Trong bối cảnh xuất khẩu chè Việt Nam tăng trưởng mạnh cả về sản lượng và giá trị, một nghịch lý vẫn tồn tại dai dẳng: giá bán chè Việt Nam thấp hơn đáng kể so với mặt bằng chung của thế giới, dù chất lượng sản phẩm không hề thua kém. Để nâng cao giá trị thương phẩm, ngành chè không thể tiếp tục dựa vào các phương thức sản xuất manh mún và lối làm ăn nhỏ lẻ. Ứng dụng công nghệ cao – đặc biệt là công nghệ viễn thám máy bay không người lái (UAV) và trí tuệ nhân tạo nhằm tăng năng suất và chất lượng chè – đang mở ra một hướng đi mới đầy triển vọng, trong đó nổi bật là đề tài nghiên cứu vừa được triển khai bởi nhóm nhà khoa học trẻ thuộc Khoa Khoa học Vũ trụ và Trái đất, Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội (USTH).
Công nghệ UAV: Cánh cửa mới cho nông nghiệp chè chính xác
Việt Nam hiện đứng thứ 5 toàn cầu về xuất khẩu chè, với sản phẩm hiện diện tại hơn 70 quốc gia và vùng lãnh thổ. Dù vậy, giá xuất khẩu chè Việt Nam vẫn chỉ đạt khoảng 1,7 USD/kg – thấp hơn 35% so với mức trung bình toàn cầu. Nguyên nhân chủ yếu đến từ sản xuất nhỏ lẻ, thiếu liên kết chuỗi và hạn chế trong kiểm soát chất lượng, truy xuất nguồn gốc. Các vùng chè nổi tiếng như Thái Nguyên, Sơn La, Lâm Đồng… vẫn chưa khai thác hết tiềm năng giá trị gia tăng.
Xuất phát từ thực tế đó, đề tài nghiên cứu “Ứng dụng dữ liệu UAV kết hợp với học máy đánh giá năng suất và chất lượng chè”, do PGS. TS. Tống Sĩ Sơn – Phó Trưởng khoa, khoa Khoa học Vũ trụ và Trái đất (USTH) làm chủ nhiệm, được triển khai như một hướng tiếp cận mới nhằm hướng tới hiện đại hóa nông nghiệp chè Việt Nam.
Đây là một trong sáu đề tài đầu tiên được phê duyệt thuộc hướng công nghệ vũ trụ – hướng nghiên cứu mới trong hệ thống 8 hướng KHCN ưu tiên cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam năm 2025.
Đề tài sử dụng thiết bị bay không người lái (UAV) tích hợp cảm biến đa phổ, siêu phổ và máy đo phổ phản xạ, có khả năng chụp ảnh tầm gần độ phân giải cao, cung cấp dữ liệu tương tự “chụp cắt lớp” từng tầng lá chè. Dữ liệu ảnh sau đó sẽ được xử lý bằng các thuật toán học máy (machine learning) để: phân tích đặc tính hóa học: Tannin (tạo vị chát), chlorophyll (màu lá, khả năng quang hợp), lượng đường (ảnh hưởng đến hương vị); và ước tính đặc trưng vật lý: độ cao búp chè, khối lượng, mật độ búp chè một cách chính xác – các yếu tố quyết định đến năng suất và chất lượng sản phẩm.
Hướng tới mô hình nông nghiệp thông minh, chuẩn hóa quốc tế
Thay vì phải chờ ảnh vệ tinh – vốn có độ phân giải thấp, tần suất chụp lặp dài và bị ảnh hưởng bởi thời tiết – UAV có thể bay linh hoạt, chụp ảnh chính xác tại thời điểm cây trồng đang trong “thời điểm vàng” như nảy lộc, ra búp, trổ lá. Chỉ trong vòng 30 phút, UAV có thể bay chụp, quét ảnh toàn bộ một vùng chè rộng lớn, cho phép xây dựng bản đồ phân bố các đặc trưng chất lượng và sinh trưởng ở mức độ chi tiết đến centimet.
