Colleen Josephson, trợ lý giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học California, Santa Cruz, đã chế tạo một nguyên mẫu thẻ tần số vô tuyến thụ động có thể được chôn dưới lòng đất và phản xạ sóng vô tuyến từ một thiết bị đọc trên mặt đất, có thể do người cầm, máy bay không người lái hoặc gắn trên xe. Cảm biến này sẽ cho người trồng biết độ ẩm trong đất dựa trên thời gian sóng vô tuyến truyền đi.
Mục tiêu của Josephson là thúc đẩy việc sử dụng viễn thám trong các quyết định tưới tiêu.
“Mục tiêu chính là cải thiện độ chính xác của việc tưới tiêu,” Josephson nói. “Hàng thập kỷ nghiên cứu cho thấy rằng khi sử dụng hệ thống tưới tiêu dựa trên cảm biến, bạn sẽ tiết kiệm được nước và duy trì năng suất cao.”
Tuy nhiên, các mạng cảm biến hiện nay rất tốn kém, đòi hỏi phải có tấm pin mặt trời, dây dẫn và kết nối internet, có thể lên tới hàng nghìn đô la cho mỗi trạm thu thập dữ liệu.
Điểm mấu chốt là thiết bị đọc phải đi qua gần thẻ. Cô ấy ước tính nhóm của mình có thể làm cho nó hoạt động ở độ cao 10 mét so với mặt đất và sâu tới 1 mét dưới lòng đất.
Josephson và nhóm của cô đã chế tạo thành công một nguyên mẫu của thẻ định vị, một chiếc hộp hiện có kích thước bằng hộp giày, chứa thẻ tần số vô tuyến được cấp nguồn bằng một vài pin AA và một thiết bị đọc đặt trên mặt đất.
Được tài trợ bởi một khoản trợ cấp từ Quỹ Nghiên cứu Nông nghiệp và Thực phẩm, bà dự định nhân rộng thí nghiệm với một nguyên mẫu nhỏ hơn và sản xuất hàng chục chiếc, đủ để tiến hành thử nghiệm thực địa trên các trang trại được quản lý thương mại. Bà cho biết các thử nghiệm sẽ được thực hiện trên rau lá xanh và các loại quả mọng, vì đó là những cây trồng chính ở Thung lũng Salinas gần Santa Cruz.
Một mục tiêu là xác định xem tín hiệu sẽ truyền đi tốt như thế nào qua tán lá rậm rạp. Cho đến nay, tại trạm này, họ đã chôn các thẻ đánh dấu sát mép đường ống tưới nhỏ giọt xuống độ sâu 2,5 feet và đang thu được các số liệu đo đất chính xác.
Các chuyên gia thủy lợi vùng Tây Bắc đã hoan nghênh ý tưởng này — thủy lợi chính xác quả thực rất tốn kém — nhưng họ cũng đặt ra nhiều câu hỏi.
Chet Dufault, một người trồng trọt sử dụng các công cụ tưới tự động, thích ý tưởng này nhưng lại ngần ngại vì phải tốn nhiều công sức để đưa cảm biến đến gần thẻ.
“Nếu bạn phải cử người hoặc tự mình đi… bạn có thể cắm que thăm dò đất chỉ trong 10 giây dễ dàng như vậy,” ông nói.
Troy Peters, giáo sư kỹ thuật hệ thống sinh học tại Đại học Bang Washington, đặt câu hỏi về việc loại đất, mật độ, kết cấu và độ gồ ghề ảnh hưởng đến các kết quả đo như thế nào và liệu mỗi địa điểm có cần được hiệu chuẩn riêng hay không.
Hàng trăm cảm biến, được lắp đặt và bảo trì bởi các kỹ thuật viên của công ty, liên lạc với nhau bằng sóng radio với một bộ thu duy nhất được cấp nguồn bởi tấm pin mặt trời đặt cách đó tới 450 mét, sau đó truyền dữ liệu lên đám mây. Tuổi thọ pin không phải là vấn đề, vì các kỹ thuật viên sẽ đến kiểm tra từng cảm biến ít nhất một lần mỗi năm.
Ben Smith, chuyên gia kỹ thuật tưới tiêu của Semios, cho biết các nguyên mẫu của Josephson gợi nhớ lại 30 năm trước. Ông nhớ lại những hệ thống được chôn dưới đất với những sợi dây điện hở mà công nhân phải tự tay cắm vào thiết bị ghi dữ liệu cầm tay.
Các cảm biến hiện nay có thể phân tích dữ liệu về nước, dinh dưỡng, khí hậu, sâu bệnh và nhiều hơn nữa. Ví dụ, máy dò đất của công ty thực hiện đo lường cứ mỗi 10 phút, cho phép các nhà phân tích phát hiện xu hướng.
Thời gian đăng bài: 06/05/2024