Giảng viên sáng chế máy nông nghiệp thay drone

PGS.TS Vũ Ngọc Ánh (bên trái) tại Cuộc thi Khởi nghiệp đổi mới sáng tạo trong lĩnh vực nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao. Ảnh: TG

Nhiều tính năng vượt trội

Theo nhóm nghiên cứu của PGS.TS Vũ Ngọc Ánh, Việt Nam là quốc gia trong top 3 thế giới về xuất khẩu lúa gạo, chiếm trên 15% thị phần toàn cầu. Với ngành tôm, Việt Nam thuộc nhóm dẫn đầu về xuất khẩu và chiếm trên 14% thị phần. Tuy nhiên, việc chăm sóc lúa bao gồm gieo hạt, bón phân, phun thuốc trừ sâu đa số hiện nay thực hiện theo phương pháp thủ công, chi phí cao, năng suất thấp. Còn việc chăm sóc tôm như phun vi sinh, cho ăn, kiểm tra chất lượng nước… cũng chủ yếu làm thủ công, tốn nhiều công sức và thời gian.

Theo PGS.TS Vũ Ngọc Ánh, gần 10 năm trước, ông và các cộng sự đã sáng chế các thiết bị bay không người lái (drone) dùng trong nông nghiệp để phun thuốc, chăm sóc cây. Tuy nhiên, các loại máy thông thường có chi phí năng lượng cao khi mang tải lớn, lượng gió thổi xuống mạnh khiến cây lúa đổ rạp.

Ngoài ra, với những cánh đồng lớn hoặc ao tôm nuôi theo hình thức quảng canh, việc sử dụng drone để bón phân, chăm sóc sẽ tốn nhiều chi phí vận hành. Trường hợp sử dụng nhân lực sẽ tốn chi phí lao động và năng suất thấp. Nhóm đã khắc phục những hạn chế này, chuyển từ thiết bị bay sang máy chạy trên mặt ruộng, ao hồ với tên gọi AirBoot.

Máy sử dụng nhiều phao nhỏ hoạt động như máng trượt, di chuyển trên ruộng lúa hay chạy trên mặt nước ao tôm một cách dễ dàng. Cơ chế máng trượt giúp máy có thể di chuyển trên ruộng mà không gây hư hại; cây lúa chỉ nghiêng nhẹ sang một bên rồi trở lại vị trí ban đầu.

Chân máy làm bằng vật liệu composite với ưu điểm nhẹ, độ bền cao, cùng cơ chế hoạt động như máng trượt giúp thiết bị di chuyển dễ dàng trên ruộng. Năng lượng điện được cung cấp cho động cơ gồm 2 cánh quạt gắn hai bên, tạo lực đẩy tiến về phía trước, cùng cơ cấu điều khiển rẽ nhiều hướng, di chuyển linh hoạt trong khu vực hoạt động.

Với chức năng phun thuốc, do máy hoạt động trên mặt đất nên có thể thiết kế sải phun dài vươn ra hai bên nhằm tăng phạm vi hoạt động. Giữa khung máy được bố trí túi chứa nguyên liệu gồm hạt giống, phân bón, thuốc trừ sâu. Nhóm đang hoàn thiện túi chứa để tăng tính thẩm mỹ.

“Điểm đặc biệt của thiết bị là ứng dụng nguyên lý của lực kéo thay vì lực nâng như drone nên khả năng mang tải rất cao, gấp 3 lần so với drone thông thường”, PGS.TS Vũ Ngọc Ánh chia sẻ. Máy được thiết kế với hệ thống rải hạt ly tâm ở phía dưới thùng chứa và điều khiển tự động bằng GPS. Hệ thống điều khiển tích hợp vào máy giúp tự động vận hành trên ruộng, thực hiện các tác vụ được lập trình sẵn và dễ dàng quản lý qua điện thoại thông minh.

Ngoài ra, với thiết bị chạy trên mặt ruộng, người quản lý không cần xin phép bay từ cơ quan chức năng như khi dùng drone. Điều này giúp giảm chi phí và thủ tục. Hiện với chức năng gieo hạt, máy cho năng suất trên 20ha trong 8 giờ. Với chức năng tại ao tôm, theo PGS.TS Vũ Ngọc Ánh, sản phẩm thực hiện phun vi sinh, cho tôm ăn hằng ngày. Cơ chế lướt nhẹ trên mặt nước giúp thiết bị không làm khuấy động nguồn nước, tránh ảnh hưởng đến sinh hoạt và khả năng sinh trưởng của tôm.

