Robot nông nghiệp 4.0 sẽ tạo ra Vườn Địa Đàng hay địa ngục sinh thái?

Tương lai của robot đang đến và loài người chắc chắn sẽ không bỏ qua mục tiêu tự động hóa nền nông nghiệp của mình. Giống như những gì mà máy kéo và máy gặt đập đã làm được trong cuộc cách mạng cơ khí nông nghiệp hồi cuối thế kỷ 19, chúng ta có quyền hi vọng vào một tương lai mà robot sẽ giải phóng hoàn toàn con người khỏi công việc đồng áng vất vả.

Trong một bài báo mới trên tạp chí Trends in Ecology & Evolution, nhà kinh tế học nông nghiệp người Đức Thomas Daum tại Đại học Hohenheim đã mô tả không chỉ một mà tới hai viễn cảnh như vậy.

Với kịch bản đầu tiên, Daum nghĩ rằng trong một tương lai không xa, con người có thể xây dựng được những cánh đồng hữu cơ với sự trợ giúp của robot thông minh có trí tuệ nhân tạo.

Máy xới đất, máy gieo hạt sẽ được tự động hóa hoàn toàn, những robot siêu nhỏ sẽ thay ong giúp cây trồng thụ phấn, một số sẽ bắn ra tia laser để tiêu diệt cỏ dại và sâu bệnh, sẽ có cả drone giúp vắt sữa bò và vận chuyển chúng về kho lạnh bảo quản.

Trên hết, tất cả hoạt động của những cỗ máy này đều sử dụng nguồn năng lượng tái tạo, thân thiện với môi trường. Thuốc trừ sâu và phân bón cũng được hạn chế và nếu có sẽ chỉ sử dụng các sản phẩm hữu cơ.

Môi trường và cảnh quan thiên nhiên vì vậy sẽ được bảo vệ tối đa. Daum mô tả âm thanh của máy móc sẽ hòa cùng với tiếng suối chảy róc rách, tiếng drone sẽ không lấn át được hết tiếng kêu của côn trùng và tiếng chim hót, dấu hiệu của một hệ sinh thái xanh hoàn hảo.

"Nó sẽ giống như một khu Vườn Địa Đàng", Daum nói. "Các robot cỡ nhỏ có thể giúp bảo tồn sự đa dạng sinh học và chống lại biến đổi khí hậu theo những cách trước đây chúng ta chưa từng thực hiện được".

Với mô hình canh tác sử dụng robot nhỏ chạy bằng năng lượng tái tạo, chúng ta có thể xây dựng những nông trại đa dạng sinh học hơn, giữ cho đất giàu dinh dưỡng hơn đồng thời vẫn bảo tồn được thiên nhiên hoang dã.

Những địa ngục sinh thái khổng lồ

Kịch bản kể trên thật là lý tưởng cho nền nông nghiệp tương lai của chúng ta. Tuy nhiên, Daum cho biết không phải ai cũng nhất trí phát triển nền nông nghiệp theo hướng này.

Lập luận của một số nhà công nghiệp cho rằng các mô hình canh tác hữu cơ, sử dụng robot nhỏ không hiệu quả về mặt năng suất. Nó có thể không đáp ứng được nhu cầu lương thực cho dân số Trái Đất đang ngày càng tăng chóng mặt.

Vì vậy, trong một kịch bản khác mà Daum nghĩ có thể xảy ra, tương lai của nền nông nghiệp tự động hóa sẽ rất đen tối. Ở đó, rừng sẽ bị san phẳng thành những cánh đồng khổng lồ, rào quanh bởi dây thép gai để ngăn động vật hoang dã và cả con người tiếp cận.

Robot sẽ vẫn giúp chúng ta canh tác, nhưng sẽ là những cỗ máy lớn khổng lồ chạy bằng năng lượng hóa thạch. Để tối đa hóa năng suất, con người sẽ chỉ chọn trồng một loại cây độc canh trên những cánh đồng như vậy. Đa dạng sinh thái bị triệt tiêu hoàn toàn. Đất sẽ trở nên cằn cỗi.

Và bởi con người đã được giải phóng khỏi hoạt động canh tác, robot sẽ không ngại sử dụng phân bón hóa học và các loại thuốc trừ sâu vô cơ để giữ cho mùa màng của mình tươi tốt. Để có được lương thực, chúng ta chấp nhận biến những vùng đất này trở thành địa ngục đối với các loài sinh vật, kể cả vi sinh vật trong đất.

Emily Reisman, nhà địa lý môi trường tại Đại học Buffalo cho biết: "Nông nghiệp vốn là một sự định hình có chủ đích đối với hệ sinh thái tại một địa điểm cụ thể. Canh tác nông nghiệp trên quy mô lớn nghĩa là chúng ta cần dọn sạch đất, loại bỏ sự có mặt của động vật hoang dã, phun hóa chất để xua đuổi sâu bệnh và dần dần sẽ làm suy thoái đất".

Khi các cỗ máy nông nghiệp hoặc robot khổng lồ tham gia vào quá trình này, mọi thứ sẽ còn trở nên tồi tệ hơn. Các máy móc như máy kéo, máy thu hoạch và máy bay không người lái thường yêu cầu môi trường được kiểm soát để hoạt động hiệu quả.

Vì vậy, nông trại càng cần được làm sạch và kiểm soát chặt chẽ, cây trồng chỉ có thể độc canh, hóa chất diệt cỏ thường xuyên được sử dụng, thuốc trừ sâu bệnh và nấm liên tục được phun rửa để đảm bảo sự đồng đều trên cánh đồng, lương thực sẽ chín cùng một lúc để máy gặt khổng lồ hoạt động.

