Biến khó khăn của những người chăn nuôi tôm thành ý tưởng sáng tạo, nhóm sinh viên năm III khoa Điện - Điện tử, Trường ĐH Bách Khoa ĐHQG-HCM gồm Thái Nguyễn Trung Thành, Nguyễn Thanh Sang và Nguyễn Xuân Tuyên dưới sự hướng dẫn của TS Phạm Việt Cường - Phó trưởng Bộ môn Điều khiển tự động, khoa Điện - Điện tử đã chế tạo hệ thống tự động giám sát và kiểm tra chất lượng chăn nuôi tôm công nghiệp.

Đây là sản phẩm đoạt giải Nhất tại cuộc thi “The 7th Delta International Smart & Green Manufacturing Contest” năm 2021 do Trung Quốc tổ chức. Website ĐHQG-HCM đã có cuộc trao đổi với TS Phạm Việt Cường và nhóm nghiên cứu về dự án này.

* Thưa TS Phạm Việt Cường, điều gì đã giúp nhóm hình thành ý tưởng về hệ thống thông minh giám sát và kiểm tra chất lượng tôm này?  

- Lĩnh vực nông nghiệp thông minh không phải là điều gì mới mẻ trên thế giới nhưng có lẽ còn ít được quan tâm ở Việt Nam. Ở nước ta, theo tôi biết, khi cần kiểm tra tôm nuôi trong hồ thông thường người ta phải vớt tôm lên và kiểm tra, đánh giá thủ công. Các công đoạn này hoàn toàn có thể được thực hiện tự động bằng cách sử dụng trí tuệ nhân tạo và vạn vật kết nối (IoT) để nâng cao năng suất, chất lượng công việc.

* Ý tưởng này được hiện thực hóa ra sao, thưa anh Thái Nguyễn Trung Thành?

- Hệ thống này được nhóm thực hiện từ tháng 7/2020 đến nay, bắt đầu từ đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên của chúng tôi tại Trường ĐH Bách Khoa. Trong quá trình hiện thực hóa ý tưởng, nhóm gặp khá nhiều khó khăn về tài liệu. Đối với sinh viên chúng tôi, đây là một đề tài khá mới. Ngoài ra, do dịch bệnh bùng phát khiến nhóm chưa có cơ hội thử nghiệm mô hình này ở các trang trại nuôi tôm mà chỉ có thể thử nghiệm bước đầu ở các mô hình.

Đồng thời, chi phí cũng là một vấn đề nan giải với nhóm bởi ngoài những thiết bị công nghiệp được công ty Delta Electronics (thuộc Tập đoàn Delta Group) hỗ trợ, nhóm đã phải bỏ ra khoảng 15 triệu đồng cho các thiết bị phần cứng và mô hình cơ khí của sản phẩm.

* Nhóm đến với cuộc thi quốc tế chế tạo xanh và thông minh năm nay như thế nào?

- TS Phạm Việt Cường: Khoảng tháng 12/2020, hệ thống này của nhóm đã được xếp Top 9 trong một cuộc thi về khởi nghiệp ở Đài Loan. Nhóm còn công bố một số kết quả nghiên cứu liên quan trong một hội nghị quốc tế chuyên ngành vào tháng 4/2021.

Hằng năm, các nhóm sinh viên của Trường ĐH Bách Khoa ĐHQG-HCM đều có dự án nghiên cứu tham gia cuộc thi “The 7th Delta International Smart & Green Manufacturing Contest”. Trong đó, nhiều dự án của sinh viên đạt thành tích nổi bật. Điều đó cho thấy xu hướng phát triển, tiềm năng và cơ hội rất lớn của sinh viên Trường ĐH Bách Khoa ĐHQG-HCM trong nghiên cứu khoa học - kỹ thuật. Vào tháng 5 vừa qua, tôi đã hướng dẫn các bạn đăng ký tham gia cuộc thi năm nay.

