Ngày nay, trước sự gia tăng dân số toàn cầu, chăn nuôi gia súc là một lĩnh vực quan trọng của nền kinh tế tại một số các quốc gia, không chỉ mang lại lợi ích cho nền kinh tế mà còn góp phần đảm bảo an ninh lương thực quốc gia. Trong ngành chăn nuôi, chăn nuôi bò đóng vai trò rất quan trọng vì giá trị mà nó mang lại: thịt bò, lấy sữa, da bò, sức kéo. Ứng dụng công nghệ IoT vào trong chăm sóc sức khỏe gia súc là hợp lý. Điều này giúp chúng ta có thể tận dụng tối đa khả năng của IoT mang lại hiệu quả cao và bền vững. Dưới đây bài viết sẽ tập trung mô tả một số lợi ích mà IoT mang lại cho ngành chăn nuôi.

Để nâng cao hiệu quả trong việc quản lý của và lợi nhuận trong chăn nuôi gia súc, một số giải pháp kết nối cho chăn nuôi gia súc đã được các doanh nghiệp, tổ chức tung ra thị trường. Tại một số quốc gia đang phát triển trên thế giới về công nghiệp hóa nông nghiệp đưa những thiết bị, ứng dụng khoa học công nghệ để thúc đẩy mạnh mẽ sản xuất nông nghiệp phát triển như Mỹ, Úc, New Zealand, Hà Lan, Anh, Pháp, Nhật Bản... thì việc chăn nuôi sữa được thực hiện theo quy trình vô cùng chặt chẽ, khoa học, kiểm soát chất lượng và đảm bảo đầu ra. Trước đây, việc chăn nuôi bò chủ yếu là để giúp người nông dân trong việc cày cấy, đồng áng và kéo xe, thồ hàng, một số hoạt động văn hóa liên quan đến con bò như là: đua bò, đấu bò, chọi bò... Tuy nhiên, ngày nay với sự xuất hiện của rất nhiều các máy móc rô bốt trong hoạt động nông nghiệp thì việc chăn nuôi bò chủ yếu để lấy thịt, lấy sữa,..

Trước sự phát triển của công nghệ IoT, người nông dân chỉ cần gắn các thiết bị theo dõi thông minh lên trên vật nuôi (gia súc) là có thể dễ dàng theo dõi, giám sát, nắm bắt được các thông tin của chúng theo thời gian thực giúp cho việc dễ dàng quản lý lên đến đến hàng trăm, nghìn con bò trên những cánh đồng cỏ rộng lớn, việc chăn nuôi chúng theo phương pháp truyền thống sẽ gặp rất nhiều khó khăn, vất vả. Tuy nhiên, các hệ thống IoT giúp cho họ theo dõi, giám sát gia súc vật bằng những thiết bị giám sát từ xa, và cho họ cho biết tình trạng của con bò ra sao, như: theo dõi thông tin đàn bò đang ở đâu, nó thường ăn cỏ ở khu vực nào… Bên cạnh đó, các thiết bị phân tích từng khía cạnh đời sống của nó, từ mức độ thông thường như là thời gian ăn uống cho đến biết được các khía cạnh phức tạp hơn như tình trạng sức khỏe, chu kỳ sinh sản,…

Tổng quan về IoT

Theo định nghĩa của ITU-T “Internet of things (IoT): Có thể hiểu sơ lược IoT bao gồm 2 thành phần chính: thứ nhất đó là “Things” - các thực thể vật lý và thực thể ảo, thành phần thứ hai đó là các công nghệ thông tin và truyền thông tương thích hiện có và đang phát triển. Giống như trong những nhóm ngành dọc khác, các giải pháp IoT đang bắt đầu lan rộng trong các lĩnh vực của nông nghiệp đặc biệt là chăn nuôi bò. Các giải pháp kết nối cho nông nghiệp đang bắt đầu tung ra thị trường và chủ yếu nhắm tới 2 loại hình dịch vụ chăm sóc sức khỏe của gia súc và dịch vụ định vị, giám sát môi trường xung quanh gia súc.

