Cuộc cách mạng cải thiện hiệu suất nông nghiệp bằng dữ liệu vệ tinh

Khi nói đến áp dụng công nghệ trong nông nghiệp, quản lý và giám sát cây trồng là một trong những lĩnh vực chính mà nhiều nông dân quan tâm. Đối với hầu hết nhà nông, việc có thể hiểu rõ về chất lượng đất và thời tiết cho phép họ lập kế hoạch cũng như giám sát cây trồng tốt hơn, đảm bảo thu hoạch sản lượng cao, từ đó đáp ứng nhu cầu thị trường, theo Tech Wire Asia.

Điều này chỉ có thể được thực hiện thông qua thu thập và phân tích dữ liệu tổng hợp. Một số công nghệ thường được sử dụng bao gồm cảm biến IoT trên mặt đất hay các công cụ truyền thống phân tích, dự đoán và theo dõi mức độ thời tiết - độ ẩm trong ngày. Một số công ty công nghệ thậm chí đã sử dụng blockchain để đo lường chuỗi cung ứng của ngành nông nghiệp, các quy trình tự động hóa cũng đã được áp dụng trong máy móc hỗ trợ thu hoạch và đóng gói.

Mặc dù vậy, ngành nông nghiệp vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức. Ví dụ, tại Nhật Bản, thống kê từ Bộ Nông nghiệp, Lâm nghiệp và Thủy sản cho thấy số lượng nông dân tiếp tục giảm, giảm 39% vào năm 2020 so với 2.241.000 người vào năm 2005. Độ tuổi trung bình của ngành cũng ngày một tăng lên, với 70% nông dân từ 65 tuổi trở lên và chỉ 11% từ 49 tuổi trở xuống.

Số lượng nông dân giảm dần và già đi như một lời cảnh báo rằng cần phải sử dụng công nghệ dữ liệu để hỗ trợ công việc nông trại hiệu quả hơn nữa, giảm sự phụ thuộc vào nhân lực. Đây là lúc Space Shift xuất hiện.

SPACE SHIFT BẮT TAY HỢP TÁC VỚI AWS

Là một công ty khởi nghiệp về không gian có trụ sở tại Tokyo, Space Shift tạo ra phần mềm được hỗ trợ bởi Trí tuệ nhân tạo (AI) nhằm phân tích dữ liệu thu được từ các vệ tinh Quan sát Trái đất (EO). Công ty hiện đang hợp tác với Amazon Web Services (AWS) trong công nghệ giám sát sự phát triển chính xác của cây trồng, được gọi là Giải pháp nông nghiệp chính xác hỗ trợ bởi AI. Bằng cách tận dụng các dịch vụ đám mây của AWS, Space Shift có thể cung cấp đánh giá tăng trưởng cây trồng chính xác hơn với khả năng xử lý dữ liệu an toàn, linh hoạt và tiết kiệm chi phí, mang lại giá trị cho khách hàng toàn cầu trong lĩnh vực nông nghiệp.

Số lượng vệ tinh trên quỹ đạo ngày càng tăng có thể hỗ trợ quá trình theo dõi và tự động ghi lại dữ liệu từ các khu vực địa lý rộng lớn. Công nghệ hoặc phần mềm phân tích dữ liệu vệ tinh có thể giúp người dùng cuối sử dụng một cách dễ dàng và hiệu quả là ưu tiên hàng đầu của Space Shift.

Được biết, mục tiêu cao cả của startup này là góp phần hiện thực hóa một xã hội bền vững thông qua "tối ưu các hoạt động của con người và môi trường tự nhiên" bằng cách phát triển phần mềm dựa trên phân tích dữ liệu vệ tinh sử dụng AI và Machine Learning, đặc biệt tập trung vào dữ liệu vệ tinh Radar khẩu độ tổng hợp (SAR).

Ngành nông nghiệp trong lịch sử đã sử dụng vệ tinh quang học để thực hiện các phép đo và tính toán từ xa nhằm phát hiện tốc độ tăng trưởng của cây trồng. Tuy nhiên, vì vệ tinh quang học không thể tiến hành quan sát trong thời tiết nhiều mây, gây ra nhiều thách thức cho ngành nông nghiệp, như việc không thể chỉ định thời gian thu hoạch hoặc thu thập dữ liệu trong thời gian quan sát mong muốn.

Dữ liệu vệ tinh SAR có thể được sử dụng để bổ sung cho những thời điểm không thể thu được dữ liệu, cho phép tiến trình quan sát diễn ra liên tục hơn. AI sau đó được sử dụng để xác định tình trạng tăng trưởng của cây trồng. 

