Tương lai của nông nghiệp bên trong nhà kính lớn nhất nước Mỹ: Sử dụng robot, AI và dữ liệu để trồng 22.500 tấn cà chua mỗi năm

Một thị trấn nhỏ ở chân núi Appalachian là nơi có nông trại nhà kính lớn nhất nước Mỹ. Nhưng không chỉ có diện tích rộng lớn, trang trại này có hệ thống điều hành công nghệ cao, sử dụng robot, AI và dữ liệu để trồng 22.500 tấn cà chua mỗi năm.

Dân số đế giới sẽ chạm mốc 10 tỷ người vào năm 2050 và Liên Hợp Quốc dự đoán con người sẽ cần sản xuất thêm 70% lương thực nữa để cung cấp cho hàng tỷ người.

Jonathan Webb, người sáng lập và Giám đốc điều hành của AppHarvest, tin rằng nhà kính hỗ trợ AI sẽ là một giải pháp.

Anh nói: "Chúng ta phải tìm ra cách để trồng nhiều lương thực hơn với nguồn tài nguyên ít đi rất nhiều, giữa khủng hoảng khí hậu. Chúng tôi có thể làm điều đó bằng cách sử dụng công nghệ".

Kiểm soát môi trường

Được xây dựng năm 2020 trên diện tích đất hơn 200.000 m2, AppHarvest cho biết nhà kính hiện tại của họ cho sản lượng gấp 30 lần so với khu đất mở và sử dụng ít nước hơn 90%.

Josh Lessing, Giám đốc công nghệ của AppHarvest cho biết: "Nông trang này cho phép bạn kiểm soát ánh sáng, nhiệt độ và dinh dưỡng của cây trồng. Khi bạn có nhiều quyền kiểm soát đối với môi trường, bạn có thể làm được rất nhiều điều thú vị".

Đèn LED được sử dụng để bổ sung ánh sáng tự nhiên và cây được trồng mà không cần đất. Thay vào đó, chất trồng cây đặc biệt sẽ cho phép rễ cây hấp thụ nước và chất dinh dưỡng.

Nông trại này sử dụng 300 cảm biến và AI, thu thập dữ liệu từ hơn 700.000 cây trồng. Người trồng có thể theo dõi vi khí hậu từ xa để đảm bảo rằng cây nhận được lượng chất dinh dưỡng và nước hợp lý. Robot của AppHarvest sẽ đánh giá quả cà chua nào đủ chín để thu hoạch, sau đó chọn và cắt tỉa chúng bằng cánh tay robot của chúng.

"Xây dựng công nghệ dự báo, kiểm soát mùa màng và tạo ra nguồn cung lương thực ổn định tuyệt đối cho phép chúng ta trồng tại địa phương và kiểm soát thực phẩm của mình. Đó là một cơ hội từ robot và AI", ông Lessing nói.

Tác động của nông nghiệp

Theo WWF, sản xuất lương thực toàn cầu chiếm 1/3 lượng khí nhà kính, 80% nạn phá rừng, 70% mất đa dạng sinh học trên cạn và 70% lượng nước sạch. Tuy nhiên, một loạt các công ty đang đi tìm giải pháp.

Cũng như nhà kính công nghệ cao, các "trang trại thẳng đứng" đang ngày càng phổ biến. Ở đó, thực phẩm được trồng trong nhà, trên các luống xếp chồng lên nhau theo chiều thẳng đứng mà không dùng đến đất hay ánh sáng tự nhiên.

Tại Hàn Quốc, công ty NextOn điều hành một trang trại thẳng đứng trong một đường hầm bỏ hoang dưới chân núi. Công ty Mỹ AeroFarms thì có kế hoạch xây dựng trang trại thẳng đứng rộng hơn 8.000 m2 ở Abu Dhabi. Công ty Infarm có trụ sở tại Berlin thì đưa các trang trại thẳng đứng theo mô-đun trực tiếp đến các cửa hàng tạp hóa, trồng trọt sản phẩm tươi sống tại các cửa hàng ở Tokyo.

Giáo sư Hon-ming Lam là giảng viên về nông nghiệp bền vững và khí hậu thông minh, cây trồng và công nghệ sinh học nông nghiệp tại Đại học Hồng Kông của Trung Quốc. Ông tin rằng trồng cây nhà kính có thể giúp bảo đảm an ninh lương thực. Giáo sư cũng nói rằng việc xây dựng nhà kính ở những nơi không có đồng ruộng hoặc gần thành phố lớn, nơi sản phẩm được tiêu thụ, có thể cắt giảm chi phí và lượng khí thải carbon.

Tuy nhiên, giáo sư Lam nói rằng vẫn tồn tại những thách thức. Nhà kính có thể trồng thành công nho và rau xanh, nhưng việc trồng ngũ cốc và cây lương thực là không thực tế.

Ông cho biết thêm rằng các nhà kính lớn trước đây thường tốn nhiều chi phí để vận hành và cần nhiều điện. Công nghệ LED và cải tiến thiết kế cách nhiệt đã làm giảm mức tiêu thụ năng lượng.

AppHarvest hy vọng trong tương lai sẽ cải thiện hiệu quả, phát thải carbon ở mức tối thiểu và sử dụng nguồn năng lượng tái tạo.

Gần đây, cà chua của AppHarvest có thể tìm thấy tại các chuỗi cửa hàng tạp hóa và các nhà hàng trên khắp nước Mỹ. Cà chua của họ được bán với giá bằng giá thị trường.

Trong những năm tới, trang trại MoreHouse lên kế hoạch trồng những loại cây leo khác như dưa chuột hoặc tiêu. Một trang trại mới đang được xây dựng ở Kentucky để trồng rau xanh và rau mùi và các loại quả mọng khác.

Ông Lessing nói: "Nông nghiệp là một trong những tác nhân gây ô nhiễm nhất thế giới. Chúng tôi tạo ra một khuôn khổ mới để làm sao tái cấu trúc nguồn cung thực phẩm, giảm lượng khí thải carbon và tạo ra sự ổn định".