Các trang trại và nhà kính công nghệ cao, dù đã áp dụng nhiều công nghệ chọn lọc và chăm sóc hiện đại để trồng cà chua, dưa chuột và hoa quả nhưng khâu thu hoạch vẫn thủ công. Để hướng đến tự động hóa hoạt động trong các nông trại, robot sẽ là lựa chọn phổ biến mà các nhà quản lý lựa chọn nhằm giúp nâng cao năng suất, giảm chi phí và giải quyết mối lo về nhân lực. Nhận thấy nhu cầu sử dụng robot trong nông nghiệp, các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Công nghệ thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội đã chế tạo robot, có khả năng nhận biết một số loại hoa quả, trái cây và độ chín của chúng để thu hoạch chính xác.

Robot thu hoạch trái cây được thử nghiệm thành công tại Công ty Hachi, Đông Anh.

Khác với robot truyền thống, việc chế tạo robot nông nghiệp có nhiều điểm phức tạp hơn. Ví dụ, trong một dây chuyền tự động hóa lắp ráp xe hơi truyền thống, mỗi kiểu xe sẽ có một kích thước, chiều dài, vị trí và các bộ phận xác định, thuận tiện cho việc điều khiển robot. Một robot vặn ốc hay lắp máy trên dây chuyền sẽ được lập trình để dùng chính xác dụng cụ tại cùng một vị trí trên mỗi chiếc xe cùng loại.

Tuy nhiên, đối với ngành nông nghiệp thì bài toán kích thước, vị trí sản phẩm lại thay đổi theo điều kiện tự nhiên, do đó việc điều khiển trở nên không lường trước được. Ngay cả trong nhà kính, nơi có điều kiện nhiệt độ, ánh sáng và độ ẩm được kiểm soát thì cũng khó biết chính xác khi nào cây ra quả để lập trình vị trí và thời gian cho robot tới thu hoạch. Điều này đòi hỏi robot phải trở nên "thông minh" hơn để phát hiện các loại trái cây và độ chín của nó.

Quá trình chế tạo robot diễn ra trong vòng 9 tháng. Đầu tiên, các tác giả đã chế tạo robot kích thước nhỏ gọn, có thể luồn qua các khe trống giữa 2 luống canh tác. Chúng được trang bị một hệ thống cảm biến để nhìn thế giới ở chế độ 3D đầy đủ và sử dụng một hệ thống học máy để phân tích và xử lý dữ liệu thu được từ cảm biến để lên kế hoạch đi đúng hướng đến mục tiêu.

Robot có khả năng nhận biết các loại hoa quả, trái cây như ớt, dưa chuột, cà chua… theo sự đa dạng về kích cỡ, hình dạng và màu sắc. Chúng cũng nhận biết được độ chín của các loại quả để từ đó xác định quả nào có thể thu hoạch, ngay cả trong một khu vườn trồng xen kẽ các loại cây. Robot cũng rất khéo léo để tránh tình trạng vô tình nhổ cả cây lên. Cánh tay kẹp của robot có thể kẹp sâu vào dây leo để hái quá chín mà không làm ảnh hưởng đến các quả xanh xung quanh.

Ngoài ra, robot có giá thành rẻ hơn khoảng 30% so với robot nhập khẩu cùng loại vì toàn bộ các thành phần được thiết kế, chế tạo trong nước. Các phần mềm điều khiển robot do các kỹ sư Việt Nam lập trình và làm chủ, nên không phụ thuộc vào công nghệ của nước ngoài.

Nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ kết hợp với các đối tác doanh nghiệp có nền nông nghiệp công nghệ cao phát triển như Hàn Quốc để mở rộng khả năng và không gian hoạt động của robot.

N.P.D (tổng hợp)