KH&CN địa phương Thứ ba, 18/12/2018 , 10:40 pm
Cập nhật : 02/08/2018 , 07:08(GMT +7)
Chế tạo robot phun thuốc bảo vệ thực vật phục vụ sản xuất nông nghiệp
Nhóm nghiên cứu Khoa Công nghệ Điện tử và Truyền thông, Trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông, Đại học Thái Nguyên đã nghiên cứu và chế tạo thiết bị Robot phun thuốc bảo vệ thực vật. Nghiên cứu này nhằm mục đích giúp tăng năng suất lao động, đồng thời bảo vệ sức khỏe người nông dân trong sản xuất trồng trọt.

Ảnh hưởng từ thuốc bảo vệ thực vật

Tại Việt Nam, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật  (BVTV) trong nông nghiệp là một trong những biện pháp phổ biến nhằm phòng trừ dịch hại cây trồng. Đây cũng là biện pháp chủ đạo, có tính quyết định trong việc đẩy lùi dịch hại trên cây trồng ở nhiều nước trên thế giới. Trong mỗi loại thuốc BVTV đều là những chất độc hại (gồm các hóa chất độc, hoạt chất hoặc chất phụ gia) với mức độ khác nhau. Vì vậy, việc sử dụng thuốc BVTV không đúng phương pháp sẽ gây ảnh hưởng xấu đến vật nuôi và môi trường và đặc biệt là sức khỏe người nông dân.

Thực tế cho thấy những ảnh hưởng nghiêm trọng của thuốc BVTV đến sức khoẻ những người nông dân thường xuyên sử dụng thuốc BVTV trong trồng trọt. Điều này gây nhiễm độc cấp tính với những triệu chứng như: Bỏng mắt, hủy hoại da, ảnh hưởng thần kinh, gan. Khi bị nhiễm độc mãn tính sẽ ảnh hưởng đến tủy xương (thiếu máu bất sản và loạn tạo máu); ảnh hưởng đến sinh sản (vô sinh ở nam, sảy thai, thai dị dạng...); gây độc thần kinh; ảnh hưởng đến cơ chế miễn dịch... Cơ thể con người bị nhiễm độc thuốc BVTV biểu hiện ở nhiều mức độ khác nhau như: Giảm sút sức khỏe, gây rối loạn các hoạt động ở hệ thần kinh, tim mạch, tiêu hóa hô hấp, bài tiết, gây các tổn thương bệnh lý ở các cơ quan, hệ thống nói trên từ mức độ nhẹ tới nặng, thậm chí tàn phế hoặc tử vong.

Phương pháp phun thuốc thủ công đang là sự lựa chọn phổ biến
của người nông dân Việt Nam hiện nay

Theo điều tra của Cục Y tế dự phòng và môi trường Việt Nam, hằng năm có trên 5000 trường hợp nhiễm độc hóa chất BVTV phải cấp cứu tại bệnh viện và có trên 300 trường hợp tử vong. Bên cạnh đó, việc đầu tư vào công tác huấn luyện và tuyên truyền cho người nông dân về quản lý thuốc BVTV và sử dụng phương tiện bảo hộ cá nhân thích hợp cần kinh phí đầu tư lớn. Vì vậy, dựa trên tình hình thực tế trên, nhóm tác giả nghiên cứu thuộc Khoa Công nghệ Điện tử và Truyền thông, Trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông đã nghiên cứu và chế tạo thiết bị Robot phun thuốc BVTV. Nghiên cứu này nhằm mục đích giúp tăng năng suất lao động, đồng thời bảo vệ sức khỏe người nông dân trong sản xuất trồng trọt.

Dùng robot phun thuốc BVTV bảo vệ sức khỏe người dân

Thạc Sỹ Đinh Quý Long - Trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, qua khảo sát thực tế quá trình phun thuốc BVTV trên cây trồng của người nông dân, nhóm tác giả đã xác định mục tiêu chế tạo thiết bị cần phải đảm bảo những tính năng như: Thiết kế cơ khí của Robot cho phép di chuyển trên các địa hình phức tạp, kém bằng phẳng; Hệ thống nâng hạ dàn phun cần phù hợp với độ cao của các loại cây trồng khác nhau. Quan trọng nhất là sự giám sát, điều khiển robot trong quá trình hoạt động phải được thực hiện từ xa để đảm bảo khoảng cách an toàn đối với người nông dân.

Robot bao gồm hai khối thành phần chính là: Khối điều khiển/giám sát dành cho người sử dụng và khối xử lý trung tâm của Robot để vận hành các chức năng hoạt động. Trong đó, Khối điều khiển/giám sát với chức năng thực hiện việc điều khiển Robot từ xa được lập trình để gửi các tín hiệu vận hành hệ thống đến Robot. Với việc sử dụng công nghệ truyền thông không dây RF dải tần 2,4GHz cho phép người dùng có thể điều khiển Robot từ khoảng cách vài trăm mét đến 1 kilomet. Trên thiết bị điều khiển có tích hợp một màn LCD hiển thị cho phép giám sát chế độ hoạt động cũng như lượng thuốc còn lại trong bình chứa. Khối xử lý trung tâm được sử dụng nền tảng Intel Edison với những tính năng ưu việt hơn những dòng vi xử lý thông thường cho phép thiết bị hoạt động ổn định, chính xác trong các hoạt động.

