Dự án vườn thông minh của nhóm sinh viên mê công nghệ

Chủ nhân của ý tưởng vườn thông minh là nhóm bốn sinh viên trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật công nghiệp Việt Nam - Hàn Quốc tại Nghệ An gồm: Bùi Văn Tuyên, Nguyễn Công Thanh, Đào Xuân Bình và Nguyễn Mạnh Tuấn (cùng SN 1996).

Vườn trồng nấm tự động hóa

Bùi Văn Tuyên, người đưa ra ý tưởng đầu tiên, cũng là trưởng nhóm kể lại: Cách đây hơn năm, khi đang là sinh viên năm cuối, cậu bàn với ba bạn học cùng lớp thực hiện chung đề tài tốt nghiệp mang tính đột phá công nghệ. Ở thời điểm bấy giờ, khái niệm cuộc cách mạng 4.0 đã bắt đầu được nhắc đến ngày càng nhiều. Ở địa phương có nhiều hộ trồng nấm nên nhóm quyết định sáng tạo mô hình trồng nấm ứng dụng công nghệ cao.

Trước khi bắt tay vào thực hiện, Tuyên đón xe khách ra Hà Nội tham quan một mô hình trồng rau công nghệ. Nhìn chủ trại rau bật tắt hệ thống tưới tiêu tự động, nam sinh viên càng thôi thúc bản thân hiện thực hóa ý tưởng. Tuyên tham khảo rồi trở về tính toán vật liệu. Cả nhóm chia nhau đến các xưởng cơ khí mua sắt, thép, máy cắt kim loại về tự dựng mô hình. “Mọi người góp tiền để mua vật liệu và trang trải chi phí, đến khi hoàn thành ngót nghét 10 triệu đồng”, trưởng nhóm kể.

Nói về chặng đường sáng tạo mô hình vườn thông minh, Tuyên cho hay cả nhóm viết phần mềm ứng dụng cơ bản rồi thử nghiệm từng công đoạn để chỉnh sửa dần. Lúc đầu chỉ là bật, tắt hệ thống tự động, sau đó thử nghiệm hiển thị các thông số môi trường trên màn hình máy tính. Tiếp đó tùy biến hiển thị trên màn hình smart phone.

Nhóm còn liên hệ với trang trại trồng nấm ở địa phương học hỏi kĩ thuật chăm sóc. Mặt khác để so sánh tốc độ sinh trưởng của nấm chăm sóc theo mô hình với nấm ở trang trại truyền thống. 

Khó khăn nhiều song áp lực lớn nhất với cả nhóm của Tuyên là thời gian. Cận kề thời điểm tốt nghiệp nên Tuyên và các bạn gần như tận dụng tối đa mọi thời gian có được. Áp lực đã được nhóm sinh viên biến thành động lực sáng tạo. Tuyên kể cả nhóm xác định nếu không hoàn thành đề tài thì sẽ không thể ra trường. Vì vậy mà ai cũng cố gắng kịp buổi bảo vệ khóa luận. Sau giờ lên lớp, bốn chàng sinh viên lại tập hợp bày mô hình ra chỉnh sửa. Nhiều lúc bất đồng quan điểm, mọi người tranh cãi quyết liệt nhưng phải trên tinh thần cầu thị. 

Quá trình thử nghiệm, cứ mỗi chi tiết thiếu chính xác, cả nhóm lại tháo tung mô hình lắp ráp lại. Sửa xong phần cứng lại chỉnh sửa phần mềm cho khớp. Chẳng hạn lúc đầu điện thoại nhận lệnh, hiển thị có mạng internet nhưng phải 10 giây đến một phút sau hệ thống mới khởi động thực hiện. “Cả nhóm ngồi lại bàn bạc, thay đổi cài đặt thời gian để ngay khi nhận lệnh trên phần mềm, phần ứng hoạt động ngay”, Tuyên nói.

Nhóm trưởng Bùi Văn Tuyên say mê cải tiến công nghệ để hiện thực hóa ý tưởng

Sau đúng bốn tháng từ lúc lên ý tưởng, tháng 5/2017 nhóm sinh viên trường nghề đã hoàn thiện cơ bản mô hình vườn thông minh. Trưởng nhóm chia sẻ, vườn thông minh ứng dụng lý thuyết công nghệ Internet of Things (IOT) -  mạng lưới vạn vật kết nối. Đây là một trong ba nội dung cơ bản của cuộc cách mạng 4.0.

