Theo một mô phỏng của Trung tâm Phân tích Hải quân Mỹ (CNA) thì nhân loại đang tiến tới một tương lai đen tối khi sự thiếu hụt lương thực sẽ kích hoạt các cuộc bạo động và chiến tranh. Sẽ có thời điểm một bộ phận nhân loại sẽ phải ăn gián thay cơm. Liệu chúng ta có thể sử dụng công nghệ để giải quyết bài toán này?

Theo một mô phỏng của Trung tâm Phân tích Hải quân Mỹ (CNA) thì nhân loại đang tiến tới một tương lai đen tối khi sự thiếu hụt lương thực sẽ kích hoạt các cuộc bạo động và chiến tranh. Sẽ có thời điểm một bộ phận nhân loại sẽ phải ăn gián thay cơm. Liệu chúng ta có thể sử dụng công nghệ để giải quyết bài toán này?

Cong nghe co the ngan chan duoc nan doi trong tuong lai? - Anh 1

Trang tin TechCrunch dẫn báo cáo của CNA cho biết cuộc khủng hoảng lương thực trong tương lai sẽ rất nghiêm trọng. Sản lượng lương thực sẽ không đáp ứng đủ nhu cầu tiêu thụ của con người. Liên Hiệp Quốc đã ước tính vào năm 2050 thế giới sẽ có thêm 2 đến 3 tỷ miệng ăn. Sự biến đổi về khí hậu cũng sẽ khiến cho mùa màng thất bát, sản lượng sụt giảm khoảng 2% mỗi thập kỷ. Trong khi đó, với tốc độ đô thị hóa nhanh chóng cũng như nhiều người ở vùng quê chuyển đến sống tại các thành phố sẽ dẫn tới sự thiếu hụt lực lượng lao động ở nông thôn. Triển vọng ngăn ngừa kịp thời cuộc khủng hoảng lương thực là rất ảm đạm.

Đây không phải là lần đầu tiên con người phải đối phó với nạn đói và tình trạng thiếu hụt lương thực. Loài người đã phải chiến đấu với tình trạng này nhiều lần trong suốt chiều dài lịch sử. Trong kỷ nguyên trước đây, những phát minh về phân bón và cơ giới hóa nông nghiệp đã giúp chúng ta tìm ra cách thức để mở rộng nguồn lực và sản xuất ra nhiều thực phẩm hơn đáp ứng nhu cầu cuộc sống.

Nhưng bây giờ tài nguyên đang trở nên khan hiếm. Con người cần những bước đột phá để nâng cao tính hiệu quả của các phương thức sản xuất hiện có.

Theo các nhà khoa học, lời giải cho bài toán thiếu hụt lương thực có thể được tìm thấy trong kỷ nguyên mới của công nghệ số. Công nghệ đã chứng minh được giá trị của mình trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Công nghệ có khả năng tạo ra sự thay đổi trong phương thức sản xuất nông nghiệp để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ lương thực khi dân số toàn cầu gia tăng, tránh cho một bộ phận nhân loại phải tìm đến các loài sâu bọ để ăn thay cơm.

Tạo ra phương thức canh tác chính xác

Nông nghiệp truyền thống thường dựa trên thành quả của các công việc riêng biệt như trồng và thu hoạch, với một lịch trình định trước. Với mô hình canh tác truyền thống, người nông dân hiếm khi kiểm soát được các thiệt hại của vụ mùa.

Tuy nhiên, những tiến bộ công nghệ gần đây đã cung cấp cho người nông dân một phương thức "canh tác chính xác". Họ có thể thu thập dữ liệu canh tác theo thời gian thực, có thể xác định chính xác những gì cần phải làm tại bất kỳ thời điểm nào để tạo ra năng suất cao nhất.

Cong nghe co the ngan chan duoc nan doi trong tuong lai? - Anh 2

Theo Paul Chang, một chuyên gia về chuỗi cung ứng toàn cầu của IBM thì: "Nông nghiệp Chính xác có thể thay đổi ngành công nghiệp thực phẩm, giúp nó trở nên hiệu quả hơn, ít tốn kém hơn và bền vững hơn. Bằng cách sử dụng nền tảng Internet Vạn vật (Internet of Things) để thu thập các dữ liệu cảm biến khác nhau và tích hợp vào các phân tích dự đoán, người nông dân có thể tối đa hóa năng suất, giảm thiểu thiệt hại và đảm bảo việc sản xuất bền vững".

Còn theo Kai Goerlich, Giám đốc Nghiên cứu Tương lai số của Công ty phần mềm SAP thì những tiến bộ trong công nghệ số có thể được áp dụng để tối ưu hóa việc trồng trọt, chăm bón, thu hoạch và vận chuyển thực phẩm.

