Sự phát triển của sâu, bệnh hại cây trồng liên quan chặt chẽ với các điều kiện sinh thái, nhất là khi biến đổi khí hậu gây nên các hiện tượng cực đoan như nhiệt độ cao, ngập lụt, xâm nhập mặn,... Với khả năng xử lý và phân tích dữ liệu nhanh chóng, ngày nay, trí tuệ nhân tạo (AI), đang trở thành công cụ quan trọng giúp nhận diện, dự báo và quản lý các loại bệnh hại cây trồng, giảm thiểu thiệt hại và bảo vệ cây trồng.
Bệnh hại cây trồng là hiện tượng có các trạng thái bất thường về hình thái, cấu tạo, chức năng, sinh lý,... do điều kiện môi trường bất lợi hoặc do các loài sinh vật (nấm, vi khuẩn, virus,...) gây ra cho cây. Những biểu hiện thường thấy gồm: lá úa vàng, đốm nâu, thân cây thối rữa, trái bị hư hỏng,… Nếu không được phát hiện và xử lý kịp thời, các bệnh này có thể nhanh chóng lây lan, gây thiệt hại nghiêm trọng đến năng suất và chất lượng nông sản. Việc phát hiện sớm, chẩn đoán chính xác và đưa ra biện pháp can thiệp kịp thời là yếu tố then chốt nhằm bảo vệ cây trồng. Trong bối cảnh này, AI đã cho thấy là một công cụ đầy tiềm năng.
Cho phép máy móc, đặc biệt là máy tính, thực hiện các nhiệm vụ đòi hỏi trí tuệ như con người, trong nông nghiệp, AI được ứng dụng trong nhiều công đoạn khác nhau, từ trồng trọt cho đến chăm sóc, khai thác, mà đặc biệt là trong quản lý bệnh hại cây trồng. Để nhận diện bệnh hại cây trồng qua hình ảnh (một trong những ứng dụng phổ biến nhất của AI trong nông nghiệp) AI sử dụng mạng nơ-ron tích chập (CNN), được huấn luyện với hàng nghìn hình ảnh về lá, thân, quả,... Để phân biệt các biểu hiện bệnh lý với độ chính xác cao. AI kết hợp cùng cảm biến IoT giúp đo độ ẩm đất, nhiệt độ, ánh sáng, pH, EC,… từ đó giám sát, đánh giá sức khỏe cây trồng, phát hiện sớm (dự báo) nguy cơ dịch bệnh. Dữ liệu được truyền về hệ thống trung tâm hoặc ứng dụng trên điện thoại, hỗ trợ ra quyết định kịp thời. Thiết bị tích hợp AI như điện thoại thông minh, máy ảnh, máy bay không người lái (drone) có thể chụp và phân tích hình ảnh cây trồng, từ đó xác định loại bệnh và mức độ lây lan. AI cũng có thể phân tích các dữ liệu khí hậu (mưa, nhiệt độ, độ ẩm) và lịch sử xuất hiện dịch bệnh để dự báo thời điểm và địa điểm có nguy cơ cao bùng phát dịch, giúp nông dân chủ động phòng ngừa, ví dụ như điều chỉnh lịch gieo trồng, chọn giống kháng bệnh, tăng cường vệ sinh đồng ruộng,...
Tại Việt Nam, nhiều nghiên cứu AI của các nhà khoa học đã được triển khai ứng dụng vào thực tiễn sản xuất nông nghiệp:
Ứng dụng “Nhận diện sinh vật gây hại lúa” là phần mềm được Cục Bảo vệ thực vật, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh An Giang phối hợp với Tổng Công ty Giải pháp doanh nghiệp Viettel xây dựng và phát triển, đưa vào sử dụng tại tỉnh An Giang từ năm 2022. Với công nghệ AI, phần mềm cho phép nông dân nhận diện sinh vật gây hại qua ảnh chụp, cung cấp thông tin về đặc điểm sinh học và biện pháp phòng trừ. Ứng dụng còn tích hợp trợ lý ảo hoạt động 24/7.
