Nhật Bản: Dùng trí tuệ nhân tạo trong nuôi trồng thuỷ sản

Khi nhu cầu tiêu thụ loài cá tráp tăng nhanh hơn bao giờ hết, các nhà nghiên cứu biển phải nhờ đến trí tuệ nhân tạo, máy học và Internet vạn vật IoT để đảm bảo có đủ nguyên liệu đáp ứng nhu cầu của cả nước Nhật Bản.

Nhật Bản: Dùng trí tuệ nhân tạo trong nuôi trồng thuỷ sản
Nhật Bản áp dụng trí tuệ nhân tạo trong nuôi trồng thuỷ sản như thế nào?

Được biết đến ở Nhật với cái tên Madai, cá tráp biển là một nguyên liệu quan trọng trong văn hóa ẩm thực của đất nước này. Đây là món ăn không thể thiếu trong các dịp đặc biệt, các ngày lễ lớn và thậm chí được ghi chép trong cuốn sách lịch sử lâu đời nhất của Nhật Bản – Kojiki. Và hơn một nghìn năm sau, cá tráp biển vẫn là một nguyên liệu được yêu thích của người dân xứ sở mặt trời mọc, dù là để làm nguyên liệu cho sushi, sashimi, để chiên, nấu, hay các món ăn hàng ngày.

Tình trạng đánh bắt cường độ cao trong những năm qua đã làm giảm số lượng cá tráp biển tự nhiên. Do đó, các nhà sản xuất phải phụ thuộc vào hoạt động nuôi trồng để duy trì nguồn cung. Tuy nhiên, giống như các ngành công nghiệp đòi hỏi nhiều lao động khác, ngành nuôi trồng cá phải đối mặt với thách thức về nguồn lao động do dân số Nhật Bản đang già hóa cũng như những khó khăn trong tuyển dụng và giữ công nhân lành nghề.

Trước thực tế như vậy, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản của Đại học Kindai cho rằng công nghệ số có thể giải được bài toán khó này.

Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy hải sản của Đại học Kindai được thành lập vào năm 1948 với mục tiêu hoạt động là “nuôi trồng biển”. Kể từ đó, Viện đã được biết đến trên toàn cầu là một tổ chức tiên phong trong hoạt động nuôi trồng cá có giá trị thương mại. Viện là cơ sở đầu tiên nuôi thành công cá ngừ vây xanh Thái Bình Dương từ trứng đến con trưởng thành – một bước đột phá có thể cứu được loài này trước nguy cơ tuyệt chủng do bị đánh bắt quá mức.

Trạm Shirahama của Viện – nằm khoảng 80 km về phía nam Osaka – từ lâu đã đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động nuôi trồng 10 loài cá, trong đó có cá tráp biển. Tại đây, ấu trùng nở ra từ trứng cá sẽ được nuôi trong bể để làm “cá giống” – loại cá chưa trưởng thành, đã phát triển vây và vảy, dài khoảng một ngón tay hoặc chưa quá 10 cm.

Mỗi năm, Viện bán ra khoảng 12 triệu con cá tráp biển giống, tương ứng 70% sản lượng hàng năm của Viện và khoảng 20% tổng sản lượng trên thị trường, cho các trang trại nuôi cá xa bờ trên khắp đất nước – nơi những con cá giống sẽ được phát triển đầy đủ.

Việc nuôi trồng số lượng cá giống lớn như vậy đòi hỏi rất nhiều nỗ lực của con người. Vào đầu năm và mùa thu, những con cá nhỏ này được bơm ra khỏi bể ương và đưa lên bốn băng chuyền, nơi chúng được phân loại bằng tay bởi các nhóm công nhân gồm 3 người, nhằm đảm bảo mỗi con cá giống đều có kích thước chính xác và không bị dị dạng. Công việc đếm cá giống và loại bỏ những con không đạt chuẩn là một nhiệm vụ kiểm soát chất lượng tốn nhiều thời gian, đòi hỏi kiến thức và sự tập trung cao độ.


