Nhật Bản đang đối mặt với thách thức già hóa dân số trầm trọng và cả vùng nông thôn cũng không ngoại lệ. Theo điều tra nông nghiệp năm 2020 từ Bộ Nông lâm ngư nghiệp Nhật Bản (MAFF), hơn 70% lực lượng làm nông đã trên 65 tuổi. Trong vòng 20 năm qua, số lượng nông dân giảm hơn một nửa.
Nhiều vùng nông thôn như Akita, Shimane hay Yamagata bị cảnh báo là có nguy cơ trở thành “làng hoang”, khi không còn ai đủ sức sản xuất hoặc chuyển giao nghề truyền thống do dân số già hóa và lực lượng trẻ di cư vào thành thị.
Để ứng phó, từ năm 2013, chính phủ Nhật phát động các chương trình nông thôn thông minh, thúc đẩy ứng dụng công nghệ cao như IoT, robot, drone vào nông nghiệp, không chỉ để tự động hoá mà còn giúp tái cấu trúc toàn bộ chuỗi giá trị: từ trồng trọt, thu hoạch đến bảo quản và tiêu thụ nông sản.
Lực lượng lao động bền bỉ
Tại thành phố Hanyu (tỉnh Saitama), bà Takeshi Yoshida, 67 tuổi, từng có ý định nghỉ canh tác vì tuổi cao, sức yếu. Nhưng sau khi trang trại của bà được hỗ trợ lắp đặt hệ thống robot thu hoạch dưa chuột, bà quyết định tiếp tục gắn bó với cánh đồng.
“Robot làm việc như cánh tay không biết mỏi. Nó nhận diện quả chín, hái chính xác mà không làm hư cuống hay làm trầy vỏ, điều mà người già như tôi không thể làm liên tục được nữa”, bà Yoshida chia sẻ với đài NHK.
Robot được phát triển bởi Agrist, công ty khởi nghiệp được thành lập vào năm 2019. Agrist đã nghiên cứu về robot thu hoạch cho nhiều loại cây trồng, bao gồm cà chua, dâu tây và dưa.
Một công ty khởi nghiệp khác đang tạo nên làn sóng trong lĩnh vực nông nghiệp thông minh là Inaho, có trụ sở tại Kamakura (tỉnh Kanagawa, gần Tokyo). Inaho phát triển robot có khả năng thu hoạch cà chua bi theo chùm hoặc từng quả, bằng cách phân tích hình dạng, màu sắc, vị trí và góc quay.
Những robot này hiện được sử dụng tại hơn 40 nhà kính khắp Nhật Bản, với năng suất cao hơn 25% và giảm thiểu đến 80% công việc tay chân. Cà chua thu hoạch được đóng gói ngay tại chỗ với chất lượng đạt chuẩn xuất khẩu sang châu Âu.
Tại tỉnh Miyazaki, một trong những khu vực sản xuất ớt chuông lớn nhất Nhật Bản, công ty Agrist đã phát triển robot hái ớt, có thể hoạt động 24/7 trong nhà kính. Robot lướt trên dây cáp, nhận diện trái chín dựa trên hình ảnh được đào tạo, xác định vị trí và thu hoạch mà không làm hỏng cây.
Robot mất khoảng một phút để thu hoạch một quả ớt chuông, chậm hơn nhiều so với con người, nhưng điểm mạnh của nó là khả năng làm việc liên tục, không ngừng nghỉ. Theo Nikkei Asia, mô hình ứng dụng tại Miyazaki giúp năng suất tăng 1,4 lần so với bình quân tỉnh, còn chi phí nhân công giảm gần 60%.
Không chỉ trong nhà kính, công nghệ robot cũng đang được triển khai mạnh mẽ trên các cánh đồng ngoài trời, nơi người nông dân từng phải phụ thuộc hoàn toàn vào sức lao động thủ công và thời tiết.
Tại Niigata, công ty FieldWorks thử nghiệm robot Akebono nhổ cỏ tự động trên các cánh đồng lúa nước. Robot sử dụng hệ thống GPS, cảm biến mặt đất và camera 360 độ để định vị và xử lý cỏ dại mà không dùng thuốc bảo vệ thực vật. Đây là giải pháp được kỳ vọng giảm ô nhiễm đất và chi phí sản xuất lúa gạo, một vấn đề sống còn trong bối cảnh Nhật Bản đang đẩy mạnh nông nghiệp bền vững.
Ngoài ra, các vùng trồng lúa ở Hokkaido và Fukushima áp dụng máy bay không người lái (drone) để gieo mạ và phun phân bón. Một mô hình tại Tomakomai cho thấy, sử dụng drone kết hợp robot gặt lúa giúp giảm 50% thời gian sản xuất và tiết kiệm hàng nghìn USD mỗi mùa vụ.
Những tiến bộ này không chỉ giúp người nông dân duy trì năng suất, mà còn mở ra khả năng mở rộng diện tích canh tác mà không cần thêm nhân lực.
Nền tảng từ công nghệ không dây
Công nghệ không dây tốc độ cao và dữ liệu lớn được xem là xương sống cho nông nghiệp thông minh tại Nhật Bản. Ông Masakazu Abe, Giám đốc Công ty công nghệ nông nghiêp NTT AgriTechnology, cho biết: “5G cho phép người nông dân cao tuổi vận hành máy gặt hay hay điều khiển drone gieo mạ, tưới tiêu chỉ bằng điện thoại thông minh, điều mà trước đây là bất khả thi”.
Tại Hokkaido, vùng đất có nhiều trang trại rộng lớn, mạng 5G được triển khai tại các khu sản xuất để truyền trực tiếp hình ảnh 4K từ ruộng đồng về trung tâm điều phối. Điều này cho phép các chuyên gia phân tích từ xa theo thời gian thực và đưa ra chỉ dẫn chính xác, thay vì phải trực tiếp đến hiện trường.
Trong khi đó, công ty ZeRo.agri tại tỉnh Ibaraki phát triển hệ thống tưới tiêu thông minh sử dụng cảm biến độ ẩm, ánh sáng và AI để tối ưu hóa thời điểm cùng lượng nước tưới. Theo một thử nghiệm năm 2022, hệ thống này giúp giảm tới 60% lượng nước sử dụng, đồng thời tăng sản lượng cà tím lên hơn 17%.
Chính sách hỗ trợ tối đa
Chính phủ Nhật Bản cũng đẩy mạnh nông nghiệp số thông qua các chương trình hỗ trợ tài chính như cho vay không lãi suất cho nông dân đầu tư máy móc tự động, hay trợ cấp đến 50% chi phí thiết bị công nghệ cao đang được triển khai từ năm 2020. Ngoài ra, chính phủ còn đầu tư vào đào tạo hơn 10.000 kỹ thuật viên nông nghiệp số trong giai đoạn 2021 – 2025, nhằm cung cấp lực lượng hỗ trợ triển khai công nghệ tận ruộng.
Hệ sinh thái công – tư – học thuật cũng là yếu tố quan trọng. Nhiều trường đại học như Đại học Tokyo, Đại học Tsukuba, hay Viện Công nghệ Kyushu đã hợp tác với doanh nghiệp để phát triển và thử nghiệm thiết bị trên thực địa. Cơ chế đặc khu nông nghiệp thông minh (Smart Agriculture Special Zones) tại các tỉnh như Hokkaido, Kumamoto và Oita giúp tháo gỡ các rào cản về luật pháp, tạo điều kiện cho startup và nông dân mạnh dạn đổi mới.