Vườn sử dụng những máy tính siêu nhỏ kết hợp các cảm biến như độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng. Người dùng có thể dễ dàng theo dõi tình trạng môi trường và đưa ra những giải pháp như thiết lập thời gian tưới, thời gian chiếu sáng thông qua smart phone.

Mô hình vườn IOT hoạt động dựa trên ba phần chính bao gồm: Thiết bị phần cứng IOT kèm các cảm biến, kiểm soát các thông số môi trường như độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng. Thông tin được gửi lên máy chủ lưu và xử lý trước khi dữ liệu gửi đến điện thoại thông minh thông qua mạng internet. Khi điện thoại gửi lệnh điều khiển trở lại, lệnh được gửi lên máy chủ để đẩy về cho thiết bị phần cứng thực thi.

Sau khi hoàn thành mô hình cơ bản, nhóm của Tuyên đã lắp đặt ba hệ thống công nghệ tại ba cơ sở trồng nấm, mỗi vườn rộng 50m2 để thử nghiệm. 

Tiết kiệm 30% chi  phí, năng suất gấp đôi

Ý tưởng vườn thông minh đã gây ấn tượng với ban giám khảo cuộc thi về ý tưởng, sản phẩm khởi nghiệp và giành giải Nhất tại Festival sinh viên lần thứ Nhất năm 2017.

Được biết nhóm sinh viên thực hiện ý tưởng vườn thông minh đều đã ra trường, người làm việc ở Hà Nội, người vào Hà Tĩnh lập nghiệp. Tuy nhiên cả nhóm vẫn nhóm họp thường xuyên trên mạng xã hội để hoàn thiện ý tưởng dở dang. Mục đích hướng tới chu trình khép kín trồng nấm từ lúc định lượng mùn cưa vào túi đến thu hoạch.

Theo đó mô hình trước đây sẽ có thêm hệ thống công nghệ hấp sấy thanh trùng. Đầu tiên hệ thống rót định lượng mùn cưa vào túi, sau đó cấy phôi nấm vào mùn cưa. Túi được chuyển tới dây chuyền đóng gói thành các bịch phôi, tiếp tục chạy qua hệ thống hấp sấy thanh trùng bịch trong 24-72 tiếng. Sau đó đến công đoạn rạch túi, nấm mọc thành cây và vườn thông tin sẽ tự chăm sóc. 

Trưởng nhóm cho hay, người dân trồng nấm thủ công thu hoạch 300g/bịch phôi nặng 1,2kg. Song ứng dụng công nghệ IOT dự kiến thu được 500g. Nếu hoàn thiện thêm công nghệ hấp sấy thanh trùng, có thể đạt sản lượng 700g nấm/bịch, gấp 2 - 3 lần cách trồng truyền thống nhờ tỷ lệ phôi nảy mầm gần như tuyệt đối. Chất lượng nấm cũng đảm bảo nhờ quy trình sản suất khép kín và tự động hóa hoàn toàn.

Tuyên cho biết sau khi hoàn thành sẽ bán sản phẩm công nghệ để nhân rộng mô hình

Tiện ích như vậy nhưng theo nhóm  sinh viên, vườn thông minh cần rất ít nhân công. Thậm chí không cần nhân viên chăm sóc mà chỉ cần một người theo dõi vương là đủ. Theo tính toát, vườn IOT tiết kiệm 30% chi phí sản xuất so với vườn truyền thống nhờ hạn chế tối đa lượng nước bằng hệ thống phun sương kết hợp quạt tản đều. Nhờ đó kéo theo điện năng tiêu thụ giảm xuống tối thiểu. Vườn thông minh theo Tuyên hoàn toàn khả thi khi ứng dụng vào thực tiễn. Mô hình có thể áp dụng ở quy mô hộ gia đình để tận dụng sân thượng để làm vườn mini, hoặc ứng dụng phát triển trang trại.

Đích tới của nhóm sáng chế là sau khi hoàn thiện mô hình khép kín sẽ lập một vườn mẫu. Đồng thời nhóm sẽ bán sản phẩm công công nghệ: “Đối với quy mô hộ gia đình dự kiến giá công nghệ từ 10-12 triệu đồng. Còn áp dụng vào trang trại chi phí 30 - 40 triệu đồng, tùy theo diện tích. Hiện cả nhóm đã hoàn thành 30% công việc, dự kiến sẽ sớm giới thiệu công nghệ ra thị trường. Qua sản phẩm này, chúng tôi mong muốn góp phần nhỏ bé đưa nền sản xuất nông nghiệp Việt Nam bắt kịp với thế giới”, Tuyên chia sẻ.