Ứng dụng “Nhận diện sinh vật gây hại lúa” (Nguồn: https://baochinhphu.vn/)
Hệ thống giám sát côn trùng thông minh là sản phẩm của Công ty RYNAN Technologies Vietnam. Hệ thống này khai thác thuật toán AI để tự động nhận diện, thống kê số lượng, mật độ, các chủng loại côn trùng có lợi/có hại và trả kết quả dưới dạng biểu đồ trực quan; tự động đưa ra các cảnh báo và dự báo côn trùng thông qua phần mềm quản lý trung tâm SaaS. Hệ thống hoạt động bằng năng lượng mặt trời, đảm bảo an toàn về điện khi vận hành, đặc biệt khi có mưa và gió lớn, dễ dàng lắp đặt tại các vị trí xa, không gần nguồn điện lưới. Hệ thống cũng trang bị ắc quy lưu trữ, đảm bảo việc vận hành được liên tục. Sản phẩm đã đạt giải Nhất cuộc thi Thử thách đổi mới sáng tạo Qualcomm Việt Nam 2023.
Hệ thống giám sát sâu rầy thông minh (Nguồn: https://vista.gov.vn/)
Ứng dụng bác sĩ cây trồng (có thể tải từ CH Play hoặc App Store với tên AI Doctor) do Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển hội nhập Khoa học và Công nghệ Quốc tế chủ trì thực hiện, được Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Hưng Yên nghiệm thu vào tháng 6/2024. Ứng dụng tích hợp AI, Big data, công nghệ kết nối thời gian thực để phục vụ chăm sóc cây nhãn trên địa bàn tỉnh Hưng Yên theo hướng VietGAP. Ứng dụng có thể hỗ trợ người trồng nhãn nhận diện và quản lý 04 loại sâu bệnh hại nhãn phổ biến (bọ xít nâu, rệp sáp, thán thư và sương mai), đồng thời, kết nối với các bác sĩ-chuyên gia nông nghiệp và cộng đồng để chia sẻ kinh nghiệm, qua hộp thoại ảnh và hộp thoại dạng văn bản; bên cạnh đó, người dùng cũng có thể giới thiệu vườn nhãn/các sản phẩm từ nhãn của mình tới khách hàng trong nước và quốc tế.
Tính năng chẩn đoán sâu bệnh hại nhãn bằng hình ảnh AI (Nguồn: https://vjst.vn/)
Ứng dụng “2Nông” của Công ty Phân bón Dầu khí Cà Mau mới được tích hợp tính năng AI để phục vụ công tác chẩn đoán sâu bệnh từ tháng 12/2024. Tính năng mới của ứng dụng cho phép người sử dụng nhanh chóng nhận diện bệnh hại và dinh dưỡng qua một lần quét/chụp đơn giản. Hiện nay tính năng này có thể phát hiện 22 loại sâu bệnh hại trên 4 loại cây trồng (cà phê, tiêu, sầu riêng, lúa) và 8 triệu chứng thiếu dinh dưỡng trên tiêu và cà phê. Ứng dụng còn kết nối với các chuyên gia nông nghiệp để hỗ trợ trực tuyến cho người nông dân.
Ứng dụng 2Nông (Nguồn: https://baotainguyenmoitruong.vn/)
Là sản phẩm từ đề tài “Nghiên cứu ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong nhận diện và cảnh báo một số sâu bệnh hại lúa” do nhóm nghiên cứu tại Công ty TNHH Giải pháp phần mềm Tường Minh thực hiện, được Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bình Định nghiệm thu vào tháng 12/2024, Hệ thống T-Pest bao gồm: máy thu thập dữ liệu côn trùng tự động được trang bị camera độ phân giải cao, đèn UV và cảm biến môi trường. Dữ liệu hình ảnh được phân tích bằng mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) cải tiến YOLO v5-Ghost, giúp nhận diện sâu bệnh chính xác và nhanh chóng. Tất cả dữ liệu được tích hợp trên nền tảng web, cho phép giám sát tình hình dịch hại theo thời gian thực và hiển thị trực quan trên bản đồ. T-Pest nhận diện được 7 loại bệnh (bạc lá, đạo ôn, đốm nâu, vàng lá sinh lý, khô vằn, lép hạt, đốm sọc vi khuẩn) và 8 loại côn trùng (rầy lưng trắng, rầy nâu, sâu đục thân, sâu cuốn lá nhỏ, sâu năn (muỗi hành), rầy xanh đuôi đen, bọ xít đen, bọ xít mù xanh).
