Liệu robot hái trái cây này có biến đổi nền nông nghiệp?

Robots có thể làm được nhiều điều. Chúng chế tạo ô tô trong các nhà máy. Chúng phân loại hàng hóa trong kho của Amazon. Những chú chó robot có thể giúp chúng ta an toàn hơn bằng cách tuần tra trên đường phố. Nhưng có một số điều mà robot vẫn chưa thể làm được - những thứ nghe có vẻ khá đơn giản. Giống như hái một quả táo trên cây.

Nhà nghiên cứu người máy Joe Davidson cho biết: "Đó là một điều đơn giản đối với con người. "Bạn và tôi, chúng ta có thể nhắm mắt, đưa tay vào cây. Chúng ta có thể cảm nhận xung quanh, chạm vào nó và biết đó là một quả táo. Kéo, vặn. Chúng tôi có thể làm tất cả những điều đó mà không cần nhìn".

Tạo ra một nông cụ robot có thể chỉ cần chọn một quả táo và thả vào thùng mà không làm hỏng nó là một nỗ lực hàng triệu USD trong nhiều thập kỷ chế tạo. Các đội trên khắp thế giới đã thử nhiều cách tiếp cận khác nhau. 

Một số đã phát triển hệ thống chân không để hút trái cây khỏi cây. Davidson và các đồng nghiệp của ông đã tìm kiếm nguồn cảm hứng từ bàn tay con người. Họ bắt đầu nỗ lực bằng cách quan sát những người hái trái cây chuyên nghiệp và hiện đang làm việc để tái tạo các động tác điêu luyện của họ bằng các ngón tay robot.

Công việc của họ có thể giúp chuyển đổi nền nông nghiệp, biến việc hái trái cây - một công việc khó khăn, tốn thời gian của con người - thành một công việc nhanh chóng và dễ dàng hơn đối với công nhân nông trại.

Những nỗ lực này đã đạt được động lực gần đây khi các nhà nghiên cứu chỉ ra điều kiện tồi tệ hơn đối với công nhân nông trại trong bối cảnh khủng hoảng khí hậu, bao gồm nắng nóng khắc nghiệt và khói lửa cháy rừng, đồng thời thiếu hụt nhân công sau đại dịch. Công nghệ có thể dẫn đến điều kiện làm việc tốt hơn và an toàn cho người lao động. Nhưng kết quả đó phụ thuộc vào cách robot được triển khai trên các cánh đồng, các tổ chức của công nhân nông trại cho biết.

Trong khi các công cụ robot cho nông nghiệp đã đạt được những bước tiến lớn trong những năm gần đây, thì những công cụ dựa trên AI đó chủ yếu được sử dụng để làm cỏ, theo dõi độ ẩm của đất và các điều kiện đồng ruộng khác hoặc để trồng đậu nành bằng máy kéo điều khiển từ xa. Davidson nói: "Nhưng khi thực sự làm những công việc thể chất như tỉa cây hay hái quả, đó vẫn là lĩnh vực của con người ngày nay".

Việc dạy cho robot thực hiện những nhiệm vụ này đòi hỏi các phiên bản hiện đại hóa của cả vườn cây ăn quả và quả táo.

Những vườn cây ăn quả truyền thống, với những cây có hình dạng bất thường và những tán cây khổng lồ, là một thách thức quá lớn đối với các thuật toán để phân tích cú pháp và xử lý. Những tia nắng thay đổi, sương mù và những đám mây thêm vào những thách thức đối với thị giác máy tính. Những cây cổ thụ cao, rối rắm là vấn đề ngay cả đối với những người hái quả là con người, những người cuối cùng dành nhiều thời gian để kéo và định vị thang mà không hái được quả.

Scott Jacky, chủ sở hữu của Red Roof Consulting, một nhóm giúp tối ưu hóa công nghệ trang trại, cho biết hiện nay, nhiều người trồng đã chuyển đổi sang các vườn cây ăn quả, nơi cây cối mọc thẳng đứng trên giàn, thân và cành của chúng ở góc vuông để tạo ra "bức tường hoa quả". Tán cây mỏng hơn cũng cho phép nhiều ánh sáng mặt trời chiếu vào, khuyến khích quả hình thành.

Kể từ những năm 1990, các nhà lai tạo đã nghiên cứu để phát triển các giống táo có khả năng chống cháy nắng cao hơn - tác dụng phụ của những tán cây thưa thớt hơn - và ít bị thâm khi bỏ vào thùng. Tất cả những thay đổi này đối với cây và bản thân quả táo khiến công việc của robot (và cả con người) trở nên dễ dàng hơn.