Tuy nhiên thông tin của cuộc thi lần này đến với chúng tôi khá chậm, vào sát hạn chót nộp hồ sơ nên khiến các bạn không có nhiều thời gian để chuẩn bị. Ngoài ra, do dịch COVID-19, cuộc thi năm nay được tổ chức online với sự tham gia của 546 đội sinh viên từ hơn 200 trường đại học đến từ Trung Quốc, Đài Loan, Thái Lan, Ấn Độ và Việt Nam. Do đó, chúng tôi không trực tiếp đến Trung Quốc mà phải gửi sản phẩm dự thi cho ban tổ chức.

- Sinh viên Thái Nguyễn Trung Thành: Đứng sau 3 đội đoạt giải Đặc biệt, nhóm mình là 1 trong 12 đội giành giải Nhất trong số 100 đội  vào vòng chung kết của cuộc thi năm nay. Dịch bệnh và khó khăn về tài chính đã ảnh hưởng nhiều đến chất lượng mô hình của nhóm. Mặc dù kết quả không như mong đợi nhưng tụi mình vẫn cảm thấy tự hào về thành tích này. Điều nhóm hào hứng nhất khi tham gia cuộc thi là được tiếp xúc với cộng đồng kỹ thuật quốc tế, học hỏi công nghệ và phương pháp tiên tiến từ đội bạn.

* Hệ thống sử dụng AI và IoT này hoạt đột thế nào để tự động giám sát và kiểm tra chất lượng chăn nuôi tôm?

- Sinh viên Thái Nguyễn Trung Thành: Đây là một hệ thống IoT và trí tuệ nhân tạo phục vụ giám sát và kiểm tra chất lượng chăn nuôi tôm công nghiệp. Hệ thống gồm 4 phần chính là: camera hồng ngoại có thể hoạt động dưới nước; hệ thống trí tuệ nhân tạo phân tích thông tin và hình ảnh thu được; động cơ AC, biến tần và phần mềm điều khiển; bộ điều khiển trung tâm và máy tính nhúng. Ngoài ra, hệ thống còn được trang bị các kết cấu cơ khí để di chuyển camera đến toàn bộ các hồ nuôi tôm. Mô hình hệ thống dài 1,8m, rộng 1m và cao 1,5m.

Về cách vận hành, camera hồng ngoại khi nhận được tín hiệu từ bộ điều khiển trung tâm sẽ di chuyển trên hệ thống thanh trượt vitme dọc chiều dài hồ nuôi tôm. Sau đó, camera này liên tục lặn sâu rồi nổi lên nhằm thu thập toàn bộ hình ảnh về tôm nuôi trong hồ. Những hình ảnh này được lưu trữ trong bộ nhớ đám mây (Cloud) và truyền về bộ xử lý trung tâm để đếm số lượng cũng như ước lượng kích thước, khối lượng của tôm. Các thông tin trên sẽ được hiển thị ngoài giao diện máy tính, website hoặc điện thoại thông minh để người quản lý dễ dàng kiểm tra, theo dõi tình trạng tôm nuôi trong hồ và kịp thời xử lý các tình huống bất ngờ xảy ra trong bể nuôi tôm.

Đây là chỉ mô hình bước đầu, trong quá trình phát triển, nhóm sẽ có nhiều cải tiến về công năng của hệ thống này.

* Sau khi đoạt giải tại cuộc thi quốc tế, nhóm có những dự định gì phát triển dự án này, thưa TS Phạm Việt Cường?

- Đề tài này xuất phát từ nhu cầu thực tế nên tôi cho rằng nó có tính ứng dụng và khả năng phát triển cao. Trong thời gian tới, chúng tôi tiếp tục thực nghiệm, cải tiến nhằm tìm ra và khắc phục những sai số. Chúng tôi cũng sẽ phát triển thêm nhiều tính năng khác cho hệ thống như phát hiện bệnh của tôm, giám sát nhiệt độ, độ mặn, độ pH của nước, điều khiển các thông số kỹ thuật của hồ nuôi tôm, cho tôm ăn tự động... để phù hợp với quy mô, tính chất của bể nuôi công nghiệp.

PHƯƠNG ANH - THU THẢO thực hiện