Ứng dụng công nghệ để cứu các loài thụ phấn

19/02/2023

Các startup công nghệ nông nghiệp đang tìm kiếm những phương án khả thi để hỗ trợ các loài ong, ruồi giả ong mứt dễ dàng tìm mật hoa, phấn hoa và tránh xa những khu vực lạm dụng thuốc trừ sâu.

“Tổ ong này bị bệnh”, “tổ ong này không có ong chúa”, đó là một số trong hàng trăm thông báo mà người chủ trang trại ở Cork, Ireland nhận được mỗi ngày về đàn ong của mình.

Không cần phải kiểm tra từng tổ ong, người nông dân cũng có thể dễ dàng nắm được tình hình để giải quyết kịp thời. Công nghệ cảm biến trên do ApisProtect – một startup công nghệ nông nghiệp của Ireland – phát triển với mong muốn cảnh báo kịp thời cho những người nuôi ong khi tổ ong của họ gặp vấn đề.

“Có hai tổ ong cạnh nhau, một tổ vẫn ổn, còn tổ kia gặp phải vấn đề nghiêm trọng”, TS. Fiona Edwards Murphy, nhà sáng lập kiêm Giám đốc điều hành của công ty, đưa ra ví dụ. Tất nhiên việc nhận ra vấn đề không khó đối với người nông dân – những người giàu kinh nghiệm, “nhưng nếu bạn phải kiểm soát hàng ngàn tổ ong, nếu cứ kiểm tra từng tổ một cách thủ công thì rất khó để phát hiện ra tất cả vấn đề.”

Simon Lynch, một người nuôi ong, đang sử dụng thiết bị cảm biến thông minh do ApisProtect phát triển trong tổ ong của mình. Ảnh: CNN

Quá trình kiểm tra từng tổ ong theo cách thủ công không chỉ tốn kém mà còn mất thời gian. Thêm vào đó, nghiên cứu của ApisProtect cho thấy rằng 80% công việc kiểm tra tổ ong thủ công làm gián đoạn sinh hoạt của đàn ong và có nguy cơ làm mất ong chúa.

Cảm biến nhỏ sử dụng công nghệ Internet vạn vật (IoT) của ApisProtect được đặt dưới mái của tổ ong, giúp đo đạc một số chỉ số bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, carbon dioxide, âm thanh và chuyển động. Dữ liệu từ cảm biến được gửi đến trụ sở chính của ApisProtect, tại đây lượng dữ liệu thô khổng lồ được xử lý, phân tích bằng công nghệ học máy để cho ra các thông tin hữu ích, và sau đó gửi lại cho người nuôi ong. Quá trình xử lý giúp đơn giản hoá dữ liệu thành các cảnh báo ngắn gọn, thay vì các biểu đồ dữ liệu dài, người nuôi ong chỉ cần áp dụng các kỹ năng và kiến thức nuôi ong mà họ đã có theo cách hiệu quả, thay vì phải tốn thêm thời gian xử lý lượng thông tin chi tiết.

“Thiết bị của chúng tôi giúp những người nuôi ong bảo vệ được nhiều tổ ong hơn trước – trong khi số lượng nhân công, thức ăn và phương pháp điều trị không thay đổi”, Murphy chia sẻ. Nhờ đó, “sản lượng mật ong sẽ tăng lên”.

Tham vọng của ApisProtect không dừng lại ở đây. Đúng như tên gọi của mình – “Apis” trong tiếng Latin có nghĩa là “ong” – công ty mong muốn có thể bảo vệ được những đàn ong trên toàn thế giới. Vì lẽ đó, họ đã hợp tác với Inmarsat, nhà cung cấp công nghệ liên lạc vệ tinh toàn cầu. Sự hợp tác này nhằm mục đích phát triển một giải pháp IoT có thể mở rộng kết nối đến những người nuôi ong ở khắp mọi nơi, giúp ngăn chặn sự suy giảm đáng kể của quần thể ong và tăng sản lượng cây trồng trên toàn thế giới.