Khối xử lý trung tâm cũng làm nhiệm vụ thu nhận xử lý tín hiệu điều khiển từ người dùng, sau đó xử lý dữ liệu và thực hiện điều khiển những khối chức năng điều khiển máy bơm: Thực hiện việc phun tưới nhiều chế độ khác nhau, tùy thuộc vào từng loại cây trồng để điều khiển lưu lượng thuốc cho phù hợp. Lượng thuốc trong bình cũng luôn được giám sát và gửi cảnh báo về người dùng trong trường hợp bình chứa sắp cạn. Khối xử lý trung tâm giúp điều khiển chuyển động đó là thực hiện việc điều khiển di chuyển theo các hướng của Robot với thiết kế gồm 4 động cơ. Trong đó 2 động cơ làm nhiệm vụ giúp Robot di chuyển và 2 động cơ để kéo 4 cánh tay giúp robot có khả năng di chuyển linh hoạt trên nhiều địa hình. Hệ thống truyền tải và công suất được tính toán phù hợp, đảm bảo khả năng chịu tải của sản phẩm lên tới 60kg. Với Khối điều khiển dàn phun, tùy theo thực tế từng loại cây trồng, hệ thống dàn phun được thiết kế để có khả năng phun đơn hoặc phun luống. Dàn phun được thiết kế với một động cơ chuyển động kết hợp với cơ cấu vitme và bộ khung nâng hạ để điều chỉnh độ cao dàn phun lên tới 2m.

ThS. Nguyễn Thế Dũng, Giảng viên Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông Thái Nguyên cho biết, qua vận hành thử nghiệm hoạt động của Robot cho thấy thiết bị có khả năng di chuyển linh hoạt trên những địa hình khó khăn, không bằng phẳng. Hệ thống vòi phun được kiểm soát lưu lượng, sử dụng linh hoạt giữa dàn phun đơn (dùng cho cây ăn quả) và dàn phun luống (dùng cho cây rau, củ...). Với mục tiêu đảm bảo an toàn sức khỏe và nâng cao hiệu suất lao động của người nông dân, Robot phun thuốc BVTV hoàn toàn được điều khiển từ khoảng cách xa, mà vẫn đảm bảo được hoạt động cũng như theo dõi được thông số của hệ thống.

Hình ảnh thực tế của Robot phun thuốc BVTV

Robot phun thuốc BVTV thực hiện phun với độ xa từ 800m – 1000m. Robot di chuyển trên địa hình có độ dốc tối đa 30˚, vượt qua những chướng ngại vật có độ cao 20cm, và độ rộng bề mặt khoảng 60cm.  Hệ thống dàn phun có độ cao từ 50cm – 2m, nặng 60kg. Tốc độ phun của máy bơm là 1,2 lít/phút.

Trong thành quả phát triển kinh tế chung của đất nước, ngành nông nghiệp luôn là một mũi nhọn của nền kinh tế nước nhà, có đóng góp quan trọng cho tăng trưởng kinh tế của cả nước. Sự phát triển nông nghiệp được đẩy mạnh gắn với khuyến khích ứng dụng công nghệ cao nhằm nâng cao năng suất lao động cũng như giảm thiểu những rủi ro đối với người nông dân trong quá trình sản xuất. Việc thiết kế, chế tạo Robot phun thuốc BVTV của nhóm nghiên trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông cũng nhằm mục tiêu đóng góp những thành tựu về khoa học kỹ thuật cho xã hội.

Để sản phẩm có khả năng hiện thực hóa và vận dụng vào thực tiễn, nhóm tác giả đã gửi sản phẩm đến nhiều triển lãm và cuộc thi trong cả nước và đạt được nhiều kết quả như: Giải nhì cuộc thi "Sáng tạo trẻ Tỉnh Thái Nguyên năm 2017", Giải Khuyến khích cuộc thi "Nhà sáng tạo Việt Nam với Galileo năm 2017", và nhiều giải thưởng khác.

Ghi nhận những thành công bước đầu trong công tác nghiên cứu và phát triển các sản phẩm khoa học và công nghệ ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp của sinh viên Khoa Công nghệ Điện tử và Truyền thông - Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông, PGS.TS. Phùng Trung Nghĩa, Trưởng khoa Công nghệ Điện tử và Truyền thông - Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông cho biết, việc nghiên cứu và chế tạo những thiết bị nêu trên sẽ góp phần cải thiện việc đào tạo nguồn nhân lực trình độ cao trong lĩnh vực nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao tại Việt Nam.

Thế Bằng (Sở KH&CN Thái Nguyên)


Ý kiến của bạn
Tên của bạn : *
E_mail : *
Tiêu đề : *
Nội dung : * (Bạn vui lòng gõ tiếng Việt có dấu)
 
Mã bảo mật :   
   
Các tin khác

   
Xem tin theo ngày
   
 
Xem nhiều nhất

English
Thăm dò ý kiến
Bạn biết website “truyenthongkhoahoc.vn” qua nguồn thông tin nào?
Bạn bè giới thiệu
Qua Google
Qua sách báo, quảng cáo banner