Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Nghiên cứu thiết kế chế tạo robot thông minh phục vụ sản xuất rau ở thành phố Hà Nội (24/07/2025)

Hà Nội có diện tích sản xuất rau quả lớn, hiện nay chủ yếu là sản xuất theo phương thức canh tác truyền thống bằng thủ công, sức người kết hợp với kinh nghiệm, một số khâu công việc đã ứng dụng máy móc vào trong sản xuất như khâu làm đất, khâu tưới nước, khâu phun thuốc, khi áp dụng máy móc vào trong sản xuất cho năng suất và chất lượng sản phẩm tăng lên, giảm chi phí nhân công, từ đó tăng hiệu quả kinh tế trong sản xuất. Trong sản xuất rau ở thành phố Hà Nội còn nhiều tồn tại, như: chỉ có khâu phay đất được thực hiện bằng máy phay, còn hầu hết các khâu đều được thực hiện bằng thủ công như khâu đục lỗ màng phủ, khâu xới đất trong chăm bón, khâu làm cỏ, khâu bón phân, khâu thu hoạch, từ đó ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng rau, đặc biệt là rau quả chất lượng cao để đáp ứng yêu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu.

Ở một số nước nông nghiệp phát triển như Nhật bản, Hàn Quốc, phát đã sử dụng Robot thông minh vào trong quá trình sản xuất rau như Robot tự động đục lỗ màng phủ, Robot xới đất, Robot tự động làm cỏ, phun thuốc bảo vệ thực vật, khi áp dụng các Robot thông minh vào trong sản xuất rau cho năng suất và chất lượng rau cao, đặc biệt là giảm chi phí nhân công lao động trong nông nghiệp, trong khi đó lao động trong nông nghiệp trên địa bàn thành phố Hà Nội có xu hướng giảm vì người làm nông nghiệp có xu hướng dịch chuyển lên thành phố để làm việc trong các công ty, các nhà máy xí nghiệp.

Việc áp dụng công nghệ cao nói chung và áp dụng Robot bị thông minh vào trong sản xuất nông nghiệp nói chung và vào trong sản xuất rau quả nói riêng là tất yếu và có tính thời sự, vì nó mang lại rất nhiều lợi ích. Hiện nay Robot thông minh sử dụng trong sản xuất rau quả còn rất hạn chế, việc nhập khẩu của nước ngoài rất đắt tiền, không phù hợp với điều kiện cây trồng của Việt Nam. Để làm chủ được công nghệ, phù hợp với điều kiện canh tác, với cây rau trên địa bàn thành phố Hà Nội, đồng thời thiết bị có vốn đầu tư phù hợp với sản xuất nông nghiệp của địa phương thì cần thiết phải có nghiên cứu thiết kế chế tạo Robot thông minh phục vụ cho sản xuất rau quả công nghệ cao, đáp ứng yêu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu.

Xuất phát từ những lý do như đã phần tích ở trên, năm 2020, Sở Khoa học và công nghệ thành phố Hà Nội đã giao cho Trường Đại học Điện lực chủ trì, ThS. Lê Quốc Dũng làm chủ nhiệm đề tài cấp thành phố “Nghiên cứu thiết kế chế tạo Robot thông minh phục vụ sản xuất rau ở thành phố Hà Nội ”, kết quả của đề tài đã thiết kế chế tạo và khảo nghiệm và hoàn thiện được Robot thông minh phục vụ sản xuất rau ở thành phố Hà Nội.

Robot thông minh được chế tạo và hoàn thiện.

Đề tài đã làm chủ được công nghệ thiết kế, công nghệ chế tạo Robot thông minh sản xuất nông nghiệp, làm chủ được xây dựng chương trình điều khiển toàn bộ hoạt động của Robot sản xuất nông nghiệp, đồng thời đã tích hợp công nghệ cơ khí, điện và tự động hóa để thiết kế, chế tạo Robot nông nghiệp có tỷ lệ nội địa hóa cao. Đã thiết kế, chế tạo, lắp ráp và hoàn thiện được Robot thông minh phục vụ sản xuất rau ở Hà Nội, Robot thông minh phục vụ sản xuất rau ở Hà Nội bao gồm: thân Robot thông minh có tích hợp các mô đun công tác; mô đun đục lỗ màng phủ, mô đun xới đất, mô đun cào cỏ. Robot thông minh được thiết kế chế tạo đạt thông số kỹ thuật: công suất động cơ 6kW, tốc độ di chuyển khi canh tác tối đa 3km/h, trọng lượng tối đa 600kg, khả năng mang tải 200kf, thời gian làm việc liên tục 4 giờ, năng suất canh tác 2,5ha/ngày, dung lượng ắc quy 200AH, điện áp ắc quy 48V. Robot có các tính năng thông minh như: có khả năng tương tác với môi trường, có thể điều khiển và thu thập dữ liệu qua máy tính bảng và điện thoại thông minh, là thiết bị canh tác nông nghiệp tự động theo chương trình được điều hướng dẫn đường bằng các hệ thống định vị và theo dõi mặt đất. Về chức năng, Robot vận hành tự động theo chương trình đối với từng chế độ chăm sóc theo quy trình của mỗi loại cây trồng, vận hành bằng tay theo quy trình nuôi trồng cần tây, tỏi tây và súp lơ xanh, có khả năng thay đổi tham số theo các loại cây trồng qua màn hình cảm ứng hoặc máy tính bảng, điện thoại thông minh… Về cấu trúc, Robot được chế tạo độc lập với nhiều mô đun tách rời, mỗi mô đun là một tính năng độc lập và được lắp ráp nhanh trên thân Robot theo yêu cầu canh tác. Mô đun đục lỗ màng phủ có thông số kỹ thuật với công suất đục lỗ 13.000 lỗ /ngày, kích thước lỗ 100-170mm, mô đun xới đất (có thông số kỹ thuật xới làm xốp đất tới độ sâu từ 6 đến 11 cm (chiều sâu canh tác trên mặt luống) đối với các loại rau mầu có tỷ trọng từ 2,1 đến 2,89, độ xốp từ 33% đến 58%, công suất từ 2 ha đến 3 ha mỗi ngày). Mô đun làm cỏ có thông số kỹ thuật: cào các loại cỏ dại dễ chùm, năng suất 3,1ha/ngày.

Nghiên cứu cũng đã tiến hành thử nghiệm Robot thông minh phục vụ sản xuất rau ở Hà Nội. Kết quả thử nghiệm đã xác định được các chỉ tiêu kỹ thuật của Robot thông minh, các chỉ tiêu, kỹ thuật của Robot và các mô đun canh tác đều đạt yêu cầu so với mục tiêu, yêu cầu đặt ra. Thử nghiệm cho thấy, Robot thông minh có các tính năng thông minh như: có khả năng tương tác với môi trường; có thể điều khiển và thu thập dữ liệu qua máy tính bảng và điện thoại thông minh; hoạt đông theo chương trình được điều hướng dẫn đường bằng các hệ thống định vị và theo dõi mặt đất. Chế độ vận hành Robot linh hoạt điều khiển từ xa bằng tay và tự động theo chương trình, kết cấu gồm có Robot và các mô đun lắp ráp nhanh.

Với kết quả nghiên cứu trên, Robot thông minh phục vụ sản xuất rau ở Hà Nội có thể sử dụng trong thực tế để phục vụ cho sản xuất một số loại rau trên địa bàn thành phố Hà Nội.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu nhiệm vụ KH&CN tại Trung tâm Công nghệ Thông tin và Truyền thông Hải Phòng hoặc Cục Thông tin, Thống kê./.