Các công ty thủy sản trên thế giới đều đang hướng đến việc xây dựng một mô hình nuôi trồng thông minh với sự trợ giúp của những công nghệ tân tiến để giúp gia tăng sản lượng và chất lượng vật nuôi.
Ngành nông nghiệp nói chung và thủy sản nói riêng đã thay đổi hoàn toàn trong hàng chục năm qua. Sự tiến bộ của máy móc, công cụ và cách thức nuôi trồng đã giúp cho việc canh tác hiệu quả hơn. Con giống, thức ăn, chế phẩm sinh học liên tục được cải tiến, giúp các đơn vị nuôi trồng có thể gia tăng sản lượng. Trong những năm trở lại đây, ngành thủy sản – vốn được cho là một ngành truyền thống với sự hạn chế ứng dụng công nghệ, đang bắt đầu bước vào một cuộc cách mạng mới, với trung tâm của sự thay đổi là dữ liệu và kết nối. Những công nghệ như robotic, cảm biến, trí tuệ nhân tạo, AR/VR… có thể thúc đẩy gia tăng sản lượng nuôi trồng và giúp xây dựng một mô hình phát triển bền vững.
Theo nghiên cứu của FPT Digital, 10/10 công ty thủy sản hàng đầu trên thế giới đã và đang ứng dụng IoT và AI trong nuôi trồng và sản xuất. Để thành công trong việc triển khai các công nghệ này vào nuôi trồng, các công ty này đã bắt đầu bằng việc nghiên cứu ứng dụng các thiết bị có khả năng hoạt động và truyền tải dữ liệu qua các giao thức kết nối trong môi trường nước.
Ứng dụng phổ biến của công nghệ trong nuôi trồng thủy sản thế hệ mới
Để có thể triển khai thành công mô hình nuôi trồng thông minh dựa trên các công nghệ tân tiến: Thứ nhất, các đơn vị nuôi trồng cần xác định các cấu phần vận hành của hệ thống nuôi trồng. Thứ hai, cần xây dựng cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin đảm bảo cho sự kết nối và vận hành của các thiết bị trong môi trường nước. Bài viết này sẽ đề cập đến cách thức tiếp cận mô hình nuôi trồng thông minh của các công ty thủy sản đã thực hiện triển khai, nhằm cung cấp một cái nhìn tổng quan để các doanh nghiệp có thể tham khảo, trước khi bắt tay vào xây dựng mô hình nuôi trồng thế hệ mới.
Xem thêm: Ứng dụng chuyển đổi số trong ngành nông nghiệp
1. Các thành phần của mô hình nuôi trồng thủy sản 4.0
Để vận hành mô hình nuôi trồng thủy sản 4.0, cần có các thành phần sau:
Hình 1. Các thành phần của mô hình nuôi trồng thủy sản 4.0
- Thiết bị cảm biến: được sử dụng để đo tình trạng môi trường nước trong ao nuôi. Thiết bị này có thể được thả cố định dưới nước tại từng ao nuôi tại các độ sâu khác nhau, kết nối trực tiếp với trung tâm truyền tải dữ liệu. Sử dụng cảm biến cố định tại từng ao nuôi giúp dữ liệu được truyền tải theo thời gian thực. Một số thiết bị cảm biến hiện nay có thời gian hoạt động kéo dài tới 1 năm và dưới độ sâu lên đến 100m.
Một dạng thiết bị cảm biến đơn giản hơn là cảm biến di động – trong đó công nhân sẽ định kỳ đo tình trạng nước bằng cách thả thiết bị xuống ao – thông số sau đó được hiển thị trên bộ điều khiển hoặc thông qua kết nối Bluetooth trên điện thoại/tablet, từ đó công nhân sẽ thực hiện gửi dữ liệu về trung tâm. Tuy nhiên dạng thiết bị này sẽ có độ trễ nhất định trong thông tin, và vẫn phụ thuộc vào hoạt động của con người. - Trung tâm truyền tải dữ liệu: hay còn gọi là các Hub truyền tải dữ liệu – kết nối trực tiếp với các thiết bị cảm biến không dây/có dây tại các độ sâu trong ao nuôi, giúp truyền tải dữ liệu về trung tâm xử lý trên đám mây thông qua kết nối internet theo thời gian thực.
- Thiết bị di động: bao gồm điện thoại thông minh hoặc tablet. Các công nhân hoặc người phụ trách quản lý ao nuôi sẽ nhận được dữ liệu đo lường từ cảm biến theo thời gian thực, từ đó nắm bắt thông tin của từng ao nuôi một cách kịp thời.
