Thách thức đến từ việc làm thế nào để cung cấp lương thực cho lượng dân số bùng nổ trong tương lai một cách bền vững, tiết kiệm và thân thiện với môi trường đang gieo mầm cho một cuộc cách mạng nông nghiệp. Chào mừng đến với nền nông nghiệp của tương lai: một hệ thống công nghệ cao và cần nhiều vốn đầu tư chịu trách nhiệm nuôi trồng lương thực, thực phẩm sạch và bền vững cho quần chúng.

Sau đây là một vài con số thực tế. Mỗi giây, dân số thế giới tăng lên gần 3 người, có nghĩa là khoảng 240000 người một ngày. Theo thống kê của Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực (FAO), đến năm 2025, dân số toàn cầu sẽ đạt 8 tỷ người, và đến năm 2050 con số đó sẽ là 9,6 tỷ người. Điều này có nghĩa là thế giới sẽ có thêm một tỷ miệng ăn trong thập kỷ tới. Và chỉ tính trong một thế hệ, số người tăng thêm trên toàn hành tinh sẽ vượt quá dân số ở những năm đầu thế kỷ 20. Nghe có vẻ khó tin phải không? Chúng ta có thể làm tính lại.

Trong bối cảnh các nguồn lực cần thiết cho an ninh lương thực bền vững đều đang bị quá tải, các thách thức đặt ra là vô cùng to lớn. Cùng lúc đó, biến đổi khí hậu cũng đang có tác động tiêu cực đến sản xuất nông nghiệp khu vực và toàn cầu. Các nông trại phải tăng sản lượng nông sản trong khi vẫn bảo vệ môi trường. Tuy nhiên chỉ có mình họ thì không thể làm được điều đó, và với thực tiễn nông nghiệp truyền thống họ không thể làm được điều đó.

Nông nghiệp tự cung tự cấp ở các nước nghèo vẫn là một ngành đòi hỏi nhiều lao động trong khi thu về rất thấp, lại chịu ảnh hưởng nhiều của các thay đổi không lường trước của môi trường, suy thoái kinh tế và nhiều nguy cơ khác. Trong khi nông nghiệp cơ giới hóa ở các quốc gia phát triển đã giúp sản lượng thu được trên một đơn vị đất tăng lên rõ rệt, con số đó vẫn là không đủ để có thể đáp ứng một cách bền vững nhu cầu lương thực trong tương lai. Đáng mừng là nhờ sự xuất hiện của mạng lưới vạn vật kết nối (IoT), sự vật, con người, thông tin và các hệ thống sẽ được kết nối và tương tác với nhau vì ột nền sản xuất và dịch vụ thông minh, và điều này sẽ thúc đẩy tương lai của nông nghiệp lên một tầm cao mới.

Cung cấp lương thực cho thế giới

Tom Heilandt, Thư ký của Ủy ban  CODEX ­Alimentarius - chịu trách nhiệ thiết lập các tiêu chuẩn quốc tế về an toàn và chất lượng thực phẩm và là một trong hai cơ quan tiêu chuẩn dưới sự bảo trợ của FAO - đã tổng kết rằng “Trong hàng ngàn năm, ông nghiệp đã tồn tại để nuôi sống con người và nó cần phải tiếp tục đảm nhiệm vai trò đó trong rất rất nhiều năm nữa.” Ông thừa nhận rằng thách thức lớn nhất luôn là cung cấp thực phẩm an toàn, chất lượng cao, đảm bảo dinh dưỡng và với giá thành hợp lý cho một dân số đang ngày càng phát triển về số lượng.

Ngày nông nghiệp cần được chuẩn bị để có thể cung cấp đủ lương thực cho toàn thế giới. ông Heilandt nói. “Đối với tôi, vấn đề nổi cộm nhất bây giờ đó là chúng ta chưa có được một sự thống nhất chung về quan điểm rằng nông nghiệp và ngành sản xuất lương thực là ngành kinh doanh đặc biệt, không giống bất cứ ngành nào khác và chúng ta cần một tầm nhìn dài hạn cho nông nghiệp”.