Sơ lược giải pháp ứng dụng IoT trong chăm sóc sức khỏe gia súc

Hình 1: Lược đồ mô tả giải pháp ứng dụng IoT trong chăn nuôi bò

Theo hình vẽ, mỗi con gia súc sẽ có một chiếc vòng đeo ở cổ, chúng chính là những thiết bị thu thập các thông tin, dữ liệu về vật nuôi như là: vị trí, các camera giám sát môi trường xung quanh vật nuôi, tình trạng sức khỏe vật nuôi, qua đó giúp người nông dân (chủ trang trại) có thể nhận biết được các thông tin chi tiết về gia súc của mình.

Thông tin về gia súc, các thiết bị hoàn toàn có thể sử dụng 3G hoặc 4G và có thể cao hơn nữa là 5G để gửi dữ liệu thu thập được đến khối xử lý trung tâm để phân tích xử lý và đưa thông báo cho người dùng. Tuy nhiên điều này khiến chi phí cho những hệ thống đó rất cao, tốn rất nhiều năng lượng, chi phí duy trì hoạt động cũng lớn. Vì vậy, để tối ưu các giải pháp này chúng ta sẽ không kết nối trực tiếp từng thiết bị theo dõi gia súc với khối xử lý trung tâm mà chỉ có một số con bò được mang các thiết bị có thể kết nối trực tiếp đến khối xử lý trung tâm, đây có thể coi là những thiết bị trung gian hay còn gọi là “Gateway”. Những chiếc Gateway này có nhiệm vụ thu thập thông tin dữ liệu từ những thiết bị mà chúng quản lý lại, sau đó gửi chúng lên khối xử lý trung tâm. Tuy nhiên muốn lựa chọn được một công nghệ kết nối, hay muốn thiết kế một mạng phù hợp thì cần dựa trên những yêu cầu cụ thể. Tại khối trung tâm để tối ưu quá trình phân tích, xử lý họ có thể tích hợp thêm các công nghệ hiện đại nhất hiện nay như là trí tuệ nhân tạo, Bigdata… Sau khi xử lý xong các thông tin chính xác của gia súc sẽ được gửi đến cho người dùng trên những màn hình hiển thị, thiết bị di động một cách nhanh nhất. Điều này giúp cho người nông dân (chủ trang trại) có đủ thông tin và thời gian để đưa ra các quyết định chính xác nhất. Không chỉ có vậy, trong tương lai một số hệ thống có thể tích hợp các công nghệ cao khác như trí tuệ nhân tạo (AI), dữ liệu lớn (Bigdata) vào các khối xử lý trung tâm qua đó có thể đưa ra chức năng ở mức độ yêu cầu cao hơn.

Sự phát triển của IoT

Cũng như các giải pháp chăm sóc sức khỏe con người từ xa, các thiết bị dùng cho việc theo dõi, chăm sóc sức khỏe cho gia súc cũng đã đạt được những tiến bộ đáng kể: tối ưu các cảm biến, thiết bị; cải tiến thời lượng pin; phát triển các công nghệ kết nối. Những thiết bị nhỏ hơn, rẻ hơn và chính xác hơn này đang được phát triển và bán trên thị trường, có thể dễ dàng triển khai tích hợp vào các hệ thống. Tùy thuộc vào loại ứng dụng, các nhà sản xuất thiết bị sử dụng các công nghệ kết nối khác nhau để kết nối vật nuôi với chủ trang trại. Một số loại kết nối như là: mạng di động, vệ tinh, nhận dạng qua tần số vô tuyến (RFID), tần số rất cao (VHF), mạng diện rộng công suất thấp (LPWA)…

