Personal Food Computer: Hệ thống smart-farming cho đô thị
Tiến sĩ Caleb Harper, nhà sáng lập Sáng kiến Nông nghiệp mở (OAI) thuộc phòng thí nghiệm Media Lab tại Học viện Công nghệ Massachusetts, vừa cùng với các đồng nghiệp của mình phát triển một thiết bị có tên Personal Food Computer giúp các nông dân có thể mô phỏng điều kiện sinh trưởng của các loại cây thuộc các vùng khác nhau trên thế giới.
Một thiết bị Personal Food Computer
“Nhiều người chỉ thích ăn hạt tiêu có xuất xứ từ Mexico, nhưng cái mà họ thích thực ra lại là loại hạt tiêu được sinh trưởng trong những điều kiện giống như ở Mexico,” Tiến sĩ Harper chia sẻ. Từ quan niệm trên, ông cho rằng có thể tái tạo được một loài thực vật nếu có thể tái tạo các điều kiện sinh trưởng của loài đó. Để đạt được mục tiêu trên, trước tiên cần phải tìm hiểu kỹ lưỡng về các điều kiện này.
Personal Food Computer là một thiết bị để bàn có chức năng kiểm soát ánh sáng, hàm lượng carbon-dioxide, độ ẩm, nhiệt độ bên ngoài, nhiệt độ tại rễ cây, độ acid, hàm lượng hòa tan oxy trong nước tưới cây, hàm lượng dinh dưỡng cùng nhiều khía cạnh liên quan đến hóa học khác.
Trong suốt quá trình sinh trưởng của cây trồng, các kiểu hình cây được theo dõi qua hệ thống camera kết nối với một phần mềm có chức năng phát hiện những điểm khác biệt trên gờ lá và màu sắc cây trồng bằng cảm biến; các bộ cảm biến này cũng có thể tìm ra những vị trí thực hiện hoạt động quang hợp mạnh nhất ở cây. Sau khi thu hoạch, cây trồng được kiểm tra bằng công nghệ lidar để lưu lại chi tiết kiểu hình, sau đó được phân tích bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ để tìm hiểu thành phần hóa học của chúng.
Ý tưởng của Tiến sĩ Harper là xây dựng một mạng lưới “khoa học mở” trong đó các thành viên cùng nhau xây dựng các Personal Food Computer bằng cách cung cấp và thu thập những dữ liệu về các điều kiện sinh trưởng của các loại cây trồng, từ đó tìm ra các hiệu ứng kiểu hình phát sinh từ các điều kiện đó. Những thông tin được chú ý đặc biệt là những dữ liệu liên quan đến mùi vị và tinh chất của sản phẩm cây trồng, vốn được kiểm soát bằng các chất trao đổi thứ cấp. Những chất này thường nằm trong các cơ chế tự vệ của cây trồng, vì thế, trong một thí nghiệm, các máy tính này đã tìm hiểu tác động của việc đưa thêm xương của động vật có chân đốt vào nguồn nước tưới cây để mô phỏng những cuộc tấn công của côn trùng lên cây cối. Họ hi vọng rằng điều đó sẽ giúp họ chủ động hơn trong việc thay đổi mùi vị của các loại quả.
Hiện nay nhóm nghiên cứu đã xây dựng được khoảng gần 40 chiếc Personal Food Computer, và khoảng hơn 100 chiếc nữa đang được phát triển ở nhiều nơi trên thế giới. Mục đích của việc phát triển thiết bị tại nhiều vùng khác nhau trên thế giới là nhằm tách rời yếu tố khí hậu khỏi khu vực địa lý và xây dựng một “danh mục các loại khí hậu”. Khi quá trình này hoàn tất, các trang trại nội đô trong nhà sẽ có thể được lập trình theo bất kì điều kiện khí hậu nào để tạo ra các sản phẩm nông nghiệp đáp ứng được nhu cầu của người dân địa phương. Cách làm này cũng có thể giúp hóa giải nỗi lo của một số người về một hiện tượng gọi là “food miles” (tạm dịch: đường đi của thực phẩm) – tức là chi phí xét về mặt carbon dioxide khi vận chuyển đồ ăn trên phạm vi toàn thế giới. Vấn đề đặt ra lúc này là: Liệu hoạt động này sẽ gây thiệt hại ra sao cho những nông dân tại các khu vực bị mô phỏng khí hậu ở các nước giàu?
Chi Nhân theo Economist
