các hoạt động sản xuất kinh doanh từ nông trại, vận chuyển, chế biến, marketing đến người tiêu dùng thông qua hệ thống kết nối internet vạn vật.

Thứ hai, kết hợp hữu cơ giữa công nghệ vật lý, công nghệ sinh học và công nghệ điều hành trong tổ chức nông trai, các phân xưởng, cơ sở hạ tầng, tạo giống, các tác nghiệp.

Thứ ba, tự động hoá và thông minh hóa các hệ thống điều hành giữa thế giới thực với thế giới ảo các hoạt động liên kết theo chiều ngang và theo chiều dọc trong chuỗi giá trị thực phẩm nông sản từ nông trại đến bàn ăn.

Thứ tư, đảm bảo cho chuỗi giá trị thực phẩm nông sản diễn ra liên tục, hiệu quả và bền vững.

Thứ năm, đổi mới và sáng tạo là động lực chủ yếu của tăng trưởng nông nghiệp. Trong bối cảnh toàn cầu hóa và kinh tế số, vòng đời của sản phẩm cùng loại ngày càng ngắn, ngày càng nhiều sản phẩm và dịch vụ bị thay thế. Vì thế, đổi mới và sáng tạo thông qua phát triển kinh tế số sẽ là động lực cho tăng trưởng của các ngành, trong đó có nông nghiệp.

Cấu thành của nông nghiệp số:

Cách mạng công nghiệp 4.0 có trọng tâm là nền công nghiệp 4.0 với sự phát triển và kết hợp không ranh giới của Công nghệ vật lý (Physical Technologies-PT), Công nghệ sinh học (Biological Technologies-BT) và Công nghệ vận hành (operational technologies-OT). Là ngành kinh tế chịu sự tác động của cuộc cách mạng này, nền nông nghiệp số bao gồm bốn bộ phận hữu cơ.

Thứ nhất, công nghiệp 4.0 trong nông nghiệp

Công nghệ rô bốt tự động (Autonomous robots): Công nghệ rô bốt thực hiện các khâu và quá trình canh tác tự động như gieo trồng, chăm sóc, vắt sữa, phối trộn thức ăn, chế biến, nông sản... đã được phát triển vượt bậc, có khả năng tương tác hữu hiệu với nhau, làm việc trực tiếp hiệu quả với con người và sẽ được ứng dụng rộng rãi trong các nông trại, cơ sở chế biến, các phân xưởng sản xuất kinh doanh, thực hiện các tác nghiệp chuẩn xác và hiệu quả.

Mô phỏng: Công nghệ mô phỏng có thể giúp xây dựng, thử nghiệm các quyết định, các thiết kế dựa trên nền tảng số liệu thực và một thế giới thực trong các mô hình ảo, được dùng phổ biến để dự tính, dự báo thị trường, sự biến đổi khí hậu, thời tiết, tính toán các phương án sản xuất, chế tạo, chọn lọc và tạo giống cây trồng và vật nuôi trong thế giới ảo trước khi có sự thay đổi thực diễn ra, do đó, hạn chế rủi ro, tăng được hiệu xuất, năng suất và chất lượng.

Kết hợp các hệ thống ngang và hệ thống dọc: Với phát triển cao của trí thông minh nhân tạo, các nông trại, doanh nghiệp, cơ quan quản lý nhà nước sẽ liên kết với nhau chặt chẽ theo chiều đứng và chiều ngang để tối ưu hóa quá trình ra quyết định, quản lý và điều hành, tăng hiệu lực và hiệu quả của chuỗi giá trị trong nông nghiệp vì có sự liên kết ngang trong nội bộ của từng nhóm tác nhân và giữa các tác nhân trong chuỗi giá trị với nhau.

Internet vạn vật: Sự phát triển cao của IT đã cho phép nhiều thiết bị chuyên dùng, di động kết nối và giao tiếp hiệu quả với nhau, dưới sự điều hành của trung tâm điều khiển một cách tập trung, giúp phi tập trung hóa sự phân tích và ra các quyết định kịp thời, tăng hiệu lực, hiệu suất trong sản xuất - kinh doanh nông nghiệp.

Đám mây điện toán: Công nghệ này đã được phát triển để lưu giữ, chia sẻ nhanh và hữu hiệu thông tin về khách hàng, thị trường, sản xuất - kinh doanh giữa các bộ phận trong một doanh nghiệp, giữa các doanh nghiệp trong cùng một địa bàn (tỉnh, vùng, quốc gia, các châu lục), tiết kiệm được chi phí lưu giữ và chia sẻ dữ liệu.

Chế tạo tích lũy: Các công nghệ chế tạo tích lũy mà đặc biệt là công nghệ in 3D được dùng để tạo nguyên mẫu và tạo ra từng bộ phận cấu thành của sản phẩm sẽ được sử dụng rộng rãi trong thiết kế các máy móc, nông cụ, nhà xưởng và mô phỏng các quá trình sinh học để chọn tạo giống cây trồng và vật nuôi một cách hiệu quả.