Lợi ích trong việc theo dõi sức khỏe gia súc từ xa

Một trong những lợi ích rõ ràng nhất của những giải pháp kết nối cho chăn nuôi là khả năng theo dõi sức khỏe. Người nông dân hiện đang phải mất rất nhiều thời gian để theo dõi sức khỏe của gia súc bằng các phương thức truyền thống. Hơn thế nữa, không phải các bệnh nào cũng có các triệu chứng biểu hiện ra bên ngoài để người nông dân có thể dễ dàng phát hiện hoặc khi phát hiện ra thì đã quá muộn. Bằng cách sử dụng các thiết bị kết nối IoT, người nông dân (chủ trang trại) giảm đáng kể thời gian này, và do đó, họ xử lý hoặc cách ly các động vật nhanh hơn. Ví dụ, các thẻ được kết nối đặt trên tai của gia súc, như giải pháp từ Quantified AG, có thể thu thập và truyền dữ liệu sinh trắc học và hành vi qua đó thông báo cho người nông dân (chủ trang trại) theo thời gian thực nếu phát hiện các triệu chứng.

Khả năng sinh sản

Để việc chăn nuôi bò sữa đạt được hiệu quả và năng suất cao nhất như khả năng sinh sản tốt, sản lượng sữa, … đồng thời cũng cần chú trọng thời kỳ sinh sản của bò và mỗi lứa phải đảm bảo chất lượng bê con khỏe mạnh. Thông thường, tốt nhất là để bò cái đẻ một năm một lần. Và chỉ cần thiếu đi một chu kỳ sinh sản thì tương đương với việc bị mất 230 EUR. Do vậy, các hoạt động thụ tinh rất quan trọng đối với người nuôi. Việc phát hiện bò sữa động dục và xác định thời điểm phối tinh thích hợp rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất sinh sản và hiệu quả chăn nuôi bò sữa. Hiện tại, để phát hiện thời gian động dục của bò, người nông dân chăn nuôi bò sữa phải quan sát chúng khoảng 15 phút 1 lần. Đây là việc rất khó, đặc biệt nếu số lượng bò trong đàn lớn sẽ kéo theo số lượng nhân công cần thiết cũng rất lớn, rất dễ gây ra sai sót. Các giải pháp IoT được thiết kế để giải quyết vấn đề này. Chúng sử dụng cảm biến để phát hiện chính xác thời điểm động dục của bò. Khi phát hiện sự kiện động dục, chủ trang trại được thông báo ngay lập tức qua văn bản, email, trên bảng điều khiển hoặc cuộc gọi điện thoại, ví dụ: Giải pháp của Moocall sử dụng các cảm biến của hãng theo dõi bò. Theo dõi hoạt động liên quan đến sinh sản (theo dõi để biết thời gian động dục, thời gian sinh đẻ) qua đó cảnh báo cho người nông dân dựa trên ứng dụng của hãng.

Lao động hiệu quả

Quản lý một trang trại bò sữa không phải là một công việc dễ dàng từ trước đến nay. Trong một trang trại, hằng ngày phải thực hiện biết bao nhiêu là việc, từ những việc cần thực hiện định kỳ đến những việc đột xuất. Tất cả những việc trên đều cần có sự tận tụy và chính xác cao. Tuy nhiên những con bò lại không thể nói được xem mọi người đã làm việc tốt hay chưa. Do đó, việc xác định những con bò cần sự chú ý, kiểm tra sức khỏe, thức ăn, chu kỳ động dục, hành vi và những tình trạng như căng thẳng, sợ hãi và đau đớn, tất cả đều đòi hỏi phải lao động tích cực, và có kinh nghiệm. Để làm được điều này chi phí cần bỏ ra cho việc thuê nhân công sẽ là rất lớn. Các giải pháp IoT sử dụng các cảm biến được gắn trên những chiếc vòng cổ của con bò, từ đó theo dõi giám sát chúng 24/7 và đồng thời sẽ ngay lập tức thông báo cho người chủ trang trại biết mỗi khi phát hiện có gì đó khác thường. Các giải pháp IoT có thể hoạt động một cách hoàn toàn tự động từ việc cho ăn, vệ sinh chuồng trại mà không cần sự tham gia của con người. Điều này sẽ giúp các chủ trang trại giảm công việc lao động cần thiết tại trang trại bò sữa của họ và số lượng nhân công cần thiết để chăm sóc những con bò của họ. Điều này không chỉ giúp họ thoát khỏi tình trạng lao động kém hiệu quả mà còn giảm đáng kể chi phí hoạt động.