Nhu cầu về lương thực ngày một tăng gây sức ép chưa từng có cho nền nông nghiệp và lương thực. Trong bối cảnh đó, những vấn đề liên quan đến môi trường mang lại những thách thức mới, khiến cho nhiệm vụ càng trở nên khó khăn hơn. Các nguy cơ đến từ biến đổi khí hậu đối với mùa màng, vật nuôi và thủy hải sản đánh bắt sẽ ngày một tăng trong một vài thập kỷ tới. Điều này thực sự đáng ngại, đặc biệt là với các quốc gia có thu nhập thấp do khả năng thích ứng không cao. FAO đã đề ra một giải pháp cho vấn đề này, đó là xây dựng một nền nông nghiệp thông minh trước biến đổi khí hậu

Theo như FAO định nghĩa và trình bày tại Hội nghị Hague về nông nghiệp, an ninh lương thực và biến đổi khí hậu năm 2010, nông nghiệp thông minh trước biến đổi khí hậu là cách tiếp cận tập trung vào phát triển các điều kiện kỹ thuật, chính sách và đầu tư để đạt được phát triển nông nghiệp bền vững vì an ninh lương thực trong điều kiện biến đổi khí hậu.

Với áp lực mở rộng sản xuất và bảo vẹ môi trường ngày một gia tăng, công nghệ áp dụng cho nông nghiệp công nghệ cao sẽ đóng một vai trò vô cùng quan trọng, ông Heilandt nói. Hơn thế, ông bổ sung thêm “Tiêu chuẩn đóng vai trò cần thiết trong bất kỳ hệ thống nào bao gồm cả nông nghiệp. Không sử dụng tiêu chuẩn và thực hành tốt sẽ không có bước tiến và sự sáng tạo.” 

Bình minh của nông nghiệp công nghệ cao

Tất nhiên, khi nói đến nông nghiệp thông minh thì người ta phải nhắc đến các nhà sản xuất. Rất nhiều công ty trên thế giới đang nỗ lực tăng tốc việc sử dụng IoT trong lĩnh vực nông nghiệp. AGCO - nhà sản xuất và phân phối trên toàn cầu các thiết bị và cơ sở hạ tầng nông nghiệp - là một công ty như vậy.

Vài năm trước, AGCO đã công bố một chiến lược toàn cầu mới để đối phó với mọi khía cạnh của công nghệ nông nghiệp chính xác, một cách tiếp cận quản lý nông nghiệp sử dụng công nghệ thông tin để đảm bảo cây trồng và đất đai nhận được chính xác những gì chúng cần để đảm bảo sức khoẻ và năng suất tối ưu. Chiến lược công nghệ nông nghiệp mới, được gọi là công nghệ Fuse, tích hợp viễn thông, hệ thống quản lý dữ liệu và các giải pháp chỉ dẫn tự động, cùng với nhau, chúng có thể khiến việc canh tác mang lại hiệu quả và lợi nhuận cao hơn.

Tiến sĩ Bernhard Schmitz, Giám đốc Thương mại của Công nghệ Fuse, cho biết công nghệ canh tác chính xác có lịch sử lâu dài tại AGCO. Ông tin rằng nông dân sẽ cần phải chuyển sang công nghệ mới để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về sản xuất lương thực trên thế giới. "Tất cả các công nghệ canh tác chính xác của chúng tôi giúp khách hàng của chúng tôi trở nên hiệu quả hơn và tiết kiệm tài nguyên", ông nói.

Nông dân đã bắt đầu sử dụng một số công nghệ và kỹ thuật nông nghiệp công nghệ cao để nâng cao hiệu quả công việc hàng ngày của mình. Schmitz nhấn mạnh vào cách thức các công nghệ nông nghiệp thông minh có thể giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu trên mỗi héc-ta, giảm sự chồng chéo, dẫn đến giảm lượng phân bón hoặc thuốc bảo vệ thực vật cần sử dụng. Vậy tiêu chuẩn sẽ nằm ở vị trí nào trong câu chuyện này?

