Một cánh tay sinh học mảnh mai len lỏi qua những luống cà chua, trong khi hệ thống thị giác 3D quét nhanh môi trường xung quanh. Khi dừng lại ở một bông hoa, các cảm biến trên đầu ngón tay đánh giá độ nhớt của phấn hoa, còn các thuật toán xử lý dữ liệu trong tích tắc. 

Khi xác nhận đủ điều kiện, rung động tần số cao sẽ khiến phấn hoa được "phun sương", rồi rải chính xác lên những bông hoa lân cận – hoàn tất quá trình thụ phấn nhân tạo với độ chính xác đáng kinh ngạc. Sau đó, robot tiếp tục di chuyển đến cây tiếp theo, tránh vật cản với mức độ nhận thức gần như con người.

Đây không phải là một cảnh phim khoa học viễn tưởng mà là robot nông nghiệp thông minh do nhóm nghiên cứu tại Đại học Phúc Đán (Fudan) của Trung Quốc phát triển - minh chứng sống động cho khái niệm trí tuệ nhân tạo hiện thân (embodied AI), một lĩnh vực tập trung vào việc phát triển các hệ thống AI có khả năng tương tác với thế giới thực.

Hệ thống này tích hợp hàng loạt công nghệ tiên tiến như thị giác 3 chiều, dẫn đường tự động, ra quyết định qua nền tảng đám mây và học sâu AI. Kết quả là một cỗ máy có thể mô phỏng nhận thức, ra quyết định và thực thi nhiệm vụ như con người – hoàn toàn khác biệt với các thiết bị đơn chức năng trước đây.

Theo Phó Giáo sư Shang Huiliang - người đứng đầu dự án trên, nhóm bắt đầu nghiên cứu vào năm 2021 sau khi xác định robot nông nghiệp là một hướng đi đầy tiềm năng. Ông chia sẻ: "Chúng tôi nhận thấy tự động hóa chính xác trong nông nghiệp là một lĩnh vực vừa đầy thách thức, vừa mở ra cơ hội lớn".

Quá trình phát triển không hề dễ dàng. Những việc tưởng chừng đơn giản như thu hoạch trái cây bị che khuất, hay di chuyển trong vườn cây rậm rạp lại là những bài toán hóc búa cho máy móc. Trong điều kiện nhân lực hạn chế, nhóm áp dụng chiến lược nghiên cứu – phát triển có hệ thống.

Ban đầu, họ tận dụng thế mạnh học thuật của Đại học Phúc Đán, hợp tác với chuyên gia về quang học và thuật toán để giải bài toán nhận diện trái cây bị khuất, trong khi các nhà khoa học vật liệu và kỹ sư cơ khí thiết kế cánh tay sinh học linh hoạt. Dần dần, một nhóm nghiên cứu liên ngành tinh gọn ra đời, bao gồm các lĩnh vực: cơ khí, điện tử, điều khiển tự động, phát triển phần mềm và AI.

Sau 4 năm phát triển và trải qua 4 thế hệ cải tiến, robot hiện tại có thể phối hợp các bộ phận như mắt, não, tay, chân để vận hành trơn tru. Nhà khoa học Li Ruijiao - một thành viên nhóm nghiên cứu - cho biết: "Mẫu robot hiện tại của chúng tôi duy trì tỷ lệ thụ phấn thành công trên 90% ngay cả trong điều kiện tự nhiên khắc nghiệt".

Hiện robot đang được thử nghiệm thực địa tại nông trại của tập đoàn Bright Food ở Trùng Minh và cho thấy hiệu quả vượt trội. Theo đánh giá, một robot có thể thay thế 6 lao động nông nghiệp, đồng thời duy trì hiệu suất và độ chính xác cao. Sự kết hợp giữa hiệu năng và khả năng chi trả đã nhanh chóng thu hút sự quan tâm của nhiều doanh nghiệp trong ngành.

Nhóm nghiên cứu theo đuổi mô hình đổi mới dựa trên nhu cầu thực tiễn. Các thành viên đã thực hiện khảo sát thực địa tại 20 nông trại ở Thượng Hải và các tỉnh như Thanh Hải, Quảng Đông và Hải Nam để hiểu rõ những vấn đề mà người nông dân gặp phải.

Nhà khoa học Li Ruijiao nhấn mạnh: "Chúng tôi đã đảo ngược quy trình nghiên cứu và phát triển truyền thống bằng cách bắt đầu từ những khó khăn thực tế của nông dân. Phát triển công nghệ cứng đòi hỏi giải quyết bài toán trong điều kiện thực tiễn".