Chú ong robot mang tên RoboBee do các nhà khoa học tại ĐH Havard phát triển để thụ phấn cho cây trồng. Ảnh: National Science Foundation

Edwards Murphy cho biết các tổ ong thương mại thường nằm “chơi vơi”. “Chúng ở trên núi, chúng ở giữa cánh đồng với cây trồng mà chúng đang thụ phấn – chúng không nằm ở những khu vực mà bạn có thể dễ dàng tiếp cận”, bà giải thích. Inmarsat đang cung cấp cho ApisProtect “một trạm có thể đáp xuống bất cứ đâu trên Trái đất, nó vận hành bằng năng lượng mặt trời nên có thể hoạt động bình thường ở giữa cánh đồng mà không cần phích cắm điện”.

Cụ thể, cảm biến sẽ được kết nối với LoRaWAN (một giao thức IoT công suất thấp bao gồm công nghệ vô tuyến LoRa, cho phép triển khai mạng mở, đáng tin cậy và tiết kiệm) và BGAN (liên kết dữ liệu toàn cầu có sẵn nhanh nhất thông qua thiết bị đầu cuối di động. Bất kỳ ai cũng có thể dễ dàng thiết lập liên kết này, vì vậy không cần có sự tham gia của chuyên gia kỹ thuật khi thiết lập và sử dụng BGAN) của Inmarsat. Tương tự như cách vận hành trước đó, dữ liệu thu thập được sẽ được đưa vào một thuật toán máy học để phát hiện sớm và giảm thiểu các vấn đề về sức khỏe của ong. Hai công ty hiện đang kiểm tra mức độ hiệu quả của hệ thống thu thập và phân tích dữ liệu trên các vùng khí hậu và loài ong khác nhau.

“Dù vị trí tổ ong ở xa đến đâu, chúng tôi cũng đều có thể cung cấp dịch vụ cho những người nuôi ong”, Murphy tự tin khẳng định. Ngoài ra, các dịch vụ của Inmarsat có nhiều điểm mạnh, chẳng hạn nếu người nông dân cần di chuyển tổ ong sang vị trí khác vì mục đích thụ phấn, “chúng tôi vẫn có thể tiếp tục cung cấp dữ liệu về tổ ong mà không bị gián đoạn quá lâu.”

Khủng hoảng ong toàn cầu

Rất nhiều người nghĩ những người nuôi ong chỉ đơn thuần là những người sản xuất mật ong, nhưng thực chất họ là một phần của một ngành thương mại đang phát triển, bởi họ cho những người nông dân thuê tổ ong của mình để thụ phấn cho cây trồng.

Ngành công nghiệp ong cung cấp dịch vụ thụ phấn trị giá hàng chục tỷ USD và là chìa khóa để sản xuất nhiều loại cây trồng, bao gồm hạnh nhân, bông cải xanh và táo. Chẳng hạn, California sản xuất 80% hạnh nhân trên thế giới, nhưng để làm được điều đó, các nhà sản xuất cần chuyển phấn hoa giữa các cây. Mỗi năm, hơn 2 triệu tổ ong đảm nhận công việc này.

Biến đổi khí hậu, thâm canh nông nghiệp và tình trạng lạm dụng thuốc trừ sâu và thuốc diệt nấm trong canh tác đang tàn phá loài ong trên khắp thế giới. Theo nghiên cứu từ Đại học Maryland, vào năm 2019 những người nuôi ong thương mại ở Hoa Kỳ đã mất 44% số đàn ong mà họ quản lý.

Trước tình thế đó, không chỉ ApisProtect, mà còn rất nhiều các công ty khởi nghiệp công nghệ đang phát triển những thiết bị thông minh giúp người nuôi ong truy cập thông tin chi tiết về tình trạng tổ ong của họ, nhằm giảm tổn thất và cải thiện sức khỏe của ong.