Khi đề cập đến tầm quan trọng của các tiêu chuẩn đối với chiến lược tổng thể của AGCO, Schmitz nói: "Chúng tôi, với tư cách là AGCO, cam kết tuân thủ hoàn toàn các tiêu chuẩn quốc tế". Đó là lý do tại sao AGCO tham gia vào việc xây dựng các tiêu chuẩn ISO và sử dụng chúng trong các công nghệ của riêng mình. "Tiêu chuẩn ISOBUS (ISO 11783) cho phép các khách hàng của chúng tôi kết nối thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau để "giao tiếp" với nhau," Schmitz giải thích về việc truyền dữ liệu giữa các máy kéo.

Giá trị của sự chính xác

Một báo cáo mới đây của công ty tư vấn thị trường công nghệ Beecham Research với tiêu đề "Hướng tới Nông nghiệp Thông minh: Nông nghiệp trong Tầm nhìn IoT" có đề xuất rằng công nghệ IoT sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc giúp đáp ứng nhu cầu lương thực của một dân số toàn cầu đang tăng lên về lượng. Báo cáo tập trung vào các cơ hội mà nông nghiệp chính xác có thể mang lại và tầm quan trọng của việc xây dựng kết nối thông minh đối với điều đó.

Theo Hermann Buitkamp - Thư ký của Ban Kỹ thuật ISO/TC 23 về Máy kéo và máy móc cho nông nghiệp và lâm nghiệp, tiểu ban SC 19 về Điện tử nông nghiệp - lợi ích lớn thu được là mà IoT có thể mở ra trong nông nghiệp những khía cạnh thú vị khác. 

Ví dụ, các cảm biến được đặt trong các cánh đồng cho phép nông dân có được bản đồ chi tiết về cả địa hình và tài nguyên trong khu vực, cũng như các biến số về độ chua và nhiệt độ của đất. Họ cũng có thể truy cập dự báo khí hậu để dự đoán thời tiết trong những ngày và tuần tới.

Buitkamp nói: "IoT sẽ đóng một vai trò rất quan trọng đối với nông nghiệp trong tương lai và sẽ giúp cho người nông dân có thể thao tác chính xác hơn, chính xác đến từng centimet.” “Do đó, cách tiếp cận dàn trải cũ chắc chắn sẽ chỉ còn là một câu chuyện của quá khứ." Những lợi ích thu được từ đó là rất to lớn - cả về mặt kinh tế lẫn sinh thái.

Trong khi tưởng tượng về tất cả khả năng thú vị mà IoT sẽ mang đến cho ngành nông nghiệp, chúng ta chắc hẳn sẽ đặt ra câu hỏi: vậy các tiêu chuẩn về công nghệ sẽ đứng ở đâu trong bài toán này? Có một sự phức tạp lớn khi chúng ta mang một loạt các công nghệ khác nhau lại gần nhau. Theo Buitkamp, sự phức tạp này là một trong những trở ngại chính của việc áp dụng công nghệ, nhưng không phải là vấn đề không thể vượt qua. Ông giải thích: "Có những vấn đề kỹ thuật mà chúng ta phải hoàn thành trên con đường dẫn đến thành công.” “Chúng ta phải phát triển công nghệ không dây trong lĩnh vực truyền thông, an toàn chức năng và sửa chữa và bảo trì thông tin để có thể nhận biết các giao diện thống nhất."

Thấy là tin

Tiến sĩ François Coallier là một người đã tham gia vào quá trình tiêu chuẩn hoá công nghệ thông tin trong nhiều năm. Ông hiện đang dẫn đầu nhóm chuyên gia chịu trách nhiệm về IoT trong Ban kỹ thuật ISO/IEC JTC 1 - ban kỹ thuật về công nghệ thông tin do ISO và IEC đồng dẫn dắt.

Theo ông, vấn đề cốt yêu ở đây là quản lý sự phức tạp và tăng hiệu quả. "Ở nhiều quốc gia, nông nghiệp vốn dĩ đã phức tạp, đặc biệt khi tính đến cả chuỗi cung ứng. Ví dụ, rõ ràng là một nửa thế giới sẽ chết đói nếu tất cả dịch vụ vận chuyển quốc tế đều bị đình trệ,” ông nói. Đây chính là chỗ Tiểu ban SC 41 về IoT và các công nghệ liên quan của ban ISO/IEC JTC 1 phát huy vai trò của mình.