- Trung tâm điều hành: Cho phép người vận hành giám sát tình trạng của toàn bộ vùng nuôi. Trung tâm này có thể được đặt trên nhà nổi mặt nước ngay tại vùng nuôi (với nuôi trồng ngoài khơi) hoặc tại các tòa nhà văn phòng. Hiện nay nhiều đơn vị đã cung cấp các giải pháp điều hành tích hợp phân tích dữ liệu nâng cao và trí tuệ nhân tạo, cho phép cảnh báo/báo động trong các trường hợp bất thường hoặc để tối ưu và điều khiển các loại máy móc từ xa (VD như máy cho ăn).
- Robot/Drone: là các thiết bị tự hành dưới nước – AUV (Autonomous Driving Vehicle) có tích hợp camera, được điều khiển bởi con người trên mặt nước, giúp quan sát sự phát triển của vật nuôi, đồng thời giám sát tình trạng lồng nuôi – trong trường hợp lồng bị hở/rò rỉ…
2. Kết nối mạng và năng lượng
Để triển khai thành công mô hình nuôi trồng thủy sản thông minh, cần chú trọng đến việc xây dựng mạng lưới kết nối trong môi trường nước cũng như đảm bảo các thiết bị có đủ năng lượng để vận hành. Mô hình được mô tả dưới đây được áp dụng cho nuôi trồng ngoài khơi, mô hình nuôi trồng trên bờ cũng hoạt động theo nguyên lý tương tự – nhưng vận hành dễ dàng hơn do không bị hạn chế về sử dụng dây dẫn.
Hình 2. Kết nối mạng và truyền tải năng lượng tới các thiết bị
Kết nối dưới nước thường hoạt động dưới dạng tĩnh – trong đó các thiết bị cảm biến được gắn cố định với lồng nuôi. Các thiết bị cảm biến cũng có thể được gắn với tàu thuyền hoặc phao nổi nhưng bị hạn chế nhiều về kết nối, có thể cho kết quả với độ chính xác thấp hơn – thường chỉ dùng trong trường hợp tạm thời do sự chuyển động có thể ảnh hưởng tới kết nối mạng. Các thiết bị cảm biến tĩnh thường cho kết quả chính xác cao hơn so với các cảm biến di động.
Để đảm bảo nguồn năng lượng hoạt động, các trạm thông tin (đặt trên phao nổi hoặc tàu bè) cũng như các thiết bị cảm biến được tích hợp các tấm năng lượng mặt trời. Các phao nổi cũng đồng thời hoạt động như một trung tâm truyền tải dữ liệu, giúp truyền dữ liệu trực tiếp hoặc thông qua kết nối vệ tinh tới bộ nhận tín hiệu trên bờ.
Hình 3. Lắp đặt các tấm năng lượng mặt trời cho các thiết bị ngoài khơi
3. Không chỉ là đơn vị nuôi trồng thủy sản
Hình 4. Các đơn vị cung cấp sản phẩm/dịch vụ mô hình nuôi trồng thủy sản thông minh(1)
Hiện nay, các đơn vị cung cấp dịch vụ và thiết bị phục vụ triển khai mô hình nuôi trồng thủy sản thông minh không chỉ bao gồm những đơn vị thuần túy hoạt động dựa trên công nghệ mà còn là những doanh nghiệp xuất phát từ hoạt động cốt lõi là nuôi trồng thủy sản.
Trong đó có thể kể đến Cermaq (Na Uy) – Một trong những công ty con của Tập đoàn Mitsubishi, không chỉ thành công với vai trò một trong những công ty nuôi trồng thủy sản hàng đầu thế giới, mà còn thành công với vai trò nhà ứng dụng công nghệ xuất sắc trong nuôi trồng thủy sản với dự án iFarm. Bằng cách ứng dụng trí tuệ nhân tạo, máy học và các thiết bị lồng nuôi được thiết kế riêng cho nuôi cá hồi, Cermaq có thể nhận diện từng con cá trong lồng, phân loại cá theo kích cỡ và theo dõi được sức khỏe của từng cá thể. Cermaq, kết hợp với Biosort và ScaleAQ – 2 đơn vị triển khai giải pháp cho chính Cermaq, hướng đến việc cung cấp các sản phẩm và dịch vụ nuôi trồng thông cho các công ty nuôi trồng thủy sản khác, góp phần tạo nên một nguồn doanh thu mới từ công nghệ.
Điều đó cho thấy mô hình nuôi trồng thủy sản 4.0, không chỉ giúp cho doanh nghiệp cải thiện đáng kể về năng suất và chất lượng nuôi trồng, mà còn góp phần mở ra một hướng đi mới về mô hình kinh doanh vượt trội và đầy tiềm năng.
Nguồn tham khảo
(1) AquaCloud. 2020 NCE Seafood Innovation