Công nhận phân loại cá giống bằng tay trên các băng chuyền. Ảnh: Microsoft Nhật Bản

Tuy vậy, ông Naoki Taniguchi – quản lý Bộ phận nuôi ấu trùng của Viện, Phó Tổng Giám đốc Trung tâm Sản xuất và Công nghệ Nuôi trồng Thủy sản – không coi đó là cách sử dụng tối ưu nguồn lao động tay nghề cao của mình.

Ông chia sẻ: “Một số nhân viên của chúng tôi có tới 30 năm kinh nghiệm. Phân loại cá là công việc tốn rất nhiều thời gian, và trong những giai đoạn cao điểm, việc này mất đến tám giờ một ngày.”

Ông mong muốn một phương thức hiệu quả hơn: “Khi việc tìm kiếm nguồn lao động trở nên khó khăn, chúng ta cần phải tự động hoá các quy trình để duy trì hoạt động hiệu quả.”

Ông Taniguchi và các cộng sự nghiên cứu của mình cho rằng sự kết hợp giữa công nghệ phân tích hình ảnh, AI và ML có thể tạo ra một giải pháp, thay thế con người trong công việc phân loại này. Hiện nay, Viện đang phát triển một hệ thống phân loại tự động bằng cách sử dụng Azure Machine Learning Studio và Azure IoT Hub của Microsoft. Trong khi chờ hệ thống này hoàn thiện, một công nghệ tương tự của Microsoft đã được Viện sử dụng để giải quyết một vấn đề nhức nhối khác: việc phải có một người liên tục điều chỉnh lưu lượng bơm cá giống sang băng tải. Nếu lưu lượng quá cao, công nhân sẽ không kịp phân loại. Nếu lưu lượng quá thấp, thời gian sản xuất sẽ bị ảnh hưởng.


Tốc độ của máy bơm đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân loại. Ảnh: Microsoft Nhật Bản.

Microsoft Nhật Bản đã giải quyết vấn đề này thông qua sự hợp tác với Tập đoàn Toyota Tsusho – một đơn vị cũng tham gia vào nghiên cứu đột phá về cá ngừ vây xanh Thái Bình Dương của Viện. Hai tổ chức đã cùng nhau phát triển một hệ thống phân loại định hướng bởi AI giúp tính toán lưu lượng dòng chảy tối ưu và thực hiện các điều chỉnh tự động.

Giải pháp phần mềm này sử dụng khả năng phân tích hình ảnh để đếm số lượng cá trên băng chuyền và khoảng cách giữa chúng. Công nghệ này cũng sử dụng ML để học cách phân loại của công nhân đối với các khối lượng cá giống khác nhau.

Ông Taniguchi cho biết: “Nếu chúng ta có thể sử dụng AI để tự động hóa các nhiệm vụ phân loại đơn giản, chúng ta có thể giảm số lượng công nhân cần cho công việc này từ ba xuống hai. Điều này sẽ cho phép người thứ ba thực hiện công việc khác hoặc giúp người lao động nghỉ ngơi và cải thiện hiệu quả công việc.”

Viện tin rằng việc giải phóng thời gian để công nhân có thể thực hiện những nhiệm vụ quan trọng hơn sẽ cải thiện công việc cho các nhân viên hiện tại. Và quan trọng hơn, nó sẽ giúp nghề nuôi trồng thủy sản trở thành một lựa chọn nghề nghiệp hấp dẫn hơn với thế hệ người lao động mới.

TSVN
Đăng ngày 05/09/2018
Ngọc Minh
Khoa học

Các mục tiêu kháng vi-rút tiềm năng trong quá trình nhiễm vi-rút hoại tử cơ ở tôm thẻ chân trắng

Trong những năm gần đây, giải trình tự phiên mã đã được áp dụng rộng rãi để nghiên cứu tương tác giữa virus và vật chủ. Bằng cách so sánh các hồ sơ biểu hiện gen vật chủ ở các giai đoạn nhiễm khác nhau, các nhà nghiên cứu có thể xác định các yếu tố chính và những thay đổi trong đường dẫn truyền tín hiệu do nhiễm virus gây ra, giúp nhận định được các chiến lược xâm nhập của virus và cơ chế kháng vi-rút của vật chủ.

