Hiện thực hóa trồng cây bằng robot

Kỹ thuật viên của Công ty Cổ phần giống Lâm nghiệp Vùng Đông Bắc góp ý, chia sẻ kiến thức với các em học sinh

Tận dụng nền tảng lập trình Python và kiến thức STEM, trí tuệ nhân tạo (AI) được học tại trường, hai em Lê Quang Đức và Lương Nhật Minh (lớp 12A2, Trường THPT chuyên Chu Văn An) đã bắt tay vào xây dựng dự án. Trong khi các dòng robot quốc tế thường có kích thước lớn, kinh phí cao và đòi hỏi công nghệ vận hành phức tạp, hai em đã chọn hướng đi phù hợp với điều kiện địa phương với tiêu chí: chi phí thấp, hoạt động ổn định và dễ chế tạo.

Em Lê Quang Đức chia sẻ: Chúng em đã mất rất nhiều thời gian để cân chỉnh cảm biến và thuật toán điều khiển sao cho robot vận hành mượt mà trên mặt bằng phẳng hoặc có độ dốc thấp. Điểm mới của dự án chính là hệ thống đẩy cây tuyến tính cùng với hệ thống giám sát và điều khiển từ xa, giúp người quản lý nắm bắt được số lượng bầu cây đã trồng, vị trí và tình trạng hoạt động của robot theo thời gian thực.

Robot trồng cây tự động của nhóm ứng dụng công nghệ IoT bao gồm: hệ thống di chuyển; hệ thống trồng cây; hệ thống điều khiển cảm biến, truyền dữ liệu LoRa, GPS và Wifi để quản lý vị trí cây trồng trên bản đồ trực tuyến qua ứng dụng di động và hệ thống nguồn năng lượng mặt trời giúp kéo dài thời gian vận hành ngoài hiện trường. Qua quá trình nghiên cứu, nhóm đã quyết định thay thế cơ cấu băng tải mini truyền thống bằng giải pháp đẩy hàng cây tuyến tính kết hợp cánh tay robot trục XY chuyển động vuông góc. Cải tiến này giúp khắc phục tình trạng bầu cây bị rung lắc hay nghiêng đổ khi vận hành trên địa hình không bằng phẳng, đồng thời, tăng độ chính xác khi gắp và đặt cây, dễ đồng bộ với quy trình tự động khoan – tưới. Khi nhận lệnh, cơ cấu đẩy cây tuyến tính đưa một bầu cây ra vị trí gắp. Cánh tay robot với cơ cấu kẹp servo sẽ nâng và đặt bầu cây vào đúng tâm hố đã được bộ khoan trước đó rồi được tưới nước.

Em Lương Nhật Minh cho biết thêm: Lạng Sơn là tỉnh có diện tích rừng lớn và nhiều người dân làm nông, lâm nghiệp, vì vậy chúng em mong muốn robot này có thể thay thế sức người ở những vùng địa hình khó khăn, giảm chi phí nhân công và nâng cao tỷ lệ sống của cây non nhờ quy trình đồng bộ khép kín được lập trình chuẩn xác.

Không chỉ thử nghiệm tại phòng thí nghiệm, sân trường, vườn rau tại nhà, các em đã thử nghiệm robot thực tế tại Công ty Cổ phần Giống lâm nghiệp vùng Đông Bắc. Tại đây, các em đã nhận được sự góp ý tận tâm từ lãnh đạo và kỹ thuật viên của công ty để tiếp tục nâng cấp, hoàn thiện robot. Bà Nguyễn Thị Hạnh, Giám đốc Công ty Cổ phần Giống lâm nghiệp vùng Đông Bắc đánh giá: Mô hình robot trồng cây của học sinh Trường THPT chuyên Chu Văn An có tính thực tiễn cao. Bằng cách tích hợp công nghệ hiện đại, robot có thể tự động hóa hoàn toàn quy trình trồng cây, định vị chính xác vị trí và số hóa diện tích, số lượng cây cần trồng.

Đứng sau thành công của hai học sinh là sự đồng hành của cô Hoàng Hồng Hạnh, giáo viên môn Toán, Trường THPT chuyên Chu Văn An. Cô Hạnh bày tỏ: Lắp ráp, điều khiển một thiết bị robot có hệ thống vận hàng phức tạp không phải là điều dễ dàng với các em học sinh phổ thông. Có nhiều khi robot không hoạt động đúng ý khiến các em đã rất nản lòng. Nhưng với tư duy logic của học sinh chuyên toán và nhiệt huyết trong nghiên cứu, sáng tạo khoa học kỹ thuật, các em đã kiên trì tìm ra lời giải cho từng khó khăn. Giải thưởng lớn vừa qua chính là phần thưởng xứng đáng cho sự cố gắng của các em.

Thành tích của dự án không chỉ là sự ghi nhận cho nỗ lực của hai em học sinh mà còn góp phần chứng minh khát vọng của thế hệ trẻ trong việc thúc đẩy chuyển đổi số và xây dựng nền nông, lâm nghiệp hiện đại bền vững cho quê hương. Hy vọng trong tương lai, các em học sinh sẽ có thêm nhiều đóng góp tích cực cho sự phát triển của ngành nông nghiệp tỉnh nhà.

Minh Khánh