Tháng 04, 2019
Thứ ba
Thứ Bảy, ngày 20/04/2019 07:12 AM (GMT+7)

Tương lai của nông nghiệp phải là vi tính hóa

Tuy cùng là một loại nhưng có thứ rau lại cho hương vị ngon hơn hẳn những cây rau cùng loại khác. Vậy điều gì đã làm nên chuyện này?

Điều vô cùng bất ngờ là các nhà khoa học tại MIT không chỉ nghiên cứu về công nghệ mà còn nghiên cứu cả về… nông nghiệp. 

Và các nhà khoa học trong Media Lab của MIT đã tìm được câu trả lời, đó là một sự kết hợp của thực vật học, thuật toán học máy và một số phương pháp hóa học cổ điển.

Tương lai của nông nghiệp phải là vi tính hóa - 1

Áp dụng phương thức kết hợp này, Media Lab đã tạo ra được những cây húng quế ngon hơn bất kỳ thứ gì chúng ta từng nếm. Hoàn toàn không có biến đổi gen, vì ở đây các nhà nghiên cứu đã sử dụng thuật toán máy tính nhằm xác định các điều kiện phát triển tối ưu để tối đa hóa nồng độ của các phân tử hương vị, vốn là các hợp chất dễ bay hơi.

Theo Caleb Harper, nhà nghiên cứu chính của Media Lab, đây chỉ là bước khởi đầu cho một lĩnh vực mới của nông nghiệp không gian mạng.

Nhóm của ông hiện đang làm việc để tăng cường các đặc tính của thảo mộc có tính năng chống lại bệnh tật của con người cũng như hy vọng sẽ giúp người trồng thích nghi với sự thay đổi khí hậu bằng cách nghiên cứu cách mà cây trồng phát triển trong các điều kiện khác nhau.

Hiện mục tiêu của Media Lab là thiết kế công nghệ mở trong việc thu thập dữ liệu, cảm biến và học máy để áp dụng vào nghiên cứu nông nghiệp.

Tất cả những trải nghiệm về cây trồng, về các kiểu hình của chúng, tập hợp các ứng suất mà chúng gặp phải, cũng như về di truyền học của chúng… đều phải được số hóa thì chúng ta mới có thể tương tác được với môi trường thực vật.

Khi nghiên cứu về cây húng quế, các nhà nghiên cứu thật ngạc nhiên khi nhận thấy việc phơi cây dưới ánh sáng 24 giờ mỗi ngày sẽ tạo ra hương vị thơm ngon nhất.

John de la Parra, trưởng nhóm và là tác giả của nghiên cứu cho biết, các kỹ thuật nông nghiệp truyền thống sẽ không bao giờ đem lại được cái nhìn sâu sắc này.

Trong nghiên cứu, Media Lab đã chứng minh tính khả thi của phương pháp, liên quan tới việc trồng cây trong các điều kiện khác nhau, trong các thùng chứa thủy canh khác nhau theo kiểu của Nhật. Phương pháp này cho phép họ thay đổi thời gian ánh sáng và thời gian tiếp xúc với tia cực tím.

Sau khi cây phát triển đầy đủ, các nhà nghiên cứu đã đánh giá mùi vị của húng quế bằng cách đo nồng độ các hợp chất dễ bay hơi có trong lá, sử dụng các kỹ thuật hóa học phân tích truyền thống như sắc ký khí và quang phổ khối.

Những phân tử này bao gồm các chất dinh dưỡng và chất chống oxy hóa có giá trị, vì vậy việc tăng cường hương vị cũng có thể mang lại lợi ích cho sức khỏe.

Tất cả thông tin từ các thí nghiệm cho cây trồng này sau đó được đưa vào các thuật toán học máy mà nhóm Media Lab đã phát triển.

Các thuật toán đã đánh giá hàng triệu kết hợp có thể có của thời lượng ánh sáng và tia cực tím, và tạo ra các điều kiện cho việc tối đa hóa hương vị, bao gồm cả chế độ ánh sáng ban ngày 24 giờ.

Ngoài vấn đề hương vị, các nhà nghiên cứu hiện đang làm việc cũng trên cây húng quế nhưng với hàm lượng hợp chất cao hơn có thể giúp chống lại các bệnh như tiểu đường.

Húng quế và các loại thực vật khác được biết là có chứa các hợp chất giúp kiểm soát lượng đường trong máu, và các hợp chất này có thể được tăng cường bằng cách thay đổi điều kiện môi trường.

Một ứng dụng quan trọng khác cho nông nghiệp mạng là thích ứng với sự biến đổi khí hậu. Mặc dù thường phải mất nhiều năm hoặc nhiều thập kỷ để nghiên cứu các điều kiện khác nhau sẽ ảnh hưởng tới cây trồng như thế nào, nhưng trong môi trường nông nghiệp mạng được kiểm soát, nhiều thí nghiệm có thể được thực hiện trong một khoảng thời gian ngắn.

Khi phát triển mọi thứ trên một cánh đồng, chúng ta phải dựa vào thời tiết và nhiều yếu tố khác, rồi lại phải chờ đợi mùa phát triển tiếp theo, nhưng một khi đã được vi tính hóa, mọi thứ có thể thu được sẽ nhanh hơn nhiều.

Thiện Hải (MIT News)

Tin đọc nhiều

Nông nghiệp thời AI: Cuộc cách mạng hướng đến mục tiêu bền vững Bằng cách giới thiệu các phương thức canh tác mới, AI đang...
Gạo lứt rang có tác dụng gì mà GS thực dưỡng Nhật Bản khuyên dùng? Qua nhiều năm nghiên cứu, GS.BS. Tsurumi Takashi đã khẳng...
Những phát minh làm thay đổi thế giới của người Mỹ Nhờ công nghệ, cuộc sống ngày nay của chúng ta khác rất...
Những ứng dụng không tưởng của công nghệ in 3D Công nghệ in 3D giờ đây đã không còn là quá lạ lẫm, nhưng...