Cách mạng nông nghiệp lần thứ 4: Làm thế nào AI trong nông nghiệp sẽ định hình nguồn cung cấp thực phẩm toàn cầu

Nông nghiệp đã trải qua những biến đổi sâu sắc trong những thập kỷ gần đây – từ lao động thủ công tại các cánh đồng địa phương của các xã hội tiền công nghiệp đến ngày nay, công nghệ nông nghiệp thông minh sử dụng các giải pháp cảm biến tiên tiến, dữ liệu thông minh và thiết bị công nghệ cao để nuôi sống hàng tỷ người trên toàn thế giới.

Sự chuyển đổi từ các phương pháp truyền thống và kiến thức truyền miệng sang nông nghiệp số hóa tối ưu ở quy mô toàn cầu đang diễn ra – khoảng 68% của các trang trại trồng trọt lớn ở Hoa Kỳ đã sử dụng công nghệ nông nghiệp chính xác số hóa, chẳng hạn như máy theo dõi năng suất, bản đồ năng suất và bản đồ đất, để hỗ trợ quá trình ra quyết định và canh tác.

Tuy nhiên, khi công nghệ trở nên tích hợp vào các phương pháp nông nghiệp, quy mô của lực lượng lao động tiếp tục giảm. Ngày nay, ít hơn 10% của lực lượng lao động toàn cầu được tuyển dụng trong lĩnh vực này, giảm 90% ở các nước phát triển, nhưng chúng ta vẫn phụ thuộc vào nông dân để nuôi sống toàn thế giới.

Trong ý nghĩa này, cuộc cách mạng số hóa nông nghiệp không chỉ là về việc sử dụng các công cụ mới để làm việc thông minh hơn, mà là về việc biến đổi cách nông nghiệp sử dụng dữ liệu, AI, học máy và tự động hóa, cho phép ngành công nghiệp này phát triển mạnh mẽ ngay cả khi lực lượng lao động của nó thay đổi. Và với thực tế rằng hành tinh đang phải đối mặt với những gián đoạn chưa từng có từ thời tiết khó dự đoán, sự biến động của thị trường và những thách thức khác, cuộc cách mạng này không thể đến vào thời điểm tốt hơn.

Định nghĩa lại vai trò của nông dân

Giống như nhiều ngành công nghiệp khác trên toàn cầu, nông nghiệp đã và đang trải qua tác động của AI. Đối với nông dân, AI mang lại những lợi ích thực sự và có thể đo lường được bằng cách thay thế sự đồng đều bằng sự chính xác, cho phép quản lý ở cấp độ vi lô hoặc thậm chí từng cây trồng riêng lẻ, và cung cấp những thông tin dự đoán cho phép phản ứng chủ động với hạn hán, sâu bệnh và dịch bệnh.

Nói cách khác, AI cho phép nông dân thay thế việc đoán mò bằng quyết định dựa trên dữ liệu thông qua phân tích thời gian thực, đồng thời thúc đẩy hiệu quả về môi trường và kinh tế. Ngoài việc hỗ trợ nông nghiệp tái tạo thông qua tối ưu hóa nước, phân bón và bảo vệ cây trồng, nông nghiệp được AI hỗ trợ sẽ cho phép giảm chi phí đáng kể, trực tiếp chuyển thành tăng lợi nhuận và ROI cho nông dân.

Chẳng hạn, các cảm biến được nhúng trong đất trên các loại cây trồng khác nhau trên một trang trại có thể truyền dữ liệu trực tiếp trở lại hệ thống AI điều khiển, phân bổ nước và phân bón. Thay vì nông dân phải đoán về nhu cầu của từng loại cây trồng hoặc áp dụng phương pháp “một kích cỡ phù hợp với tất cả” cho các loại cây trồng khác nhau có nhu cầu canh tác khác nhau, AI có thể đánh giá nhu cầu của từng cây trồng theo thời gian thực và phân bổ nước, phân bón hoặc thuốc trừ sâu theo đó. Không chỉ là công việc ít tốn sức hơn cho chính nông dân, mà còn cho phép độ chính xác cao hơn trong việc duy trì cây trồng khỏe mạnh.

Bên cạnh phân tích, các hệ thống tự động hóa được AI hỗ trợ cũng có thể được sử dụng để xử lý các nhiệm vụ thường xuyên như chuẩn bị đất, gieo trồng, lập kế hoạch, theo dõi cây trồng, tưới tiêu, phát hiện sâu bệnh, phân bón và thậm chí thu hoạch, cho phép nông dân tập trung nhiều hơn vào việc ra quyết định chiến lược và đổi mới trong lĩnh vực.

Trong ý nghĩa này, AI không chỉ đóng vai trò như một bộ phận lao động phụ trợ, mà còn giúp nông nghiệp tiến hóa và thay đổi thành một nghề nghiệp công nghệ cao, nơi nông dân đóng vai trò “chuyên gia nông nghiệp số” hướng dẫn các hoạt động AI hỗ trợ phức tạp trên các hệ thống nông nghiệp cơ giới hóa và giám sát các hoạt động sản xuất bền vững và hiệu quả ở quy mô lớn.

