Hai học sinh làm phần mềm theo dõi cây trồng
Hai em Cao Thuận Thiên và Đào Nguyễn Quốc Kha bên dự án của mình tại Cuộc thi KHKT cấp quốc gia dành cho học sinh trung học năm học 2020-2021. Ảnh: BÌNH LUYỆN
Với dự án Hệ thống hỗ trợ nghiên cứu về ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường lên sinh trưởng và phát triển cây trồng, hai em Cao Thuận Thiên, lớp 11A4 và Đào Nguyễn Quốc Kha, lớp 11A6, Trường THPT Nguyễn Huệ đạt giải tư tại Cuộc thi Khoa học kỹ thuật (KHKT) cấp quốc gia dành cho học sinh trung học năm học 2020-2021 do Bộ GD-ĐT tổ chức tại Thừa Thiên - Huế.
Cuộc thi KHKT cấp quốc gia dành cho học sinh trung học năm học 2020-2021 thu hút 71 đoàn đến từ các tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương và các đơn vị thuộc Bộ GD-ĐT với 141 dự án, 262 học sinh các trường trong toàn quốc tham gia.
Nghiên cứu mô hình sinh trưởng, phát triển cây trồng
Trước tình hình biến đổi khí hậu phức tạp, ảnh hưởng rất lớn đến cây trồng và để giúp người nông dân nâng cao năng suất, Cao Thuận Thiên và Đào Nguyễn Quốc Kha đã xây dựng ý tưởng, bắt tay nghiên cứu, phát triển hệ thống bao gồm một lồng kính để trồng cây và một ứng dụng trên điện thoại được kết nối với lồng kính để hỗ trợ cho việc nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường lên cây trồng.
Để nghiên cứu dự án trên, Kha và Thiên sử dụng điện thoại thông minh và nhiều tính năng công nghệ hiện đại như: điện toán đám mây, nền tảng lập trình Thunkable…, thường xuyên lên mạng tìm đọc các tài liệu trên các trang cộng đồng lập trình Thunkable; diễn đàn phát triển phần mềm Github; cộng đồng Arduino Việt Nam; bách khoa toàn thư mở Wikipedia; thư viện nguồn mở OpenCV… và đặt mua các thiết bị về làm lồng kính có kích thước phù hợp với việc vận chuyển và chứa các thiết bị, cây trồng.
Trong quá trình thực hiện dự án, Kha và Thiên luôn theo dõi, kiểm soát được các yếu tố: nhiệt độ, cường độ ánh sáng, quang phổ, nồng độ CO2, TVOC, độ ẩm không khí, độ ẩm đất; ứng dụng hỗ trợ tương thích với cả Android và iOS, có dung lượng dưới 100MB hoạt động ổn định, nhanh, chính xác.
“Để chăm sóc cây trồng theo tọa độ, chúng em nghiên cứu bộ điều khiển CNC (Computer Numerical Control) hai trục và hệ thống phun sương, tưới phân được trang bị trong lồng kính. Hệ thống này có khả năng di chuyển đến vị trí người dùng gieo hạt để phun sương, tưới phân chăm sóc cây trồng thông qua sự điều khiển, cài đặt của người dùng. Ngoài ra, chúng em còn lắp camera di chuyển cùng với bộ điều khiển CNC để chụp lại ảnh của cây vào mỗi ngày để theo dõi. Nếu có điểm bất thường xuất hiện trên cây như: cháy lá, vàng lá, rụng lá…, hệ thống sẽ phát thông báo đẩy trực tiếp đến người dùng thông qua phần mềm trên điện thoại…”, Cao Thuận Thiên giải thích.
Hiệu quả thiết thực
Để kiểm tra hiệu quả thực tế dự án, trước khi tham gia Cuộc thi KHKT cấp quốc gia, Kha và Thiên đã trồng thí điểm các loại cây trồng gồm: ngải cứu, diệp hạ châu, sâm đất… trong lồng kính. Kết quả cây phát triển rất tốt, mang lại hiệu quả cao và được Ban giám khảo của Cuộc thi KHKT cấp quốc gia đánh giá cao.
Theo Cao Thuận Thiên, so với cách tưới bằng ống dẫn nước hay phun sương thông thường, công nghệ CNC có khả năng xác định được vị trí của từng cây, qua đó có thể tưới tiêu hợp lý, cung cấp trực tiếp chất dinh dưỡng đến rễ cây, tiết kiệm được lượng dinh dưỡng đáng kể. Đồng thời khi sử dụng công nghệ CNC xử lý hình ảnh có khả năng nhận diện được các loại bệnh trên cây trồng; quan sát được các điểm bất thường trên cây và giúp xác định các thời kỳ sinh trưởng của cây.
Điểm mạnh nhất của dự án trên là khả năng nghiên cứu về thâm canh, xen canh… giúp người trồng xác định các loại cây khác nhau khi được trồng chung và mang lại hiệu quả. Ngoài ra, cây trồng không chịu sự ảnh hưởng của thời tiết, môi trường bên ngoài; ít khi xuất hiện sâu bọ; tiết kiệm được thời gian, công sức, chất dinh dưỡng. Dự án này có thể làm tăng năng suất thu hoạch trên một diện tích trồng trọt lớn.
“Tham gia Cuộc thi KHKT cấp quốc gia lần này tỉ lệ chọi rất lớn vì tới 141 dự án, trong đó có nhiều dự án rất thiết thực. Đạt được giải tư cũng là kết quả tốt, phần nào tạo động lực để chúng em tiếp tục nghiên cứu những dự án khác”, Đào Nguyễn Quốc Kha nói.
“Những năm qua, nhà trường luôn xây dựng phong trào nghiên cứu khoa học trong học sinh toàn trường và tạo mọi điều kiện về thời gian, cơ sở vật chất nên ngày càng có nhiều em tham gia. Đối với dự án của hai em Cao Thuận Thiên và Đào Nguyễn Quốc Kha, nhà trường đánh giá công sức của các em bỏ ra rất lớn nên khi dự án đạt giải nhất cấp tỉnh, nhà trường tổ chức khen thưởng và khi các em đạt giải tư cuộc thi cấp quốc gia, nhà trường cũng “thưởng nóng”, tạo động lực cho các em cũng như các học sinh khác tham gia nghiên cứu khoa học”, thầy Trần Bảy, Phó Hiệu trưởng Trường THPT Nguyễn Huệ nói.
Điểm mạnh nhất của dự án trên là khả năng nghiên cứu về thâm canh, xen canh… giúp người trồng xác định các loại cây khác nhau khi được trồng chung và mang lại hiệu quả. Ngoài ra, cây trồng không chịu sự ảnh hưởng của thời tiết, môi trường bên ngoài; ít khi xuất hiện sâu bọ; tiết kiệm được thời gian, công sức, chất dinh dưỡng.
