Robot AI tự tìm chỗ, tiêm vaccine không kim cho lợn chỉ trong 7,9 giây
Một con lợn đang ăn, robot AI lặng lẽ tiến tới, tự tìm vị trí và tiêm vaccine không cần kim. Thử nghiệm tại Trung Quốc cho thấy robot đạt tỷ lệ thành công 93,3%, mỗi mũi chỉ mất khoảng 7,9 giây.
Robot AI vào chuồng lợn
Một con lợn đang mải mê ăn có thể không nhận ra một cỗ máy đang tiến đến từ phía sau. Một camera nhanh chóng xác định vị trí gốc đuôi, sau đó cánh tay robot đưa thiết bị tiêm không kim đến đúng vị trí và đưa vaccine vào cơ thể vật nuôi.
Đó là cách các nhà nghiên cứu Trung Quốc đang thử nghiệm robot AI để tự động hóa một công việc vốn từ lâu phụ thuộc vào con người, đó là việc tiêm vaccine cho lợn.
Theo Li Bin, nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Thiết bị Thông minh thuộc Viện Khoa học Nông lâm Bắc Kinh, robot theo dõi vị trí mông của lợn đạt tỷ lệ tiêm thành công 93,3%.
Nhóm nghiên cứu cho rằng công nghệ này có thể hỗ trợ xây dựng các trang trại chăn nuôi lợn quy mô lớn theo hướng ít phụ thuộc vào con người, tự động hóa và thông minh hơn.
Kết quả nghiên cứu được công bố vào tháng 6 trên tạp chí khoa học Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering.
Tiêm vaccine là công việc thường xuyên trong chăn nuôi lợn. Đặc biệt, lợn nái và lợn giống có thể phải trải qua nhiều lần tiêm trong suốt chu kỳ sản xuất. Khi quy mô trang trại ngày càng lớn, đây trở thành một trong những công việc đòi hỏi nhiều lao động.
Theo nhóm nghiên cứu, phương pháp tiêm thủ công hiện nay vẫn tồn tại một số hạn chế như gãy kim, bỏ sót mũi tiêm hoặc tiêm không đúng vị trí.
Trong khi đó, Trung Quốc là quốc gia sản xuất thịt lợn lớn nhất thế giới. Năm 2024, nước này giết mổ khoảng 703 triệu con lợn, tương đương 54,9% sản lượng toàn cầu, theo số liệu được nhóm nghiên cứu dẫn trong công trình.
Khi các trang trại ngày càng mở rộng, phương pháp tiêm phòng thủ công khó đáp ứng yêu cầu về năng suất và tính đồng nhất của quy trình.
Robot mới được phát triển với sự hỗ trợ từ Chương trình Nghiên cứu và Phát triển trọng điểm quốc gia Trung Quốc về trí tuệ nhân tạo thế hệ mới.
Các nhà khoa học lựa chọn gốc đuôi làm vị trí mục tiêu vì đây là khu vực tương đối ổn định ở những con lợn được nuôi trong chuồng. Khu vực cơ gần hông cũng có mô thích hợp để thực hiện phương pháp tiêm không kim.
Theo nhóm nghiên cứu, độ chính xác mà robot đạt được đã đáp ứng yêu cầu của hoạt động tiêm phòng cho lợn.
Robot AI nhìn, tính toán rồi tự tiêm
Hệ thống robot được cấu thành từ một nền tảng di động, cánh tay robot 6 trục, camera chiều sâu và mô-đun tiêm không kim. Điểm quan trọng nằm ở khả năng kết hợp giữa các bộ phận này.
Trước khi thực hiện tiêm, cảm biến laser quét khu vực chuồng nuôi, tạo bản đồ giúp robot xác định không gian và điều hướng.
Sau đó, robot tự di chuyển đến ô chuồng mục tiêu, sử dụng camera ghi nhận hình ảnh vùng gốc đuôi của lợn. Mô hình AI phân tích hình ảnh để xác định vị trí cần tiêm, đồng thời tính toán vị trí và góc thích hợp cho cánh tay robot.