Mở ra những chân trời mới: Dự kiến những điều bất ngờ

Cảm ơn sự đầu vào của dữ liệu thời gian thực và suy luận thuật toán, AI đang thách thức các chuẩn mực nông nghiệp lâu đời và mang lại cho nông dân những cấp độ mới về thông tin và khám phá những cơ hội cải thiện mới.

Chẳng hạn, hãy xem xét khả năng mô hình hóa tiên tiến của AI, có thể tiết lộ các mẫu phức tạp, không tuyến tính, như động lực học carbon trong đất hoặc cách thời gian tưới tiêu ảnh hưởng tinh tế đến hành vi của sâu bệnh, mà con người có thể bỏ lỡ, đặc biệt là trong thời gian thực. AI có thể sử dụng các mô hình tạo sinh để mô phỏng hàng triệu kịch bản “giả sử”, đề xuất các chiến lược luân canh cây trồng, nhịp điệu tưới tiêu hoặc chiến lược trồng xen mới mà trước đây chưa từng được xem xét. Điều này mở ra tiềm năng cho các phương pháp thực hành mới, tiết kiệm tài nguyên, như tối ưu hóa vi sinh vật để giảm sự phụ thuộc vào nitơ hoặc xác định và thậm chí đề xuất các giống cây trồng phù hợp hơn với khí hậu và nhu cầu thị trường đang thay đổi.

AI đã được sử dụng để tự động hiệu chỉnh tưới tiêu, phân bón và kiểm soát sâu bệnh ở cấp độ vi vùng; tạo ra các trang trại số hóa để mô phỏng và kiểm tra các kịch bản thời tiết hoặc sâu bệnh trong tương lai; tối ưu hóa bảo hiểm cây trồng dự đoán bằng cách dự đoán các rủi ro tiềm ẩn đối với một loại cây trồng nhất định; và tăng tốc quá trình nhân giống cây trồng dựa trên thông tin. Trong tương lai, AI có thể cho phép các mô hình nông nghiệp mới như “nông nghiệp đàn tập trung”, các trang trại vi đô thị khép kín không浪 phí và các mẫu canh tác hoàn toàn mới, bao gồm cả chu kỳ trồng trọt không đồng bộ.

Đóng khoảng cách năng suất cho an ninh lương thực toàn cầu

Không chỉ những người trồng trọt công nghiệp mới được hưởng lợi từ AI. Nó cũng mang lại hy vọng cho các trang trại nhỏ, đặc biệt là những trang trại ở các nước thu nhập thấp. Sự dân chủ hóa của các công cụ được AI hỗ trợ, như dự báo thời tiết siêu địa phương, đã cho thấy tác động đo lường được, cắt giảm nợ của người trồng trọt một nửa bằng cách cho phép họ chuẩn bị tốt hơn và thích nghi với các điều kiện thời tiết không ổn định.

Cải thiện năng suất chỉ là bước đầu tiên. AI cho phép nông dân tối ưu hóa nhiều mục tiêu đồng thời – lợi nhuận, tính bền vững, thích ứng với biến đổi khí hậu, giảm thiểu thiếu hụt lao động và hơn thế nữa. Hãy xem xét rằng GenAI có tiềm năng tạo ra $100 tỷ giá trị bằng cách cải thiện kinh tế trong trang trại, bao gồm tối ưu hóa chi phí lao động và đầu vào và cải thiện năng suất. Khả năng đảm bảo hiệu quả tối đa cho cả phân bổ lao động và tài nguyên trở nên quan trọng hơn nữa vào thời điểm sản xuất lương thực phụ thuộc vào tính bền vững và giảm lãng phí.

Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên Hợp Quốc ước tính rằng lên đến một phần ba sản lượng lương thực hàng năm toàn cầu, khoảng 1,3 tỷ tấn, bị mất mỗi năm từ trang trại đến bàn ăn. Xử lý những mất mát này ở gốc rễ là một chiến thắng đôi bên – nó là một cách rõ ràng để tạo ra các hệ thống lương thực công bằng hơn và nền kinh tế mạnh mẽ hơn cho người trồng trọt.

Nâng cao nông dân toàn cầu cho kỷ nguyên thông minh

Cuộc cách mạng nông nghiệp đang diễn ra đang biến đổi cơ bản cách chúng ta sản xuất lương thực để đáp ứng nhu cầu của một thế giới đang thay đổi nhanh chóng.

Khi AI trao quyền cho nông dân với những thông tin dựa trên dữ liệu, khả năng dự đoán và công cụ chính xác, nó cho phép họ giải quyết các thách thức của ngày hôm nay và dự đoán những thách thức có thể phát sinh vào ngày mai, từ sự không ổn định của khí hậu và thiếu hụt lao động đến các hạn chế về tài nguyên. Dù hỗ trợ nông dân nhỏ ở các quốc gia đang phát triển hay các nhà trồng trọt công nghiệp quy mô lớn, AI sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc đóng khoảng cách năng suất, giảm lãng phí và thúc đẩy tính bền vững.

Nó không chỉ là về việc xây dựng một hệ thống lương thực thông minh hơn, mà là một hệ thống lương thực bền vững, công bằng và có khả năng nuôi sống thế giới một cách bền vững trong nhiều thế hệ tới.