Công ty hiện đang phát triển một dịch vụ sử dụng vệ tinh SAR để phân phối thông tin dự đoán về sự phát triển của các sản phẩm nông nghiệp. Thông tin thu được sẽ không chỉ được sử dụng trong ngành nông nghiệp mà còn đang được nghiên cứu ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác như phân phối nông sản, tiếp thị, quảng cáo, v.v. Trong việc quản lý các cánh đồng rộng lớn, ngay cả những nhà nông thiếu kinh nghiệm cũng có thể thu hoạch tốt hơn nếu nắm bắt được điều kiện sinh trưởng theo từng khu vực. Tương tự, các đại lý quảng cáo và nhà sản xuất có thể cải thiện doanh số bán hàng và giảm chi phí bằng cách nắm bắt thời gian ra mắt chiến dịch để tối ưu hiệu quả và lập kế hoạch sản xuất hợp lý.

Space Shift đã tập trung vào nông nghiệp thông minh sử dụng công nghệ không gian. Vào tháng 5/2022, công ty đã khai trương một trung tâm R&D về công nghệ sử dụng dữ liệu vệ tinh ở Tottori (Nhật Bản) để tiến hành một dự án theo dõi sự phát triển của cây trồng lấy đặc sản hành lá của tỉnh làm mẫu thí nghiệm chính. Sự phát triển của hành lá từ khi trồng đến khi thu hoạch thường xuyên được chụp ảnh bởi các vệ tinh SAR nhỏ. Đồng thời, công ty cũng phối hợp trực tiếp với những người nông dân quản lý đất nông nghiệp quy mô lớn để đo lường thủ công các số liệu cần thiết, tạo ra một tập dữ liệu đào tạo cho AI.

CẢI THIỆN ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA AI

Với sự hợp tác của AWS, Space Shift hy vọng sẽ cải thiện độ chính xác của AI trong tương lai, đặc biệt trong việc thu thập dữ liệu mặt đất và phát triển mô hình. Space Shift có kế hoạch sử dụng AWS IoT Greengrass để thu thập và xử lý dữ liệu mặt đất từ nhiều cảm biến biên, truyền dữ liệu từ biên đến AWS, sử dụng Amazon SageMaker để xử lý dữ liệu cho AI và học máy. Space Shift cũng có kế hoạch sử dụng cơ sở hạ tầng đám mây được quản lý hoàn toàn trên AWS nhằm cung cấp kết quả phân tích về tình trạng tăng trưởng cây trồng cho khách hàng nhanh hơn.

"Space Shift đang dự đoán nhu cầu của khách hàng về dữ liệu Quan sát Trái đất an toàn, đáng tin cậy trong tương lai. Các dịch vụ đám mây toàn diện của AWS cung cấp công cụ giúp đạt được mục tiêu này trên quy mô toàn cầu. AWS cam kết hỗ trợ các khách hàng như Space Shift, tận dụng công nghệ không gian và sức mạnh đám mây, để cải thiện cách chúng ta sống và làm việc trên Trái đất", ông Clint Crosier, giám đốc Hàng không vũ trụ và Vệ tinh AWS, cho biết.

Ông Makoto Kawaoka, Giám đốc điều hành Kawaoka Farm, một trong những trang trại đang hợp tác với Space Shift và sẽ sử dụng các giải pháp của Space Shift, chia sẻ rằng khi số lượng nông dân giảm do già hóa dân số, việc tận dụng công nghệ hỗ trợ canh tác hiệu quả hơn sẽ ngày càng trở nên quan trọng. Ông Kawaoka cũng chỉ ra rằng mặc dù nông dân có kinh nghiệm có thể phát hiện thời điểm thu hoạch và vận chuyển thích hợp, nhưng đây vẫn là một thách thức lớn đối với những người nông dân mới vào nghề. "Họ cần được hỗ trợ để hiểu được tình hình chung của ngành nông nghiệp. Dự án này có tiềm năng giúp đỡ những người nông dân sẵn sàng canh tác bằng cách sử dụng các công nghệ như dữ liệu vệ tinh, IoT và AI".

Bên cạnh đó, Giám đốc điều hành của Space Shift Naruo Kanemoto giải thích rằng: “Space Shift phát triển công nghệ để phân tích những thay đổi khác nhau của cây trồng bằng dữ liệu vệ tinh SAR và AI. Hiện tại, cần rất nhiều thời gian và nguồn lực để đo lường thông số một cách thủ công, nhưng điều quan trọng là phải thu thập dữ liệu chính xác để phát triển AI. Bằng cách sử dụng chức năng xử lý và quản lý AI biên của thiết bị IoT do AWS Greengrass cung cấp, chúng tôi có thể tự động hóa việc đo lường dữ liệu mặt đất và tạo ra một lượng lớn dữ liệu đào tạo cho AI. Chúng tôi hy vọng sẽ đẩy nhanh việc cải thiện năng lực phân tích AI của hệ thống dữ liệu vệ tinh SAR, từ đó giúp giải quyết các vấn đề cho nông dân và phục hồi ngành nông nghiệp”.