Dựa trên bản đồ này, nhà sản xuất hoặc người nông dân hiện đại có thể: nhận biết chính xác vị trí chè có năng suất thấp, thiếu dinh dưỡng, hoặc sâu bệnh để can thiệp sớm như điều khiển UAV phun thuốc trừ sâu, bón phân đúng chỗ, tránh lãng phí và ô nhiễm; chuẩn hóa quy trình canh tác, thu hoạch, nâng cao và bình ổn chất lượng cũng như sản lượng sản phẩm.
Đặc biệt, mô hình này còn giúp truy xuất nguồn gốc sản phẩm theo từng lô – thửa – ngày, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của thị trường xuất khẩu về chất lượng và minh bạch.
Theo nhiều chuyên gia nhận định, nút thắt lớn nhất của ngành chè hiện nay là sự manh mún, phân tán trong sản xuất, các cơ sở sản xuất nhỏ phát triển tự phát, tranh mua tranh bán giảm giá trị thương phẩm. Điều này khiến giá trị chè Việt khó có thể bứt phá, dù chất lượng không hề thua kém các quốc gia hàng đầu.
Đề tài của nhóm nghiên cứu tại USTH, với sự hỗ trợ của thiết bị UAV hiện đại và phân tích học máy, đang mở ra một giải pháp căn cơ cho bài toán này. Khi chất lượng, sản lượng chè được đo đếm chính xác bằng dữ liệu, người sản xuất có thể liên kết vùng nguyên liệu, chuẩn hóa đầu ra, từ đó tiến tới xuất khẩu có thương hiệu, có giá trị cao, đáp ứng các yêu cầu ngày càng khắt khe của thị trường.
Đào tạo nguồn nhân lực và thúc đẩy đổi mới sáng tạo
Ngoài mục tiêu khoa học và thực tiễn, đề tài cũng mở ra nhiều cơ hội cho sinh viên, học viên cao học và nhà nghiên cứu trẻ. PGS. TS. Tống Sĩ Sơn cho biết: “Để phát triển theo hướng này, chúng ta rất cần những bạn trẻ có đam mê, có nền tảng về AI, xử lý ảnh, và kiến thức chuyên sâu về viễn thám”. Làm nghiên cứu giờ không chỉ thu mình trong phòng lab mà còn phải sát với thực tế, thấu hiểu đời sống và cả tâm tư của người nông dân trong bối cảnh cảnh toàn cầu hóa.
Trong các chuyến khảo sát, nhóm đã làm việc tại những đồi chè xa trung tâm, đối mặt với điều kiện khí hậu khắc nghiệt. Những bữa cơm dân dã với gà đồi, cá suối, rau vườn mà người nông dân gửi gắm cho nhóm nghiên cứu đã để lại nhiều ấn tượng sâu sắc. Đó không chỉ là hỗ trợ, mà còn là sự đồng hành và khích lệ cho thế hệ nhà khoa học trẻ.
Công nghệ là chìa khóa để chè Việt Nam “nâng cao giá trị thương phẩm”
Với những bước tiến cụ thể trong ứng dụng UAV, cảm biến quang phổ và học máy, nhóm nghiên cứu tại USTH đang từng bước đặt nền móng cho một mô hình nông nghiệp chè chính xác, hiệu quả và bền vững hơn.
Giá trị thực sự của công nghệ không nằm ở sự hào nhoáng, mà ở khả năng giải quyết những vấn đề rất cụ thể – như xác định chính xác vị trí bất thường trên cánh đồng, ước tính chất lượng, sản lượng, thúc đẩy phương thức sản xuất lớn, truy xuất nguồn gốc khó khăn. Trong tương lai, khi những đồi chè có thể xuất khẩu với thương hiệu riêng, cùng bản đồ số hóa chứng minh chất lượng, thì giấc mơ chè “thông minh” với giá trị xứng tầm sẽ không còn quá xa vời.