Công ty Pollenity của Bungari đã hợp tác với sáu trường đại học trên khắp châu Âu để cung cấp các cảm biến Beebot đồng thời nghiên cứu phát triển một loại côn trùng robot đặc biệt có thể biểu diễn “điệu nhảy lắc lư” của một con ong để dẫn đàn ong đến những bông hoa và tránh xa nguy hiểm. “Chú ong robot sẽ hướng dẫn cho những con khác biết phải đi đâu để tìm mật hoa và phấn hoa”, Giám đốc điều hành Sergey Petrov mô tả. “Chúng không chỉ giúp đàn ong dễ dàng tìm đường đến một số cánh đồng nhất định để thụ phấn mà còn điều hướng đàn ong ra khỏi những khu vực nguy hiểm, chẳng hạn như nơi sử dụng thuốc trừ sâu.” Petrov cho biết công ty còn có kế hoạch xây dựng công nghệ để phát hiện xem một con ong có bị nhiễm độc do tiếp xúc với thuốc trừ sâu hay không. “Cái hay của hệ thống này là có thể khai thác các phương thức giao tiếp phức tạp của loài ong để tác động đến chúng”, ông tiết lộ.

Tại Anh, công ty khởi nghiệp Olombria, do nhà thiết kế Tashia Tucker thành lập, đang “giúp đỡ” những con ruồi giả ong mứt thụ phấn hiệu quả hơn. Ruồi giả ong mứt tham gia rất nhiều vào quá trình thụ phấn, mặc dù thực tế là chúng dễ bị phân tâm và thường đi lang thang trước khi thụ phấn. Hệ thống thụ phấn AI của Olombria bao gồm các cảm biến, máy ảnh và thiết bị phát tín hiệu hóa học được đặt ở những vị trí chiến lược trên cánh đồng để điều khiển ruồi bay đến những cây đang nở hoa.

Các nhà khoa học tại Đại học Harvard thậm chí đang phát triển một RoboBee tự thụ phấn cho cây trồng trong trường hợp thảm họa thuốc trừ sâu xảy ra khiến ong chết. Họ có đang lo xa quá không? Câu trả lời là không, khi mới đây Ủy ban châu Âu tuyên bố sẽ ngăn chặn “sự suy giảm đáng báo động” của các loài côn trùng thụ phấn hoang dã trên khắp EU, bởi 1/3 số ong và bướm đã biến mất trong thời gian gần đây. Một nghiên cứu cho thấy việc các loài thụ phấn đang suy giảm có liên quan đến hơn 400.000 ca tử vong trên toàn cầu mỗi năm do nguồn cung cấp thực phẩm giảm.

Tất nhiên, nếu ong mật biến mất vĩnh viễn, con người có lẽ sẽ không bị tuyệt chủng, nhưng chế độ ăn uống của chúng ta vẫn sẽ bị ảnh hưởng rất nhiều. Ủy ban Hạnh nhân California đã vận động chiến dịch cứu lấy loài ong trong nhiều năm, họ khẳng định “nếu không có ong và đồng loại của chúng, hạt hạnh nhân sẽ ‘không tồn tại’. Mặt khác, chúng ta vẫn có hạt cà phê nếu không có ong, nhưng chúng sẽ trở nên hiếm và đắt đỏ. Hoa cà phê chỉ mở để thụ phấn trong ba hoặc bốn ngày. Nếu không có côn trùng nào xuất hiện trong khoảng thời gian ngắn đó, thì cây sẽ không được thụ phấn.

Nghiên cứu của Trường Y tế Harvard TH Chan cho biết hầu hết các loại cây trồng đều không được thụ phấn đầy đủ vì tình trạng khan hiếm và thiếu mức độ đa dạng côn trùng thụ phấn. “Ngoài ra, chúng tôi đã tính toán rằng các quốc gia có thu nhập thấp đã mất đi sản lượng cây trồng đáng kể do thiếu hụt các loài thụ phấn. Những kết quả này nhấn mạnh nhu cầu cấp thiết phải thúc đẩy các hoạt động hỗ trợ những loài thụ phấn vì cả sức khỏe con người và sinh kế nông nghiệp”, các nhà khoa học cho biết.

Nguồn:

Hà Trang tổng hợp/Báo Khoa học Phát triển