Trung Quốc phát triển robot AI chọn giống lúa mì, tích hợp kinh nghiệm của chuyên gia

Hình ảnh hoạt động của robot nguyên mẫu do Đại học Nông nghiệp Sơn Đông thiết kế được ghi lại trong một đoạn video chụp màn hình. Ảnh: Báo Dazhong Daily.

Trung Quốc vừa giới thiệu nguyên mẫu robot thông minh hỗ trợ chọn giống lúa mì, đánh dấu bước tiến mới trong nỗ lực ứng dụng công nghệ vào nông nghiệp và củng cố an ninh lương thực. Điểm đáng chú ý của thiết bị là mô hình AI được huấn luyện dựa trên khối lượng lớn kinh nghiệm thực tế của các chuyên gia chọn giống, giúp robot đánh giá cây trồng và xác định những cá thể có tiềm năng phục vụ lai tạo.

Theo Nhật báo Khoa học Trung Quốc, cơ quan báo chí nhà nước Trung Quốc, robot này lần đầu ra mắt công chúng tại một hội thảo gần đây về chọn giống lúa mì.

Theo phương pháp truyền thống, các chuyên gia chọn giống phải dựa vào kinh nghiệm tích lũy qua nhiều năm để nhận diện và lựa chọn những dòng cây có đặc tính ưu việt trong số hàng chục nghìn cây lai. Công việc này đòi hỏi phải trực tiếp kiểm tra từng cây ngoài đồng, vừa tốn nhiều nhân lực, vừa phụ thuộc đáng kể vào đánh giá chủ quan của người thực hiện.

Nguyên mẫu robot mới được thiết kế nhằm giảm khối lượng công việc đó nhờ hệ thống định vị tiên tiến, camera độ phân giải cao và các thuật toán thị giác máy tính.

Đáng chú ý, thiết bị không chỉ đơn thuần quét và ghi nhận hình ảnh cây trồng. Theo nhóm nghiên cứu, robot đã được huấn luyện để đưa ra những đánh giá độc lập, mô phỏng một phần khả năng phán đoán của chuyên gia chọn giống.

Robot tự dừng trước cây lúa mì, dùng cánh tay cơ khí kiểm tra từng bông

Tại hội thảo, nhóm nghiên cứu cho biết trong các thử nghiệm, cỗ máy thông minh có chiều dài, chiều rộng và chiều cao đều vượt 2 m đã có thể tự dừng chính xác trước cây lúa mì cần kiểm tra.

Sau đó, robot sử dụng cánh tay cơ khí bao lấy một bông lúa mì riêng lẻ, tạo điều kiện để 8 camera siêu nhỏ chụp ảnh chi tiết từ nhiều góc độ.

Chỉ sau đó ít lâu, hệ thống có thể tạo ra một bộ dữ liệu định lượng đầy đủ, bao gồm số lượng hạt và chiều dài bông lúa mì. Những thông số này giúp các nhà nghiên cứu đánh giá đặc điểm của từng cây một cách có hệ thống hơn.

Ông Vương Hồng Vĩ (Wang Hongwei), nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về chọn giống lúa mì của Đại học Nông nghiệp Sơn Đông, đồng trưởng nhóm dự án, cho biết điểm nổi bật của robot nằm ở việc tích hợp “một khối lượng kinh nghiệm khổng lồ của các chuyên gia chọn giống” vào mô hình huấn luyện.

Theo ông, hệ thống không chỉ thu thập hình ảnh và đo đạc các đặc điểm của cây mà còn sử dụng dữ liệu do chuyên gia đánh giá để xây dựng mô hình ra quyết định thông minh.

Huấn luyện AI bằng 2.000 nguồn vật liệu di truyền lúa mì

Để xây dựng mô hình này, nhóm nghiên cứu đã trồng 2.000 nguồn vật liệu di truyền lúa mì đa dạng trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau.

Từng cây được chụp ảnh riêng biệt. Sau đó, các chuyên gia chọn giống trực tiếp chấm điểm và đánh giá hình ảnh dựa trên những đặc điểm liên quan đến tiềm năng lai tạo.

Kết quả đánh giá được đưa trở lại hệ thống và chuyển thành dữ liệu mà máy tính có thể xử lý. Từ đó, nhóm nghiên cứu xây dựng mô hình ra quyết định thông minh cho robot.

Mô hình này cho phép thiết bị sàng lọc nhanh số lượng lớn cây trồng, đồng thời đánh giá và đánh dấu những cá thể có thể được sử dụng trong các chương trình chọn giống tiếp theo.

Trong giai đoạn đầu, mô hình AI kết hợp với hệ thống chụp ảnh tiên tiến được sử dụng để sàng lọc sơ bộ từng cây ngay tại ruộng, qua đó xác định những cá thể đáng được nghiên cứu sâu hơn.

Sau khi lựa chọn được cây mục tiêu, robot sẽ phun sơn đánh dấu để các chuyên gia đến kiểm tra trực tiếp. Cách làm này kết hợp khả năng xử lý dữ liệu và sàng lọc quy mô lớn của máy móc với chuyên môn của con người ở những bước đánh giá tiếp theo.

Trung Quốc thúc đẩy thương mại hóa robot AI chọn giống

Theo China Science Daily, nhóm nghiên cứu đã đạt được thỏa thuận sơ bộ với Shandong Jizhi Biotech, doanh nghiệp chuyên về công nghệ gene và các ứng dụng chọn giống thông minh, nhằm phát triển robot AI chọn giống lúa mì phục vụ thương mại.

Nếu được thương mại hóa thành công, công nghệ này có thể hỗ trợ tự động hóa một phần quy trình sàng lọc cây trồng, giảm khối lượng công việc kiểm tra thủ công và giúp các nhà chọn giống xử lý số lượng cá thể lớn hơn trong cùng một khoảng thời gian.

Động thái trên diễn ra trong bối cảnh Trung Quốc đang đẩy mạnh ứng dụng công nghệ cao vào ngành nông nghiệp nhằm nâng cao năng suất và bảo đảm an ninh lương thực.

Đầu năm nay, chính phủ trung ương Trung Quốc đã công bố định hướng cải tổ ngành nông nghiệp quy mô lớn trong 5 năm tới, trong đó nhấn mạnh vai trò của công nghệ tiên tiến.

Quốc vụ viện Trung Quốc, cơ quan tương đương chính phủ, cam kết tăng cường đáng kể hoạt động nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này, đồng thời đặt mục tiêu nâng tỷ trọng đóng góp của tiến bộ khoa học – công nghệ vào sản lượng nông nghiệp.

Văn bản định hướng cũng kêu gọi mở rộng ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong nông nghiệp, bao gồm chọn giống cây trồng, phát hiện sâu bệnh và dự báo sản lượng mùa vụ.

Việc phát triển robot AI chọn giống lúa mì là một ví dụ cho thấy Trung Quốc đang tìm cách đưa những công nghệ này vào các khâu cụ thể của sản xuất nông nghiệp, từ đánh giá đặc tính cây trồng đến lựa chọn nguồn vật liệu phục vụ lai tạo giống mới.