Các nhà nghiên cứu đại học Northwest Nazarene đang sử dụng AI để ước tính sản lượng trái cây.

GS Duke Bulanon của NNU năm ngoái đã nhận được khoản tài trợ của bộ Nông nghiệp bang Idaho để phát triển một thuật toán chuyên sâu, nhằm ước tính chính xác hơn sản lượng trái cây sớm trong vụ mùa. Cách làm hiện nay trong công tác ước tính này chỉ thuần thủ công qua đếm trái trên một số cây được chọn rồi dùng con số bình quân lượng trái để tính năng suất. Làm thế tốn nhiều thời gian, công sức và chỉ dựa vào cỡ mẫu hạn chế cho ra kết quả với độ tin cậy thấp, Bulanon nói. Dùng AI đảm nhiệm công tác này sẽ cải thiện việc ước lượng năng suất nhờ đếm nhanh hơn và nhiều loại cây hơn trong một khu vườn, ông nói.

Có được ước tính năng suất đáng tin cậy sớm trong mùa vụ sẽ giúp cho nhà vườn lên kế hoạch thu hoạch và các nguồn lực cần huy động sớm, nhờ vậy việc chuẩn bị hậu cần sau thu hoạch tốt hơn, gồm các khâu đặt thùng đựng và bao bì, sắp xếp thiết bị lưu trữ và đặt nhà đóng gói. Chưa hết, nhà vườn còn có thể rao hàng tốt hơn, giá cả có thể cạnh tranh hơn đến 15%, theo tính toán của Bulanon. “Dự báo năng suất trái cây, cụ thể là sớm trong vụ  mùa, rất quan trọng đối với nông dân vì nếu họ bán trái cây cuối mùa, giá sẽ giảm. Nếu họ có được dự báo sản lượng đáng tin cậy sớm, giá bán sẽ cạnh tranh hơn”, Bulanon nói.

Theo yêu cầu từ khoản tài trợ dành cho Bulanon, “Dự án này sẽ đưa Idaho lên vị trí hàng đầu về công nghệ nông nghiệp chính xác, đối với các loại cây trồng đặc sản”. Để phát triển chương trình AI này, Bulanon và nhóm các nhà nghiên cứu thị giác robot của ông tại NNU sẽ phát triển một thuật toán học chuyên sâu, giúp nhận diện chính xác trái trên cây giữa thời kỳ đậu hoa và thời cây trái chín. Làm được điều đó cần phải chụp hàng ngàn ảnh nụ hoa và trái chưa chín và cung cấp chúng cho một máy tính.“Cũng giống như dạy cho một đứa trẻ.Máy sẽ phải học nhận biết một trái táo.AI mô phỏng cách con người học tập”, Bulanon nói.

“Chúng tôi phải nói cho máy biết, ‘đây là một trái táo’, khi học được điều đó, công cụ AI có thể thực hành một cách tự động và nhận biết nhanh hơn so với con người”, Connor Nogales, thành viên nghiên cứu nhận định.Anh ta cho rằng gọi tên chính xác hơn là quá trình “học máy”, vì “công cụ không có trí tuệ riêng.Chúng ta phải dạy nó thôi”.

Tyler Hestand, một thành viên nghiên cứu, cho biết thuật toán sẽ dự đoán năng suất trái cây nhanh hơn so với bất kỳ người nào.“Bạn phải chụp một tấm ảnh và chớp mắt sau nó sẽ đưa ra ước tính bạn sẽ có bao nhiêu trái.Tốc độchắc chắn là một lợi thế lớn với AI”, anh nói.

Bulanon sẽ thực hiện dự án với các nhà vườn địa phương. Chad Henggeler, giám đốc hiện trường của hãng Henggeler Packing, một trong những công ty trái cây lớn nhất bang Idaho, cho biết việc ước tính sản lượng trái cây rất sớm trong vụ có thể chứng minh nó mang lại lợi ích cho công ty Fruitland khi tiếp thị trái cây của hãng. “Nếu thành công, nó sẽ giúp cho nhà vườn thông tin mà chúng tôi cần để chúng tôi biết được thị trường có bao nhiêu”, ông nói.Khi đề cập đến những khâu như lưu trữ, đóng thùng và nhân công, “Tất tật các thứ chắc chắn sẽ tạo ra một sự khác biệt”, ông nói thêm.

Michael Williamson, giám đốc Williamson Orchards và Vineyards ở Caldwell, cho biết hầu hết các công ty trái cây đều bán trước. “Chúng tôi sẽ có doanh thu tốt nhất nếu bán vụ này vào tháng 5 hoặc tháng 6.Nếu chúng tôi có thể dự báo sản lượng sớm một cách chính xác, điều đó vô cùng hữu ích”, ông nói.

Đây không phải lần đầu tiên Bulanon lãnh đạo những dự án đem lại lợi ích cho nông dân Idaho. Ông và cộng sự cũng đang thực hiện một nền tảng robot có tên là “IdaBot”, giúp nông dân kiểm soát chi phí đầu vào ít tốn kém thông qua công dụng của tự động hoá robot. Mục tiêu của dự án là tạo ra một robot đơn giản có thể theo dõi vườn cây hoặc vườn nho một cách tự động, và cho biết cần dùng các loại thuốc trừ sâu nào.

Bulanon cũng đã khởi xướng một dự án phát triển một thiết bị bay không người lái chụp hình ảnh đa năng, để nông dân có thể phân tích nhanh trên máy tính của họ, ngõ hầu xác định cây cối của họ đang bị bệnh gì, thiếu hay đủ nước cũng như dưỡng chất. Ông cho rằng, các dự án như thế và dự án đang tiến hành là những nỗ lực dài hạn, có thể giúp cho các nhà sản xuất ở Idaho trong tương lai. “Chúng tôi có thể không tạo tác động đến nhà vườn trước mắt, nhưng chúng tôi có thể làm được việc đó trong mươi mười lăm năm nữa”, ông nói.

Nguồn Tia sáng – Ấn phẩm báo Khoa học và Phát triển