Internet vạn vật - trái tim của nông nghiệp hiện đại
Trong kỷ nguyên số, nông nghiệp toàn cầu đang bước vào giai đoạn chuyển mình mạnh mẽ từ sản xuất truyền thống sang số hóa, với dữ liệu và Internet vạn vật (IoT) trở thành nền tảng then chốt kết nối mọi khâu từ gieo hạt đến tiêu thụ.
Sự kết hợp giữa cảm biến thông minh, trí tuệ nhân tạo (AI), thiết bị bay không người lái (drone), robot và 5G không chỉ giúp tiết kiệm tới 30% lượng nước, giảm 25-30% chi phí đầu vào mà còn nâng năng suất thêm 15-20%. Theo dự báo, thị trường IoT nông nghiệp toàn cầu sẽ tăng trưởng từ 16,22 tỷ USD năm 2025 lên 54,38 tỷ USD vào năm 2030, phản ánh xu thế tất yếu của nền nông nghiệp hiện đại.
Công nghệ đang thay đổi diện mạo cánh đồng
Ứng dụng IoT trong nông nghiệp đã chuyển đổi mạnh mẽ cách con người sản xuất và quản lý tài nguyên. Các cảm biến đất và khí hậu có thể ghi nhận độ ẩm, nhiệt độ, độ pH và chất dinh dưỡng, sau đó truyền dữ liệu về hệ thống phân tích. AI và học máy giúp dự báo dịch bệnh, nhận diện tình trạng thiếu hụt dinh dưỡng và đưa ra khuyến nghị xử lý. Drone và vệ tinh cung cấp hình ảnh chính xác để phát hiện sâu bệnh sớm, còn robot tự động đảm nhận việc gieo trồng, làm cỏ và thu hoạch.
Ở Tân Cương (Trung Quốc), một “siêu cánh đồng bông” rộng 3.000 mẫu (tương đương 280 sân bóng đá) mà chỉ cần 2 người quản lý nhờ hệ thống IoT, drone và cảm biến thông minh. Năng suất liên tục đạt mức cao, trên 500kg/mẫu, đồng thời tiết kiệm được 48-55 USD chi phí nước và phân bón mỗi mẫu. Mô hình này hiện đã lan rộng tới 1.200 nông trại với diện tích hơn 700.000 mẫu bông, cải thiện đời sống hàng triệu nông dân. Tại huyện Moyu, các nhà kính thông minh còn cho phép nông dân kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm đất ngay trên điện thoại, mở ra cơ hội trồng thanh long và nhiều loại trái cây nhiệt đới ngay giữa vùng khô hạn.
Nghiên cứu mới từ Đại học Bang South Dakota (Mỹ) trình bày tại hội nghị Hiệp hội Kỹ sư Nông nghiệp và Sinh học Hoa Kỳ 2025 đã phát triển hệ thống giám sát mùa vụ tích hợp IoT, cảm biến sinh học và AI. Điểm đột phá là bảo mật dữ liệu nông nghiệp bằng công nghệ bảo mật hậu lượng tử trực tiếp trên thiết bị nhỏ, đảm bảo thông tin sản xuất an toàn ngay cả trước nguy cơ tấn công từ máy tính lượng tử trong tương lai.
Trong lĩnh vực nhà kính, nghiên cứu tại Trung Quốc đã triển khai hệ thống IoT kết hợp máy tính mini và camera, sử dụng mô hình thị giác máy tỉnh YOLOv8 giúp nhận diện và phát hiện đối tượng trong ảnh và video để phân loại cà chua theo 3 giai đoạn chín. Kết quả cho thấy khả năng nhận diện đạt độ chính xác 52,8% trong môi trường thực nghiệm, giúp dự báo thu hoạch, giảm thất thoát và tối ưu tưới tiêu.