Hệ thống T-Pest (Nguồn: www.tmasolutions.vn)
Không chỉ phục vụ công tác giám sát côn trùng, chẩn đoán bệnh hại, AI còn được ứng dụng để tối ưu hóa việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, qua việc hỗ trợ tính toán lượng thuốc bảo vệ thực vật thích hợp theo từng loại cây, loại bệnh và mức độ nhiễm, giúp người dùng lựa chọn thời điểm và liều lượng thuốc phù hợp. Đại diện cho hướng nghiên cứu này là nhiệm vụ KH&CN vừa được Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM nghiệm thu vào tháng 3/2025, do TS. Hoàng Anh Tuấn cùng cộng sự (Trung tâm ươm tạo Doanh nghiệp Nông nghiệp Công nghệ cao) chủ trì thực hiện. Sản phẩm của nhóm: “Nghiên cứu xây dựng hệ thống thu thập, lưu trữ và ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong phân tích, dự báo, ra quyết định quản lý bệnh hại dưa lưới trong nhà màng” đã tạo ra hệ thống AI đạt độ chính xác trên 90% trong việc nhận diện bệnh hại trên dưa lưới, giúp cảnh báo sớm và đưa ra các biện pháp can thiệp kịp thời. Nhờ hệ thống này, lượng thuốc bảo vệ thực vật giảm 20%, nâng cao hiệu quả sản xuất và tăng lợi nhuận hơn 20% so với phương pháp truyền thống. Sản phẩm hỗ trợ ứng dụng web và di động, cho phép giám sát từ xa.
Hệ thống quản lý bệnh hại dưa lưới (Nguồn: https://dost.hochiminhcity.gov.vn/)
Các công nghệ AI đang từng bước thay đổi cách thức canh tác truyền thống, giúp người nông dân tiếp cận thông tin nhanh chóng và chính xác để có các quyết định kịp thời. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp, việc đầu tư và phát triển các ứng dụng AI trong nông nghiệp không chỉ là xu thế mà còn là giải pháp thiết thực nhằm đảm bảo an ninh lương thực, nâng cao giá trị nông sản và cải thiện đời sống người nông dân.
Kim Nhung
----------------------------------------
Tài liệu tham khảo chính:
[1] Báo Điện tử Chính phủ. Ra mắt phần mềm nhận diện sinh vật gây hại lúa. https://baochinhphu.vn/ra-mat-phan-mem-nhan-dien-sinh-vat-gay-hai-lua-102220111162828708.htm
[2] Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM. Trồng dưa lưới trong nhà màng theo hướng ứng dụng trí tuệ nhân tạo. https://dost.hochiminhcity.gov.vn/hoat-dong-so-khcn/trong-du-luoi-trong-nha-mang-theo-huong-ung-dung-tri-tue-nhan-tao/
[3] PV. Phân bón Cà Mau ra mắt AI tính năng chẩn đoán sâu bệnh trên ứng dụng 2Nông. https://baotainguyenmoitruong.vn/phan-bon-ca-mau-ra-mat-ai-tinh-nang-chan-doan-sau-benh-tren-ung-dung-2nong-384656.html
[4] T-Pest: Ứng dụng AI trong cảnh báo sớm dịch hại lúa. https://www.tmasolutions.vn/tin-tuc/T-Pest-Ung-Dung-AI-Trong-Canh-Bao-Som-Dich-Hai-Lua
[5] P.A.T. Hệ thống giám sát côn trùng thông minh. https://vista.gov.vn/vi/news/khoa-hoc-ky-thuat-va-cong-nghe/he-thong-giam-sat-con-trung-thong-minh-7339.html
[6] Ứng dụng Bác sỹ cây trồng phục vụ chăm sóc và quảng bá nhãn lồng Hưng Yên. https://vjst.vn/vn/tin-tuc/9318/ung-dung-bac-sy-cay-trong-phuc-vu-cham-soc-va-quang-ba-nhan-long--hung-yen.aspx