Thực tế ảo: Các hệ thống dựa trên thực tế ảo sẽ hỗ trợ lựa chọn vật tư, thiết bị, hàng hóa và gửi hướng dẫn sử dụng, bảo trì, sửa chữa thông qua các thiết bị di động và giúp cải thiện việc ra các quyết định, quy trình làm việc, khuyến nông và chuyển giao công nghệ nông nghiệp không bị giới hạn bởi không gian, thời gian và quy mô.

Cơ sở dữ liệu và phân tích quy mô lớn: Trong bối cảnh phát triển nông nghiệp hiện nay, việc thu thập, phân tích kỹ càng các số liệu như thiên tai, thời tiết, thị trường, khách hàng, công nghệ… từ rất nhiều nguồn khác nhau, trên các quy mô khác nhau (phân xưởng, nông trại, tập đoàn, tỉnh, vùng, quốc gia, châu lục, toàn cầu...) sẽ là khả thi.

Siêu an ninh mạng: Với sự kết nối ngày càng tăng thì nhu cầu bảo vệ và bảo mật các hệ thống công - nông nghiệp, chuỗi giá trị từ sản xuất đến bàn ăn ngày càng tăng. Do vậy, đảm bảo an ninh, phát triển các giao diện tin cậy và nhận diện nhanh chóng các lỗ hổng trong bảo mật các quá trình sản xuất - kinh doanh ngày càng trở nên cấp thiết.

Thứ hai, công nghệ vật lý trong nông nghiệp

Trong nền nông nghiệp số, các công nghệ vật lý như công nghệ nano, công nghệ cảm biến và các vật liệu mới đã có sự phát triển vượt bậc. Công nghệ nano đã có sự đột phá trong thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước trên quy mô nanomet (1nm=10^-9m), làm tăng tỉ trọng gói (Packing density). Công nghệ này có nhiều tiềm năng chế tạo những sản phẩm và vật liệu mới để tạo ra các máy móc, thiết bị, nông cụ, vật liệu làm nhà xưởng, nông trại phục vụ cho quá trình canh tác và chế biến với sức bền cao, chịu đựng trong mọi hoàn cảnh bất lợi, tăng hiệu dụng và thân thiện hơn với môi trường. Công nghệ cảm biến (Sensor technology) đã có bước đột phá quan trọng về âm thanh, nhiệt, hình ảnh, ánh sáng và thời gian và được ứng dụng trong lĩnh vực internet vạn vật, chế tạo, điều khiển và tự động hóa các quá trình sản xuất - kinh doanh và quản lý ở phạm vi một nông trại, vùng, quốc gia và toàn cầu, giúp tự động quan trắc, cảnh báo và xử lý kịp thời, chính xác các diễn biến về môi trường, từng cá thể trên đồng ruộng hay trại nuôi và toàn vùng. Tế bào quang điện (Solar cells) được phát triển sử dụng pin mặt trời, giúp điều hành quá trình quản lý sinh vật được chính xác và hiệu quả.

Thứ ba, công nghệ sinh học trong nông nghiệp

Trong nông nghiệp số, công nghệ sinh học như các công nghệ gen, công nghệ tế bào, công nghệ phân tử… đã có bước phát triển vượt bậc. Sự ra đời công nghệ “chỉnh sửa gen” để có thể thêm hay bớt axit Deoribonucleic (DNA) tại các vị trí chính xác trong bộ gen để tạo ra giống cây trồng có đặc tính trông đợi như màu sắc, hình dáng quả, chất lượng và khả năng kháng lại dịch hại.

Thứ tư, nhóm công nghệ điều hành trong nông nghiệp

Các công nghệ điều hành như phân tích và ra quyết định kinh doanh, lập kế hoạch, quản trị tác nghiệp, điều hành và giám sát một quá trình sản xuất ra một sản phẩm, vận hành một nông trại và cả hệ thống các nông trại, các phân xưởng, các chuỗi giá trị nông sản đã được thay đổi về chất. Quy trình quản lý một chuỗi giá trị cả theo chiều ngang và chiều dọc đã và đang được chuyển đổi từ công nghệ quản lý truyền thống sang công nghệ điều hành và quản trị số gắn kết các hệ thống số với hệ thống thực, giữa các hệ thống sản xuất - kinh doanh thực và hệ thống ảo trên nền tảng của IOT. Công nghệ điều hành là “bà đỡ” cho sự phát huy hiệu quả của công nghệ vật lý, công nghệ sinh học trên nền tảng của CN4.0. Hệ thống nông nghiệp thông minh đã được phát triển để tự động tính toán nhu cầu, nước, dinh dưỡng của cây trồng và vật nuôi và các yếu tố cần thiết khác, giúp ra các quyết đỉnh kỉp thời và hiệu quả.