Công ty SAP đã đưa ra giải pháp "Nông nghiệp số" giúp kết nối 3 bên giữa người nông dân, các nhà máy chế biến nông nghiệp và các nhà cung cấp. "Các dữ liệu quan trọng từ nhiều trang trại đang được thu thập và phân tích bởi một nền tảng điện toán đám mây duy nhất, giúp cho việc canh tác hiệu quả và bền vững hơn", ông Goerlich cho biết.

Ngày nay một số trang trại lớn ở Mỹ đã sử dụng cảm biến để giám sát từ xa, phát hiện độ ẩm của đất, sự tăng trưởng của cây trồng và tự động điều tiết lượng thức ăn chăn nuôi; cũng như điều khiển từ xa các thiết bị tưới tiêu; kết hợp dữ liệu hoạt động với thông tin của bên thứ ba. Sự kết hợp này sẽ cung cấp cho người nông dân một công cụ để cải thiện kế hoạch canh tác và ra quyết định đúng đắn.

Senet là một công ty cung cấp dịch vụ Low Power trên Mạng diện rộng (LPWAN). Các cảm biến của Senet hoạt động trên Low Power giúp người nông dân giảm chi phí triển khai thiết bị và có khả năng kết nối ở phạm vi rộng. Theo ông Will Yapp, Phó Chủ tịch Kinh doanh của Senet thì "các cảm biến LPWAN rất lý tưởng cho việc thu thập dữ liệu thổ nhưỡng, hỗ trợ các ứng dụng Internet Vạn vật để nâng cao chất lượng, số lượng, tính bền vững và tạo ra chi phí hiệu quả cho sản xuất nông nghiệp".

Các dữ liệu được tạo ra bởi cảm biến LPWAN có thể được sử dụng để cải thiện nông nghiệp chính xác, chẳng hạn như tưới nước cho khu vực mà độ ẩm của đất đã giảm, thay vì lãng phí nước cho những khu vực không cần thiết.

Ông Paul Chang của IBM nói rằng công nghệ mới có thể giúp mở khóa sức mạnh của nông nghiệp chính xác. Chẳng hạn như sự kết hợp của việc quay phim bằng thiết bị bay (drone) và phần mềm phân tích dữ liệu trên máy chủ đám mây có thể biểu thị được tình trạng mùa màng và hỗ trợ nông dân đưa ra các hành động nhằm cải thiện năng suất cây trồng.

Tận dụng dữ liệu dự báo thời tiết

Cong nghe co the ngan chan duoc nan doi trong tuong lai? - Anh 3

Tích hợp dự báo thời tiết vào trong quá trình canh tác là một phần thiết yếu của nông nghiệp chính xác. Theo chuyên gia nông nghiệp Carrie Gillespie thì 90% các thiệt hại mùa màng là do thời tiết. Đặc biệt, sự biến đổi khí hậu đang đang bắt đầu gây ảnh hưởng đến cây trồng và vật nuôi ở nhiều vùng khác nhau trên thế giới. "Bằng cách kết hợp mô hình dự báo thời tiết vào trồng trọt và thu hoạch, người nông dân có thể ra quyết định chính xác hơn", ông Gillespie cho biết. Công ty Dự báo Thời tiết của ông Gillespie cung cấp các bản dự báo cho người nông dân dựa trên các số liệu thời tiết vi mô được phân tích qua máy chủ đám mây.

Việc sử dụng đúng đắn dữ liệu thời tiết và đất đai sẽ giúp người làm nông xác định được khi nào và cần bao nhiêu lượng nước tưới tiêu, hoặc làm thế nào để tăng năng suất cây trồng trong khi giảm sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón.

Sử dụng các phân tích và công nghệ máy học (machine learning) có thể dự đoán được tình trạng bệnh tật và sâu hại của cây trồng, giúp người nông dân ngăn chặn mùa màng thất bát.

Những công nghệ trên đang được áp dụng tại trang trại Seven Springs ở Cadiz, tiểu bang Kentucky. Trang trại này sử dụng các hệ thống phần mềm trên máy chủ đám mây để cải thiện năng suất trồng ngô. Họ cũng sử dụng một phần mềm để điều chỉnh việc mua phân bón theo dự báo thời tiết. Ông Goerlich của công ty SAP nói rằng hiện nay ngày càng nhiều các viện nghiên cứu nông nghiệp triển khai các phần mềm ứng dụng hỗ trợ dự báo thời tiết.

Còn theo ông Chang của IBM thì "nghệ thuật làm nông" cần phải được bổ trợ bằng "khoa học làm nông", khi người nông dân sử dụng dữ liệu và các phân tích dự đoán để đưa ra các quyết định tốt nhất. Các công nghệ này bây giờ có thể dễ dàng đến tay người làm nông thông qua máy tính bảng, điện thoại di động… vì thế mọi người trên thế giới, kể cả những người ở các nước đang phát triển, cũng có thể tiếp cận với các công nghệ mới nhất.