"Đó là bản chất của hệ sinh thái nông nghiệp khi được định hình để đáp ứng với máy móc", Patrick Baur, nhà khoa học hệ thống thực phẩm bền vững tại Đại học Rhode Island cho biết. Nó sẽ giết chết đa dạng sinh học bên trong nông trại.

Trong khi, đa dạng của đời sống động thực vật là điều cần thiết để giữ cân bằng các hệ sinh thái. Đa dạng sinh học bảo vệ chất lượng nước, điều hòa nhiệt độ toàn cầu bằng cách giữ carbon trong đất (thay vì trong không khí) và đảm bảo có côn trùng đến thụ phấn cho cây trồng và động vật ăn thịt tự nhiên để giảm sự hiện diện của sâu bệnh.

"Thật không may, máy móc sẽ làm giảm đáng kể sự đa dạng của đời sống côn trùng, vi sinh vật và động thực vật", Baur nói. "Đó là bởi nếu muốn máy móc hoạt động tối ưu, tất cả chúng cần phải được dọn sạch".

Làm sao để xây dựng những khu Vườn Địa Đàng?

Trong bài phân tích của mình, Baum cho biết cả hai kịch bản kể trên đều có thể xảy ra dưới góc độ công nghệ. Nhưng kịch bản thứ hai, về những địa ngục sinh thái nông nghiệp có khả năng dễ xảy ra hơn, bởi ngày nay, chúng ta đang theo đuổi các mô hình canh tác cho năng suất cao để nuôi sống một dân số ngày càng gia tăng.

Sự thật là chúng ta cần robot để sản xuất thực phẩm. Đó là một vấn đề của kinh tế học. Để bắt kịp với nhu cầu thực phẩm ngày càng lớn, ngành nông nghiệp lẽ ra phải đòi hỏi nhiều lao động hơn. Thế nhưng, giá thực phẩm lại đang rẻ hơn nhiều so với trước đây.

Điều này gây áp lực buộc nông dân phải sản xuất cao hơn với lợi nhuận thấp hơn. Do đó, nếu những người làm ruộng kiếm được ít tiền hơn và rời bỏ ngành nông nghiệp chuyển sang khu vực công nghiệp và dịch vụ với mức lương cao hơn, chúng ta sẽ cần cơ giới hóa nông nghiệp để lấp đầy khoảng trống của việc thiếu lao động.

Lựa chọn những cỗ máy khổng lồ đi trên các cánh đồng độc canh khổng lồ hay những robot cỡ nhỏ trong các khu vườn địa đàng có thể được quyết định bởi điều kiện và chính sách của từng quốc gia.

Ở các khu vực Châu Âu, Châu Á và Châu Phi, nơi hiện có nhiều trang trại nhỏ hơn với quy mô gia đình, những người nông dân có thể tìm thấy cơ hội của mình trong kịch bản thứ nhất. Họ có thể dễ dàng mua các robot nông nghiệp cỡ nhỏ, hoặc thuê chúng qua các mô hình như Uber.

Những robot thông minh được phát triển với trí tuệ nhân tạo sẽ phù hợp hơn với những mô hình xen canh, đa dạng sinh học, vì chúng có thể bắt chước tư duy linh hoạt mà con người sử dụng để đánh giá môi trường xung quanh và đưa ra quyết định.

Ngược lại, các robot khổng lồ có thể hoạt động một cách đơn giản và không khác mấy những cỗ máy nông nghiệp được trang bị thêm tính năng tự lái. Tuy nhiên, giá thành của chúng sẽ rất đắt, nên chỉ có các nhà sản xuất lớn mới có thể mua và sử dụng chúng.

Tại Mỹ, Nga hoặc Brazil ngày nay, các nhà sản xuất nông nghiệp này đang có những cánh đồng khổng lồ, nơi họ trồng ngũ cốc và hạt có dầu trên quy mô lớn nhưng giá thành thấp. Đây là khu vực mà các robot nhỏ sẽ tỏ ra kém hiệu quả về mặt kinh tế, Daum nói.

Thế nhưng, ông cho biết có hai cách để thay đổi kịch bản này. Thứ nhất, đó là phát triển các robot nhỏ trở nên thông minh và năng suất hơn. Đó là những gì mà một số công ty công nghệ đang thực hiện, chẳng hạn như robot thu hoạch dâu tây, rau diếp, thụ phấn cho hoa và nhổ cỏ bằng laser…

Thứ hai, chúng ta có thể cần có các chính sách khuyến khích xen canh và chuyển từ các trang trại độc canh sang các mô hình đa dạng sinh thái hơn. "Ví dụ, ở Liên minh Châu Âu, nông dân có thể nhận được tiền khi họ tích hợp một số cảnh quan như trồng nhiều cây cối hoặc đào sông ngòi trong trang trại của mình", Daum nói.

"Một số hoạt động như vậy thậm chí có thể mang lại lợi nhuận cho nông dân với sự góp mặt của robot, vì các hoạt động không kinh tế trước đây trở nên có lãi".

Daum cho biết mặc dù ông dự đoán các địa ngục sinh thái có khả năng sẽ xuất hiện nhiều hơn, tuy nhiên, các khu vườn địa đàng không phải là mục tiêu không thể đạt được. Điều quan trọng là chúng ta phải hành động ngay từ bây giờ. "Chúng ta đang ở ngã ba đường. Và do đó chúng ta nên có tiếng nói về kiểu tương lai mà chúng ta muốn", Daum nói.

Thanh Long