Thiết bị này sẽ giúp nền nông nghiệp của chúng ta không sụp đổ như trong phim Interstellar

Trong bộ phim Interstellar, chúng ta đã chứng kiến một kịch bản nền nông nghiệp sụp đổ vì biến đổi khí hậu. Kết quả là con người phải đi tìm một hành tinh mới để sinh sống. Làm thế nào để ngăn chặn hoặc ít nhất là làm chậm quá trình đó xảy ra?

Câu trả lời là chúng ta phải có một nền nông nghiệp hiện đại hơn, với những người nông dân có trình độ cao và cả những công nghệ cho phép ứng phó nhanh với biến đổi khí hậu.

Hướng tới mục tiêu này, GrainSense, một công ty công nghệ Phần Lan, đã giới thiệu một thiết bị phân tích thực phẩm đột phá. Nó gói gọn cả một phòng thí nghiệm sinh học và đặt lên trên tay người nông dân.

Cỗ máy được đặt trùng với tên công ty, GrainSense, có khả năng thực hiện các phép phân tích dinh dưỡng trong chớp mắt với tất cả các loại ngũ cốc như ngô, gạo, lúa mì, yến mạch, lúa mạch…

Bằng cách chiếu vào các mẫu hạt một phổ ánh sáng có tần số khác nhau trong vùng cận hồng ngoại, GrainSense cho phép xác định chính xác mức độ protein, độ ẩm, lượng dầu và carbohydrate có mặt trong mẫu thực phẩm.

Các nhà phát triển cho biết GrainSense sẽ tham gia xây dựng hệ thống IoT trong nông nghiệp và tiêu dùng nông sản. Cùng với nhiều công nghệ hiện đại như cảm biến trong đất và máy bay không người lái, người nông dân có thể đối phó nhanh hơn với tình hình biến đổi khí hậu đang đe dọa an ninh lương thực của con người trong tương lai.

Công nghệ sẽ giúp nền nông nghiệp của chúng ta không sụp đổ như trong phim Interstellar

Trên thực tế, kỹ thuật phân tích hàm lượng dinh dưỡng bằng ánh sáng cận hồng ngoại đã có mặt trong các phòng thí nghiệm sinh học từ vài thập kỷ. Nhưng đây là lần đầu tiên tất cả quy trình phức tạp được gói gọn trên một thiết bị cầm tay. Điều đó có nghĩa là việc kiểm tra dinh dưỡng trong ngũ cốc sẽ tinh gọn và dễ dàng hơn.

Edvard Krogius, đồng sáng lập GrainSense cho biết: "Bình thường, bạn phải gửi ít nhất nửa ký ngũ cốc tới phòng thí nghiệm. [Quá trình đánh giá dinh dưỡng] có thể mất vài ngày đến vài tuần mới có kết quả".

Ngược lại, GrainSense chỉ đòi hỏi từ 50 đến 100 hạt ngũ cốc cho mỗi lần kiểm tra. Và cỗ máy cầm tay này cho kết quả ngay trong vòng 5 giây. Tất cả các thông tin về mẫu phẩm, bao gồm cả vị trí lấy mẫu dựa trên GPS sẽ được chuyển tới điện thoại của bạn. Nó khiến cho việc lưu trữ và quản lý dữ liệu thuận tiện và dễ dàng hơn, đặc biệt là với người nông dân.

"Kết quả có ngay lập tức giúp người nông dân có thể bổ sung phân bón hoặc có hướng điều chỉnh độ ẩm cho cây trồng phát triển", Edvard Krogius cho biết thêm. Người nông dân có thể sử dụng ứng dụng điện thoại để đánh giá tác động của các điều kiện đang ảnh hưởng đến chất lượng cây trồng, ví dụ như thời tiết, chất lượng đất, nước và thậm chí là biến đổi khí hậu.

Nền nông nghiệp của chúng ta đã phát triển hàng ngàn năm dựa trên kinh nghiệm thực tiễn truyền từ đời này sang đời khác. Mặc dù vậy, biến đổi khí hậu đang khiến cho môi trường canh tác thay đổi đến chóng mặt, và các kinh nghiệm cũng cần phải được cập nhật một cách nhanh chóng hơn.

Chẳng hạn, một nghiên cứu của Đại học Harvard hồi tháng 8 lần đầu tiên cảnh báo lượng CO₂ trong khí quyển gia tăng đang khiến cho hàm lượng protein trong cây trồng sụt giảm. Điều này sẽ đặt 150 triệu người vào nguy cơ thiếu chất đạm vào năm 2050.

Nhiều nghiên cứu cũng đã chỉ ra biến đổi khí hậu đang khiến thực phẩm chúng ta ăn ngày càng có nhiều đường mà ít các chất dinh dưỡng hơn, bao gồm vitamin và các loại khoáng chất như sắt, kẽm.

GrainSense gói gọn cả một phòng thí nghiệm sinh học và đặt lên trên tay người nông dân.

Trong bối cảnh này, những thiết bị cầm tay phục vụ nông nghiệp như GrainSense sẽ trở thành trang bị tốt cho người nông dân. Nó sẽ tham gia vào một hệ sinh thái các thiết bị điện tử hỗ trợ nông nghiệp, cũng có thể được kết nối thành hệ thống IoT.

Chúng ta đã có các cảm biến đặt trong đất để thu thập thông tin về điều kiện trên đồng ruộng. Máy bay không người lái có thể kiểm soát sâu bệnh và chỉ ra những địa điểm cần tưới tiêu. Bây giờ, với GrainSense người nông dân có thể biết ngay chất lượng hạt của họ trước và sau khi thu hoạch.

"Một ước tính lập tức và chính xác về các thành phần có trong cây trồng là rất quan trọng”, nhà nghiên cứu Salah Elsayed đến từ Đại học Sadat, Ai Cập cho biết. Nó cho phép người nông dân quản lý sớm và làm giảm tác động của biến đổi khí hậu, ví dụ như thêm thời điểm bón phân hoặc điều chỉnh độ ẩm bằng cách tưới tiêu.

Tháng 11 này, Krogius và đội ngũ phát triển GrainSense sẽ giới thiệu thiết bị mới này tại hội chợ Công nghệ nông nghiệp tại Hanover, Đức. Trong tương lai, công nghệ này cũng có thể được dùng để đánh giá hàm lượng protein của bất kỳ vật liệu hữu cơ nào, bao gồm cả thịt.

Nhiều công ty khác ngoài GrainSense cũng đang phát triển các công cụ tương tự cho người tiêu dùng, với các bộ cảm biến có thể kết nối với điện thoại. Điều đó có nghĩa là bên cạnh việc kiểm soát chất lượng nông sản ở đầu chuỗi cung ứng là người nông dân, chính người tiêu dùng cũng có thể kiểm tra kỹ càng hơn chất lượng loại thực phẩm mình đã bỏ tiền ra mua.

Tham khảo Newscientist