Khi lợn di chuyển, hệ thống tiếp tục theo dõi và điều chỉnh vị trí của cánh tay robot trước khi kích hoạt thiết bị tiêm.
Nói cách khác, robot không chỉ thực hiện một thao tác tiêm được lập trình sẵn mà có thể quan sát, nhận diện, tính toán, điều chỉnh và thực hiện, tạo thành một quy trình khép kín.
Robot AI: 168/180 lần tiêm thành công
Trong thử nghiệm thực địa tại một trang trại ở thành phố Tần Hoàng Đảo, tỉnh Hà Bắc, các nhà nghiên cứu sử dụng 12 con lợn Landrace từ 4-5 tháng tuổi để đánh giá khả năng hoạt động của robot.
Tổng cộng, robot thực hiện 180 lần tiêm, trong đó 168 lần được xác định là thành công, tương đương tỷ lệ 93,3%. Mỗi lần tiêm mất khoảng 7,9 giây, trong khi sai số định vị trung bình vào khoảng 1 cm. Tuy nhiên, robot vẫn gặp khó khăn khi lợn thay đổi tư thế hoặc di chuyển đột ngột.
Ba lần tiêm thất bại xảy ra khi lợn đi vệ sinh trong quá trình robot thao tác. Khi đó, đuôi lợn bị nâng lên khiến hệ thống nhận diện sai vị trí cần tiêm.
Chín lần thất bại khác liên quan đến những chuyển động lớn của vật nuôi, trong đó có trường hợp lợn nằm xuống trong quá trình robot thực hiện thao tác.
Để hạn chế tình trạng này, các nhà nghiên cứu thử đồng bộ thời điểm tiêm với lúc cho lợn ăn, qua đó khuyến khích vật nuôi duy trì tư thế ổn định hơn.
Từ robot tiêm vaccine đến trang trại thông minh
Theo nhóm nghiên cứu, hệ thống đã chứng minh được một quy trình khép kín gồm điều hướng robot, nhận diện hình ảnh, theo dõi chuyển động và kích hoạt tiêm chính xác.
Đây là bước tiến đáng chú ý trong quá trình đưa AI và robot vào các công đoạn cụ thể của chăn nuôi.
Thay vì chỉ sử dụng công nghệ để thu thập dữ liệu hoặc giám sát đàn vật nuôi, robot có thể trực tiếp thực hiện một nhiệm vụ vốn do con người đảm nhiệm.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cũng thừa nhận công nghệ vẫn cần được hoàn thiện trước khi triển khai rộng rãi trong thực tế.
Trong giai đoạn tiếp theo, nhóm sẽ tập trung nâng cao khả năng nhận diện gốc đuôi, cải thiện thuật toán theo dõi chuyển động và mở rộng phạm vi ứng dụng của mô hình.
Đáng chú ý, nghiên cứu hiện nay về robot tiêm vaccine trong chăn nuôi lợn chủ yếu vẫn tập trung vào phát triển sản phẩm. Việc tiếp tục hoàn thiện khả năng nhận diện và xử lý các tình huống vật nuôi di chuyển bất ngờ sẽ quyết định khả năng thương mại hóa và ứng dụng trên quy mô lớn.
Dù còn những hạn chế, robot tiêm vaccine cho lợn cho thấy một hướng đi rõ ràng của nông nghiệp thông minh. Đó là khi AI không chỉ giúp người nông dân “nhìn thấy” và phân tích những gì đang diễn ra trong trang trại, mà đang từng bước có khả năng tự mình thực hiện công việc.
Trong những trang trại chăn nuôi quy mô hàng chục nghìn con, việc một robot có thể tự tìm vật nuôi, xác định chính xác vị trí cần tiêm và hoàn thành mũi vaccine chỉ trong vài giây có thể trở thành một mắt xích quan trọng trong quá trình tự động hóa sản xuất.