Dù tiểu ban chỉ vừa mới được thành lập, nhóm chuyên gia của SC 41 có thể sử dụng những kết quả làm việc của hai nhóm công tác hiện có trước đó đã mở đường cho các tiêu chuẩn trong lĩnh vực này. Theo dự đoán của Coallier, yêu cầu đối với IoT, dữ liệu lớn và các công nghệ khác (đôi khi được nhắc đến như là công nghệ thông tin và truyền thông thông minh) sẽ sớm tăng cao. "Nông nghiệp là một nỗ lực hết sức quan trọng trong xã hội chúng ta", ông nói. Do đó tầm quan trọng của những đóng góp của IoT trong lĩnh vực này cũng không hề nhỏ.

Một trong những dự án của SC 41, trong ngắn hạn, sẽ dẫn đến sự ra đời của một khung IoT tiêu chuẩn. Khung IoT này sẽ khuyến khích sự cởi mở và minh bạch trong việc phát triển và áp dụng kiến trúc hệ thống IoT. Nó cũng sẽ cung cấp một điểm tham chiếu trung lập về công nghệ để định hình các tiêu chuẩn khác trong IoT.

Không nghi ngờ gì sự phát triển của Tiêu chuẩn Quốc tế trong mê cung phức tạp này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc hợp tác và tích hợp hệ thống, tạo cho các công ty khả năng tận dụng công nghệ này hiệu quả hơn và tích hợp nó vào nhiều lĩnh vực ứng dụng như nông nghiệp. Theo đánh giá của Coallier, công việc của tiểu ban sẽ rất quan trọng. Ông nói: "Về lâu dài, với tư cách là một ủy ban hệ thống, SC 41 nên là một trong những nhân tố chủ chốt trong việc đưa các tiêu chuẩn IoT đến các thị trường và đạt đến tiềm năng áp dụng của nó”.

Tương lai thông minh

Sản xuất lương thực chất lượng, dinh dưỡng và giá cả phải chăng trong một thế giới 7,5 tỷ người luôn là một thách thức lớn. Và trong một thế giới với những nguồn lực hạn hẹp, sẽ cần mở ra một kỷ nguyên công nghệ cao mới, tại đó tự động hóa và dữ liệu có thể giúp nông dân giải quyết nhiều thách thức trong tương lai. 

Vậy nông nghiệp trong 40 năm tới sẽ trông như thế nào? Việc kết nối nhiều công nghệ có nghĩa là chất thải sẽ bị hạn chế, năng suất sẽ được tối đa hóa và môi trường sẽ càng ít bị ảnh hưởng. Có một điều rõ ràng là thành công sẽ đòi hỏi một sự tập trung lâu dài vào việc phát triển các tiêu chuẩn để đảm bảo rằng những tiến bộ mà chúng ta đang thực hiện với công nghệ sẽ tiếp tục mang lại năng suất và lợi ích về môi trường mà chúng ta muốn thấy trong vài thập kỷ tới.

Những tiến bộ của giai đoạn từ giữa đến cuối thế kỷ 20, những tiến bộ đã từng mang lại những thay đổi mạnh mẽ cho nền nông nghiệp, đang bắt đầu suy yếu. Coallier nói: "Khi đạt đến giới hạn của Cuộc Cách mạng Xanh, chúng ta cần phải tìm ra cách nuôi sống một cách bền vững một nền dân số thế giới đang ngày càng tăng về số lượng. Có một cách tiếp cận là sử dụng một cách có hiệu quả hơn các nguồn lực cần cho sản xuất lương thực, và cũng loại bỏ các hao phí trong chuỗi cung ứng”. Đừng phạm sai, tương lai của nông nghiệp là thông minh và nó sẽ đảm bảo lương thực cho thế giới ngày mai.

(Theo: ISO)