Cải thiện việc phân phối sản phẩm và tối ưu hóa chuỗi cung ứng

Cong nghe co the ngan chan duoc nan doi trong tuong lai? - Anh 4

Lồng ghép dự báo thời tiết vào quy trình sản xuất nông nghiệp cũng giúp cải thiện các dịch vụ hậu cần xung quanh thu hoạch và vận chuyển. Phân tích thời tiết và thổ nhưỡng có thể dự báo và chỉ định chính xác khu vực cánh đồng nào ít chịu ảnh hưởng nhất bởi trọng lượng của các loại máy móc thu hoạch và cánh đồng nào người nông dân nên được triển khai đến. Nó cũng giúp dự đoán tuyến đường phân phối nào có thể bị ảnh hưởng bởi mưa gió và sự thay đổi thời tiết, đặc biệt đối với những quốc gia mà đường xá lầy lội, một cơn mưa lớn có thể làm xe tải mắc kẹt trong bùn.

"Trong quá trình phân phối có thể phải bỏ đi rất nhiều thịt gia cầm ôi thiu. Vì vậy điều quan trọng là phải giữ cho thực phẩm chăn nuôi ở nhiệt độ thích hợp khi vận chuyển, và không lưu giữ nó quá lâu", chuyên gia nông nghiệp Gillespie cho biết.

Việc thu hồi thực phẩm đã gây ra một sự lãng phí rất lớn. Theo một nghiên cứu gần đây, trong một vài trường hợp thì 50% lượng thực phẩm trả về không hề bị nhiễm bệnh. Thực phẩm bị trả về làm cho chi phí vận chuyển tăng lên, trong khi thực phẩm vẫn còn tốt lại trở thành chất thải. Lý do là vì cung lớn hơn cầu, và cũng không có sự kiểm soát trong từng công đoạn của chuỗi cung ứng.

Nhận thức được vấn đề này, công ty phần mềm FoodLogiQ đã đưa ra một giải pháp giúp kiểm soát quá trình cung ứng và phân phối thực phẩm. FoodLogiQ chụp và lưu trữ dữ liệu ở mỗi giai đoạn của hành trình phân phối. Giao diện phần mềm cho phép khách hàng quét sản phẩm và truy cập tức thời vào lịch sử chuỗi cung ứng của họ, thay vì làm việc trên các sổ sách thống kê bằng giấy như truyền thống.

Dean Wiltse, Giám đốc điều hành FoodLogiQ cho biết: "Việc giám sát từ đầu đến cuối quá trình cung ứng sẽ giúp khách hàng phát hiện thực phẩm bị hỏng từ lúc nào, ở đâu. Khách hàng có thể truy tìm lại theo từng bước để kiểm tra từ container vận chuyển, lô hàng hay trang trại".

Việc quản lý chuỗi cung ứng một cách liên tục sẽ giúp hạn chế vứt bỏ thực phẩm tốt, và cũng ngăn chặn sự chậm trễ có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

Tạo ra thực phẩm từ máy in 3D

Cong nghe co the ngan chan duoc nan doi trong tuong lai? - Anh 5

Trong tương lai, chúng ta có thể sản xuất ra thực phẩm từ những máy in 3D. Đây cũng là mục tiêu mà công ty khởi nghiệp BeeHex hướng tới. Jordan French, Giám đốc marketing của BeeHex cho biết: "Công nghệ in 3D tạo ra một cơ hội rất tốt để chúng ta loại bỏ sự thiếu hiệu quả trong quy trình vận chuyển và bảo quản thực phẩm, làm giảm đáng kể sự hư hỏng thực phẩm trong chuỗi cung ứng".

Trong khi in thực phẩm vẫn được coi là một công nghệ đắt đỏ, ông French nhấn mạnh rằng công nghệ này sẽ giúp tiết kiệm chi phí và sức lao động. Nó sẽ là cầu nối trực tiếp từ sản xuất đến tiêu thụ.

Từ trước đến nay, sau khi thu hoạch thực phẩm sẽ được chuyển đến các nhà kho, rồi chuyển đến các phân xưởng đóng gói và trải qua các kênh phân phối dài ngày trước khi đến đích cuối cùng là các cửa hàng tạp hóa. Quy trình này đòi hỏi rất nhiều chi phí và năng lượng để giữ cho sản phẩm tươi ngon.

Công nghệ in 3D sẽ cải tiến quy trình này. Thực phẩm, chẳng hạn như hoa quả, sẽ được chuyển thành dạng bột dinh dưỡng ngay sau khi thu hoạch, cho phép vận chuyển mà không sợ bị hư hỏng như hoa quả còn ngậm nước. Người tiêu dùng chỉ cần sử dụng máy in 3D để in lại hoa quả từ dạng bột.

Những thay đổi nói trên sẽ tạo ra một trật tự mới trong việc sản xuất, phân phối và tiêu thụ thực phẩm trong những thập kỷ tới. Hy vọng công nghệ mới sẽ giúp cho con người thoát khỏi tình trạng thiếu hụt lương thực như những gì đã xảy ra trong quá khứ.

Đăng Khoa