Trong những vườn cây ăn trái có giàn che, những người hái trái cây của con người có thể đi qua các hàng cây theo cặp trên giàn lăn chậm rãi. Một người cúi xuống để lấy quả treo thấp, người kia với lấy cành cao hơn. Các chuyên gia làm theo cách này mất khoảng hai giây để chọn một quả táo.

Robot trong phòng thí nghiệm của Davidson, thực chất là một cánh tay khổng lồ được gắn trên bệ lăn, mất khoảng 5 giây để thực hiện các động tác của nó. Khi bấm một phím, cánh tay robot với lấy quả - thực ra là một quả táo bằng nhựa được làm cho mục đích thử nghiệm - bằng lòng bàn tay ba ngón của nó. 

Các ngón tay của nó được bao phủ trong "da" silicone đệm, che giấu các động cơ riêng lẻ được nối dây với các gân điều khiển ngón tay của nó. Ba mươi cảm biến dưới mỗi đầu ngón tay theo dõi áp suất, tốc độ, góc và các khía cạnh khác mà nó cầm nắm để giúp robot hoàn thành nhiệm vụ của mình.

Một lần nhấn phím khác và các ngón tay siết chặt, sau đó vặn và quả táo - đã hái thành công - nằm trong lòng bàn tay của robot.

Robot hái quả đã hái thành công một quả táo khoảng một nửa trong số 500 lần nó đã thử cho đến nay. Tuy nhiên, cánh tay robot đã giải quyết một số vấn đề gây trở ngại cho tự động hóa. Ví dụ, nó có thể tránh làm hỏng cả trái và các chi của cây trong quá trình thu hoạch. Những cải tiến nhanh chóng trong lĩnh vực điện toán khiến Davidson và những người khác hy vọng robot sẽ hoạt động trong các trang trại trong vòng 5 đến 10 năm tới.

Chính phủ Hoa Kỳ đang kỳ vọng đáng kể vào công nghệ này. Riêng năm ngoái, các cơ quan tài trợ liên bang đã cấp 20 triệu USD để hỗ trợ viện AgAID, một nhóm mới hỗ trợ một số nhà nghiên cứu, bao gồm cả Davidson, trong nỗ lực phát triển các công cụ hỗ trợ trí tuệ nhân tạo cho nông nghiệp.

Những người ủng hộ tự động hóa thu hoạch nói rằng vẫn sẽ có việc làm cho con người, chẳng hạn như đào tạo và vận hành robot. Ananth Kalyanaraman, giáo sư tại Đại học bang Washington kiêm giám đốc viện AgAID cho biết: "Sẽ có rất nhiều nhiệm vụ mà các công cụ robot và thiết bị kỹ thuật số nhất thiết phải làm việc với con người. "Điều đó sẽ thực sự trao quyền cho con người bởi vì nó mang lại cho họ những bộ kỹ năng mới".

Hiện tại, vẫn chưa có báo cáo rõ ràng đối trong việc ứng dụng robot sẽ ảnh hưởng đến sinh kế của công nhân nông trại như thế nào. Reyna Lopez, giám đốc điều hành của PCUN, một tổ chức công nhân nông trại Latinx ở Oregon, cho biết: "Nếu chúng được sử dụng đúng cách, chúng thực sự có thể là một hệ thống hỗ trợ cho người lao động và cải thiện các tiêu chuẩn tại nơi làm việc".

Nhưng cho đến nay, Lopez và những người khác nói rằng họ không tham gia vào các cuộc trò chuyện về robot hái trái cây. Họ nói: "Trong lịch sử, công nhân nông trại không được coi là trung tâm của bất kỳ cuộc trò chuyện nào. Trong các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm cả nông nghiệp, làn sóng tự động hóa đã dẫn đến mất việc làm và giảm giá trị lao động của con người. Thông thường, sau những sự thay đổi như vậy, "điều xảy ra với những người lao động có mức lương thấp là mọi người mất việc làm", Lopez nói.

Ines Hanrahan, giám đốc điều hành của Ủy ban Nghiên cứu Cây ăn quả Washington, cho biết sự xuất hiện của các công nhân nông trại robot thậm chí có thể là cơ hội để con người tham gia vào các công việc khác - và ít vất vả hơn nhiều so với cắt tỉa hoặc thu hoạch. Cô nói: "Có rất nhiều người ở các cộng đồng nông thôn, ngay cả khi họ muốn, về thể chất không thể làm những công việc này".

"Khi bạn loại bỏ khía cạnh vật lý, những công việc này sẽ trở nên dễ tiếp cận hơn đối với những người lao động lớn tuổi hoặc những người kém khả năng vận động của thang và đồ đạc hơn. Nó cho phép nhiều người tham gia vào công việc này".

(Nguồn: The Guardian)