Tôm thẻ chân trắng
• 10:53 18/12/2024

Hướng đi mới trong nuôi trồng thủy sản: Mô hình Aquaponics

Mô hình Aquaponics đang được xem là một trong những giải pháp đột phá cho ngành nuôi trồng thủy sản trong thời kỳ hiện đại. Không chỉ kết hợp hiệu quả giữa nuôi thủy sản và trồng cây trong hệ thống tuần hoàn khép kín, mô hình này còn tối ưu hóa tài nguyên, mang lại lợi ích kinh tế và bảo vệ môi trường.

Mô hình Aquaponics
• 14:27 16/12/2024

Giải pháp công nghệ hiện đại trong kiểm soát rận biển trên cá hồi

Rận biển, một loại ký sinh trùng nguy hiểm, đang trở thành vấn đề lớn trong ngành nuôi trồng cá hồi. Chúng không chỉ gây tổn hại nghiêm trọng đến sức khỏe cá mà còn làm giảm năng suất và gia tăng chi phí sản xuất.

Cá hồi
• 10:20 12/12/2024

Vật chủ trung gian truyền bệnh EHP trên tôm

Enterocytozoon hepatopenaei (EHP) lây truyền bệnh cho tôm chủ yếu xảy ra qua đường miệng bằng cách ăn phải bào tử các mô, trầm tích và nước bị ô nhiễm. Đồng thời chúng cũng được xác định có ở động vật không xương sống hoang dã như giun nhiều tơ, cua, động vật thân mềm và các loài động vật đáy khác như artemia, v.v. và chúng bị nghi ngờ là vật truyền mầm bệnh cho tôm giữa môi trường hoang dã và hệ thống nuôi.

Tôm thẻ chân trắng
• 10:18 11/12/2024

Các lưu ý khi xử lý ao thả nuôi vụ tết 2025

Vụ nuôi thả dịp Tết luôn là thời điểm quan trọng trong ngành thủy sản. Xử lý ao nuôi tôm vụ Tết 2025 cần chú trọng các lưu ý đặc biệt để đảm bảo môi trường nước sạch, tôm khỏe mạnh, và đạt năng suất cao trong điều kiện thời tiết mùa Tết thường lạnh và có thể biến đổi thất thường.

Ao nuôi tôm
• 11:16 23/12/2024

Hướng đi xây dựng thương hiệu cho sản phẩm tôm Việt Nam

Tôm Việt Nam từ lâu đã nổi tiếng trên thị trường quốc tế nhờ chất lượng và giá trị dinh dưỡng cao. Tuy nhiên, để gia tăng giá trị thương hiệu và cạnh tranh mạnh mẽ với các sản phẩm tôm khác trên thế giới, việc xây dựng thương hiệu cho sản phẩm tôm Việt Nam là một yếu tố quan trọng.

Tôm thẻ
• 11:16 23/12/2024

Những câu hỏi thường gặp về bệnh EHP trên tôm

Bệnh vi bào tử trùng EHP là một trong những bệnh nguy hiểm đối với tôm nuôi, gây ra thiệt hại lớn cho ngành thủy sản. Bệnh này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe và tốc độ tăng trưởng của tôm mà còn gây khó khăn trong quản lý ao nuôi. Dưới đây là những câu hỏi thường gặp về bệnh EHP và các giải pháp hiệu quả mà người nuôi tôm cần biết.

Tôm thẻ chân trắng
• 11:16 23/12/2024

Mật độ thả giống tối ưu cho từng loại hình nuôi tôm

Mật độ thả giống đóng vai trò then chốt ảnh hưởng đến sức khỏe, tốc độ tăng trưởng, và năng suất thu hoạch. Việc lựa chọn mật độ phù hợp không chỉ dựa trên loại hình nuôi mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện ao, kỹ thuật chăm sóc, và môi trường nước.

Ao nuôi tôm
• 11:16 23/12/2024

Tép hòa vị Tết 2025: Giá trị văn hóa của nghề làm tôm khô

Tết đến, xuân về không chỉ mang theo sắc mai vàng rực rỡ mà còn mang đến không khí nhộn nhịp, tấp nập của những làng nghề truyền thống. Trong số đó, làng nghề làm tôm khô, một đặc sản nổi tiếng của các vùng ven biển Việt Nam lại càng thêm rộn ràng.

tôm khô
• 11:16 23/12/2024
Some text some message..