Ngoài ra, nhiều công ty khởi nghiệp trên thế giới cũng đang tiên phong đưa công nghệ IoT đến tay nông dân. Công ty CropX (Israel) đã triển khai hệ thống cảm biến đất kết hợp AI để tối ưu tưới tiêu, giúp tiết kiệm khoảng 25% lượng nước trên hơn 1 triệu mẫu đất. Công ty Farmers Edge (Canada) ứng dụng dữ liệu vệ tinh cùng IoT nhằm hỗ trợ quản lý tới 20 triệu mẫu đất. Tại châu Âu, Công ty Sencrop (Pháp) cung cấp hơn 10.000 trạm thời tiết kết nối, giúp nông dân dự báo mùa vụ chính xác hơn. Ở châu Á, Công ty Stellapps (Ấn Độ) khai thác IoT để theo dõi sức khỏe đàn bò sữa và quản lý chất lượng sữa cho hơn 2 triệu hộ chăn nuôi.
Thị trường nông nghiệp số trong tương lai
Tổng Giám đốc Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc (FAO) Qu Dongyu từng nhấn mạnh: “Công nghệ số và dữ liệu là chìa khóa để nông nghiệp đáp ứng nhu cầu của 10 tỷ người vào năm 2050, đồng thời, giảm áp lực lên tài nguyên và môi trường”.
Thực tế cho thấy, sự chuyển đổi số trong nông nghiệp còn nhờ vào những mô hình kinh doanh mới. Một trong số đó là “Nông nghiệp như một dịch vụ” (FaaS). Với mô hình này, nông dân không cần đầu tư nhiều tiền để mua máy móc hay phần mềm quản lý, mà có thể thuê dịch vụ theo gói. Dịch vụ bao gồm quản lý trang trại, cho thuê máy móc, tư vấn kỹ thuật, thậm chí cả kết nối trực tiếp với thị trường tiêu thụ. Năm 2024, thị trường FaaS toàn cầu đạt 4,7 tỷ USD và dự báo tăng lên 11,78 tỷ USD vào năm 2030, với tốc độ tăng trưởng hơn 16% mỗi năm.
Để các mô hình này hoạt động hiệu quả, yếu tố quan trọng nhất chính là hạ tầng kết nối. Những công nghệ kết nối tầm xa, tiêu thụ ít điện như LPWAN (mạng diện rộng năng lượng thấp) có ưu thế về chi phí và tuổi thọ pin (tới 10 năm) phù hợp cho các cảm biến theo dõi đất, độ ẩm, thời tiết. Tuy nhiên, loại mạng này chỉ truyền được dữ liệu đơn giản. Trong khi đó, 5G với tốc độ cực nhanh và độ trễ thấp lại thích hợp cho các ứng dụng phức tạp như truyền video từ drone, điều khiển robot thu hoạch. Do mỗi loại có ưu điểm riêng, giải pháp kết hợp cả hai đang được coi là hướng đi bền vững: vừa tiết kiệm chi phí, vừa đảm bảo độ tin cậy, thậm chí còn có thể kết nối với vệ tinh để phủ sóng toàn cầu.
Bên cạnh đó, một xu hướng mới đang nổi lên là AI đa nhiệm (những hệ thống có khả năng phân tích cùng lúc nhiều loại dữ liệu, từ hình ảnh cây trồng, số liệu cảm biến cho tới văn bản hướng dẫn). Điển hình là khung giải pháp Farm-LightSeek, ra mắt năm 2025, cho phép nén các mô hình AI phức tạp thành phiên bản gọn nhẹ để chạy trực tiếp trên thiết bị nhỏ ngay tại nông trại. Nhờ vậy, nông dân có thể nhận được cảnh báo tức thì về sâu bệnh hay khuyến nghị tưới tiêu mà không phải phụ thuộc hoàn toàn vào các máy chủ đám mây tốn kém. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống này đạt độ chính xác gần 86% trong việc nhận diện bệnh cây, chỉ thấp hơn vài điểm so với những mô hình AI khổng lồ có hàng tỷ tham số.
Việc ứng dụng dữ liệu và IoT đang góp phần định hình một nền nông nghiệp bền vững, thân thiện hơn với môi trường. Đây được xem là chìa khóa để nông nghiệp toàn cầu đáp ứng nhu cầu lương thực trong tương lai, đồng thời, nâng cao chất lượng đời sống của hàng triệu nông dân.
“IoT đang trở thành trái tim của nông nghiệp hiện đại, giúp tiết kiệm 30% nước, giảm 25-30% chi phí và tăng năng suất tới 20%” - theo Báo cáo IoT trong Nông nghiệp (DataM Intelligence 2025)