Trăn trở với nông nghiệp

PGS.TS Vũ Ngọc Ánh có hơn 20 năm hoạt động trong lĩnh vực nông nghiệp. Ông cho rằng, Việt Nam là thủ phủ của nông nghiệp, là “bếp ăn” của thế giới nhưng chưa phổ biến ứng dụng khoa học công nghệ để nâng cao chất lượng sản xuất, giảm chi phí, giải phóng sức lao động… Ông mong muốn đóng góp công sức nhỏ bé để giúp cơ giới hóa nông nghiệp, giúp nông dân đạt năng suất cao hơn, chi phí thấp hơn.

Với mong ước đó, ngay từ khi là sinh viên năm thứ tư ngành Kỹ thuật giao thông Trường Đại học Bách khoa (Đại học Quốc gia TPHCM), ông cùng một người bạn đã thiết kế thành công máy bay điều khiển từ xa không người lái có trọng tải 10kg. Máy bay mang được camera phục vụ tuần tra, kiểm soát giao thông, chuyên chở thuốc men cứu trợ trong trường hợp khẩn cấp…

Sau khi tốt nghiệp, ông nhận học bổng nghiên cứu sinh và bằng tiến sĩ ngành kỹ thuật hàng không vũ trụ tại Trường Đại học Konkuk (Hàn Quốc) năm 2012. Vào thời điểm đó, Chính phủ Hàn Quốc đưa ra nhiều dự án phát triển máy bay trực thăng như Super Puma.

Trong thời gian du học, PGS Ánh là thành viên nhóm Athena đạt giải Nhì cuộc thi thiết kế máy bay trực thăng dành cho nhóm sau đại học do AHS (Hiệp hội Máy bay trực thăng Mỹ) tổ chức. Sau khi học tập và làm việc ở nước ngoài, PGS.TS Vũ Ngọc Ánh về Việt Nam và quay lại trường cũ làm giảng viên.

Nhóm nghiên cứu của PGS.TS Vũ Ngọc Ánh hiện có hơn 15 thành viên, trong đó hơn 50% là kỹ sư nghiên cứu. Ông cùng các đồng sự đã có nhiều chuyến đi đến các tỉnh miền Tây, lội ruộng để chạy thử nghiệm sản phẩm. Nhà khoa học luôn trăn trở làm sao tạo ra được một chiếc máy tích hợp nhiều chức năng, giá thành rẻ để hỗ trợ nông dân.

“Thành công của một kỹ sư không phải là đoạt được nhiều giải thưởng, mà là có bao nhiêu sản phẩm ứng dụng được vào đời sống. Kỹ sư lội ruộng cũng vui mà. Mình lội ruộng để nông dân sau này đỡ cực, đỡ lấm”, PGS.TS Vũ Ngọc Ánh chia sẻ.

Với dự án máy gieo hạt, chăm sóc lúa và tôm, PGS.TS Vũ Ngọc Ánh mong muốn sản phẩm có thể đến tay nông dân. Hiện, dự án đã nhận được một số đơn đặt hàng từ các doanh nghiệp, tổ chức về nông nghiệp tại Nam Bộ. Ông cho biết sẵn sàng hợp tác theo hình thức cho thuê và thu phí hợp lý để nông dân sử dụng vào mỗi vụ mùa. Điều này giúp nông dân không phải bỏ ra chi phí lớn để mua máy nhưng vẫn có thể sử dụng khi cần, tiết kiệm chi phí và bảo dưỡng thiết bị.

Sản phẩm robot nông nghiệp phun thuốc, bón phân, gieo hạt cho cây của PGS.TS Vũ Ngọc Ánh và các cộng sự đã xuất sắc giành giải Ba Cuộc thi Khởi nghiệp đổi mới sáng tạo trong lĩnh vực nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao năm 2025. Cuộc thi do Trung tâm Ươm tạo doanh nghiệp nông nghiệp công nghệ cao (Khu Nông nghiệp Công nghệ cao TPHCM) tổ chức tháng 11/2025.

Hà An