Máy thu hoạch rau bán tự động: Giải pháp từ phòng thí nghiệm giúp nông dân “đứng thẳng”

Từ câu hỏi giản dị “có máy nào giúp tụi tui đỡ cực không?”, TS. Nguyễn Hữu Chúc, Trường Cao đẳng Công nghiệp Huế, đã bắt đầu hành trình chế tạo máy thu hoạch rau bán tự động, thiết bị có thể giúp năng suất tăng 10-15 lần, trong khi người thu hoạch chỉ cần… đi bộ.

Trong sản xuất rau ăn lá, một ngành có giá trị xuất khẩu hơn 3,3 tỉ USD vào năm 2022, khâu thu hoạch chiếm tới 40% khối lượng công việc. Lâu nay, nông dân Việt Nam vẫn dựa chủ yếu vào phương pháp cắt thủ công, tốn thời gian, tốn lao động và khiến mức độ cơ giới hóa trong sản xuất rau luôn ở mức thấp. Dù thế giới đã phát triển nhiều loại máy thu hoạch rau nhưng phần lớn đều đắt đỏ và không phù hợp với ruộng rau nhỏ lẻ đặc trưng của Việt Nam. TS. Chúc và cộng sự vì vậy đặt mục tiêu tạo ra một chiếc máy đơn giản hơn, rẻ hơn và phù hợp với điều kiện canh tác trong nước.

Từ đề tài cấp tỉnh triển khai năm 2015, nhóm nghiên cứu bắt đầu khảo sát các công nghệ thu hoạch trên thị trường. Họ nhận thấy các máy cắt cầm tay ở Việt Nam vẫn khiến nông dân phải cúi người làm việc, còn những máy lớn nhập khẩu chỉ phù hợp với các trang trại quy mô lớn.

Ở nước ngoài, đặc biệt là Trung Quốc, những cỗ máy thu hoạch đi bộ hay hoạt động trên đường ray đã xuất hiện, thậm chí có thiết bị điều chỉnh độ cao cắt bằng cảm biến điện tử. Song khi đánh giá kỹ, TS. Chúc phát hiện nhiều thiết kế khiến rau bị dập, thiếu cơ chế phân loại rau úa, hoặc không thay đổi được độ dài thân rau sau khi cắt... đã ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và giá bán.

Máy thu hoạch rau bán tự động: Giải pháp từ phòng thí nghiệm giúp nông dân “đứng thẳng” - Ảnh 1.

Nhóm nghiên cứu bắt đầu thiết kế hệ thống thu hoạch phù hợp với ruộng rau Việt Nam, khung máy gọn nhẹ, bộ phận cắt sử dụng lưỡi cưa mỏng để không làm dập lá, rulô cuốn đưa rau lên băng tải và khoang chứa phía sau để thu gom. Để điều chỉnh chiều dài thân rau sau cắt, một cảm biến khoảng cách được tích hợp giúp xác định vị trí lưỡi cưa theo từng loại rau.

Khó khăn lớn nhất lại nằm ở công đoạn phân loại rau úa và cỏ dại. Nhóm đã thử nghiệm kết hợp camera nhận diện hình ảnh và cánh tay robot để loại bỏ tạp chất ngay trên băng tải. Kết quả trong phòng thí nghiệm rất khả quan nhưng khi đưa ra đồng ruộng, độ rung, ánh sáng thay đổi và địa hình mấp mô khiến độ chính xác giảm đáng kể. Để hoàn thiện công nghệ nhận diện, nhóm cần mở rộng dữ liệu ảnh và tối ưu mô hình, điều đang vượt quá khả năng kinh phí hiện tại.

Dù vậy, chiếc máy thu hoạch bán tự động của TS. Chúc vẫn đạt hiệu quả vượt bậc. Trong khi một lao động chỉ thu hoạch được 50–70 kg rau má mỗi ngày thì thiết bị có thể đạt tối đa 100 kg/giờ. Nhờ tính mới và khả năng ứng dụng cao, máy đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng bảo hộ giải pháp hữu ích vào tháng 9.2022.

Không như nhiều nhà khoa học thường xem nhẹ đăng ký sở hữu trí tuệ, TS. Chúc rất chú trọng công đoạn này. Anh cho rằng bảo hộ không chỉ giúp bảo vệ nghiên cứu, mà còn là cách để doanh nghiệp biết tới sản phẩm, mở đường cho thương mại hóa. Thực tế, nhu cầu máy thu hoạch rau ở Việt Nam rất lớn và mỗi khi xuất hiện video về máy thu hoạch trên mạng, phần bình luận lại tràn ngập câu hỏi “mua ở đâu?”.

Dù thiết bị đã có những đơn đặt hàng đầu tiên, việc sản xuất hàng loạt vẫn còn nhiều rào cản. Mỗi địa phương có kích thước luống rau khác nhau khiến máy phải tùy chỉnh theo từng yêu cầu, khó tạo ra một phiên bản chuẩn. Điều này đẩy giá thành lên hơn chục triệu đồng, mức đầu tư mà không phải nông hộ nào cũng sẵn sàng, dù hiệu quả thu hoạch đã được chứng minh.

Tuy còn chặng đường dài để tiến tới thương mại hóa, chiếc máy thu hoạch rau bán tự động của TS. Nguyễn Hữu Chúc cho thấy tiềm năng rất lớn của khoa học công nghệ khi giải quyết những bài toán nhỏ nhưng thiết thực của nông dân. Quan trọng hơn, đây là minh chứng rằng đổi mới sáng tạo không nhất thiết phải đến từ những phòng thí nghiệm lớn, mà đôi khi bắt đầu từ một câu hỏi rất đời thường giữa ruộng đồng nắng gió: “Có cách nào giúp nông dân đỡ cực hơn không?”.

Trung tâm Truyền thông KH&CN

Nguồn: https://mst.gov.vn/may-thu-hoach-rau-ban-tu-dong-giai-phap-tu-phong-thi-nghiem-giup-nong-dan-dung-thang-197251211142144423.htm