Theo dõi định vị gia súc tránh mất trộm.

Các giải pháp kết nối cho chăn nuôi cũng được phát triển để theo dõi gia súc, ngăn chặn hành vi trộm cắp. Ví dụ ở Pháp, nông dân đã báo cáo hơn 10.000 vụ trộm (bao gồm chăn nuôi, thiết bị và cây trồng) trong năm 2013, tăng 66% so với năm 2006. Những giải pháp này sử dụng các công nghệ khác nhau, chẳng hạn như GPS (để theo dõi), mạng di động, kết nối vệ tinh để kết nối con bò với người nông dân. Bên cạnh đó cũng có thể sử dụng các Dzone (Máy bay không người lái) để theo dõi bò trong một phạm vi nhất định. Các Dzone này có thể đo đạc được thêm một số các thông số khác như là thân nhiệt, hoạt động ăn uống của bò. Do đó, người nông dân cũng có thể nhận được thông báo trong trường hợp con bò của mình rời khỏi một khu vực chăn thả.

Cảnh báo sớm các bệnh của bò

Trong việc chăn nuôi bò, sức khỏe của bò vô cùng quan trọng. Một số căn bệnh thường gặp như là: viêm vú, đột biến, các bệnh sau khi sinh sản. Tuy nhiên, việc chữa các căn bệnh này ở giai đoạn để giảm thiểu chi phí chữa trị là một việc dễ dàng. Tuy nhiên rất khó để xác định các dấu hiệu hoặc triệu chứng của bệnh, mà thường khi đã xác định được thì cũng đã muộn. Phần tốt nhất của IoT là nó có thể làm được các công việc vượt khả năng của một người bình thường. Mặc dù chủ hoặc công nhân của họ rất khó phát hiện bệnh ở giai đoạn đầu và theo dõi bò 24/7 để biết các triệu chứng và cảnh báo sức khỏe, thì IoT lại thực hiện chúng một cách dễ dàng nhờ vào việc sử dụng các cảm biến thế hệ mới để theo dõi nhiệt độ, hoạt động và hành vi của bò. Điều này khiến cho chủ trang trại gần như không bỏ qua bất cứ điều có thể liên quan đến sức khỏe của đàn bò của họ. Qua đó, khiến cho quản lý của họ đơn giản hơn mà còn giữ cho những con bò của họ khỏe mạnh và đạt năng suất cao.

Qua những nghiên cứu trên có thể thấy rằng, ứng dụng IoT trong chăn nuôi  là một ý tưởng tốt mang lại những giá trị thiết thực. Bởi vì IoT có thể làm được những công việc vượt ra ngoài khả năng của người, nó có thể giám sát con bò của người nông dân một cách liên tục theo thời gian thực, do đó nó sẽ giúp người nông dân có thể biết chính xác tình trạng con bò của họ(như là vị trí địa lý, thân nhiệt, tình hình sức khỏe, tình trạng sinh sản). Từ những thông tin trên sẽ giúp người dân đưa ra những quyết định chính xác nhất, qua đó giúp họ giảm chi phí hoạt động, chữa trị bệnh tật, tăng năng suất chất lượng sản phẩm.

Đường Thị Hương

Tài liệu tham khảo

1. Digital Transformation Monitor Connected livestock tháng 10 năm 2016 của Ủy ban châu Âu.

2. Thông tin khác từ nguồn Internet: Y.4000/Y.2060 Overview of the Internet of things, ITU-T (tổ chức viễn thông thế giới); Danh mục các giải pháp ứng dụng IoT trong chăn nuôi https://www.postscapes.com/cattle-tracking-systems/ ; "Làm thế nào để nâng cao năng suất sinh sản của bò sữa?" [Online]. Available: http://nguoichannuoi.vn/lam-the-nao-de-nang-cao-nang-suat-sinh-san-cua-bo-sua-fm730.html; Giải pháp về theo dõi sức khỏe con bò của moocall; https://mymoocall.com/.