Sản phẩm của TS Nguyễn Hữu Chúc và cộng sự.
Từ chiếc máy thu hoạch rau má
TS Nguyễn Hữu Chúc, Khoa Cơ khí, Trường Cao đẳng Công nghiệp Huế và cộng sự vừa nghiên cứu và hoàn thiện sản phẩm máy thu hoạch rau bán tự động, có thể ứng dụng trên mọi điều kiện đồng ruộng cho các loại rau.
Qua khảo sát của nhóm nghiên cứu, Thừa Thiên - Huế có nhiều vùng trồng rau má, nhất là xã Quảng Thọ (Quảng Điền). Với diện tích hơn 50ha, việc thu hoạch thủ công cần đến hơn 2,5 tỷ đồng/năm.
Việc cắt và thu gom rau má bằng tay có năng suất thấp (trung bình khoảng 150kg/người/ngày), người dân thường dẫm đạp lên luống rau, làm dập các gốc cây khiến cây khó phát triển.
Mặc dù trên thế giới đã có nhiều loại máy thu hoạch rau, song các loại máy móc này vừa đắt, lại không thực sự phù hợp với phương pháp canh tác rau ăn lá tại Việt Nam. Trước thực trạng này, TS Nguyễn Hữu Chúc và các cộng sự đã nghĩ đến việc chế tạo một thiết bị thu hoạch rau hiệu quả hơn.
Thông qua đề tài cấp tỉnh "Thiết kế và chế tạo máy thu hoạch rau má sử dụng năng lượng điện" vào năm 2015, nhóm nghiên cứu đã phát triển thành công chiếc máy thu hoạch rau bán tự động gọn nhẹ, giúp tăng năng suất thu hoạch.
TS Nguyễn Hữu Chúc cho biết, từ năm 2015, nhóm đã nghiên cứu và lắp ráp máy cắt rau má chạy bằng năng lượng nguồn điện từ bình ắc quy. Tuy nhiên, qua quá trình thử nghiệm, chiếc máy hoạt động cho năng suất thấp, do xảy ra hiện tượng tồn ứ rau ở lưỡi cắt nên buộc phải tiếp tục cải tiến các bộ phận của máy.
Qua nhiều lần thử nghiệm, cải tiến, cuối cùng nhóm đã thành công khi chế tạo ra máy thu hoạch rau má chạy bằng động cơ xăng cho năng suất cao. Máy có 5 bộ phận chính gồm: Cắt hai dao chuyển động ngược chiều, vơ gom dùng rulo cuốn rau từ bộ phận cắt. Tiếp đó, băng chuyền sẽ vận chuyển rau lên giỏ thu sản phẩm... Ưu điểm của máy là cho năng suất gấp 8 đến 10 lần so với cắt thủ công.
Quá trình phát triển sản phẩm, TS Chúc nhận thấy nếu máy chỉ gói gọn trong thu hoạch rau má thì khó có tiềm năng nhân rộng. TS Chúc và cộng sự quyết định cải tiến, nâng cấp để máy có thể thu hoạch tất cả các loại rau.
Để rau không bị dập nát sau thu hoạch, nhóm nghiên cứu đã thiết kế máy sử dụng lưỡi cưa mỏng, nhỏ, đồng thời có bộ phận để cuốn rau sau khi cắt lên băng tải.
Để điều chỉnh độ dài của thân rau sau thu hoạch, nhóm đã sử dụng một cảm biến khoảng cách xác định khoảng cách giữa thân rau và lưỡi cưa giúp điều khiển bộ phận cắt rau theo chiều dài phù hợp.
Nhận dạng cỏ và rau hỏng để loại bỏ
TS Nguyễn Hữu Chúc cho biết, để loại bỏ rau hỏng và cỏ dại ra khỏi băng tải thì phải bổ sung dữ liệu hình ảnh cho máy. Khi đó phải ứng dụng công nghệ AI để máy có thể nhận diện và loại bỏ tự động rau hỏng. Tuy nhiên, đây mới chỉ là dự định, nhóm chưa có điều kiện kinh tế để hoàn thiện tính năng này.
"Trong quá trình thực hiện dự án, do mặt ruộng trồng rau má không bằng phẳng nên việc thiết kế hệ thống để cắt đều rau gặp nhiều khó khăn. Nhóm phải thực hiện nhiều phiên bản thiết kế máy", TS Nguyễn Hữu Chúc cho hay.
Sau khi cắt rau, để phân loại rau úa, cỏ dại, nhóm đã thiết kế thêm cánh tay robot, camera, đường ray và giá đỡ. Camera sẽ thu thập hình ảnh rau/cỏ dại, bộ phận điều khiển sau khi nhận được thông tin sẽ truyền tín hiệu đến cánh tay robot, xác định vị trí và thực hiện loại bỏ rau hư/cỏ dại ra khỏi băng tải.
 Sản phẩm của TS Nguyễn Hữu Chúc và cộng sự. |
Kết quả thử nghiệm phân loại rau trong điều kiện phòng thí nghiệm khá thành công, song khi ra ngoài đồng ruộng lại vấp phải nhiều thách thức. Chạy ngoài đồng ruộng mấp mô khiến camera bị rung, dẫn đến độ nhiễu lớn, sai số cao hoặc ở ngoài trời điều kiện ánh sáng thay đổi theo gian… ảnh hưởng rất nhiều đến kết quả phân loại.
TS Nguyễn Hữu Chúc cho biết, với rau má, nếu thu hoạch tay, trung bình người nông dân có thể cắt được khoảng 50 - 70kg/người/ngày, nhưng nếu dùng chiếc máy này, có thể thu hoạch tối đa 100kg/giờ. Với tính mới và hiệu quả ứng dụng cao, máy thu hoạch rau này đã được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng bảo hộ giải pháp hữu ích vào tháng 9/2022.
Hiện nay, nhóm đã bán một chiếc máy cho một công ty ở tỉnh Bình Định. Ngoài ra, một số cá nhân, công ty ở Bình Định và Lâm Đồng cũng đã đặt hàng mua máy để cắt rau má, rau xà lách, rau khoai lang…
Nhóm mong muốn thương mại hóa sản phẩm này với giá rẻ nếu tìm được nguồn vật liệu rẻ (hiện tại bán 9,9 triệu đồng/máy); qua đó, góp phần áp dụng công nghệ cơ giới hóa vào đời sống sản xuất.
TS Nguyễn Hữu Chúc hy vọng sẽ nhận được nhiều quan tâm của các doanh nghiệp, chủ trang trại, người nông dân... để chung tay tạo hiệu quả trong sản xuất rau, hướng đến nền nông nghiệp 4.0.