Tiềm năng ứng dụng công nghệ AI vào nuôi trồng tảo

Trong bối cảnh giá xăng, dầu thế giới liên tục leo thang bởi các vấn đề chính trị - xã hội, việc chuyển đổi năng lượng thay thế được xem giải pháp cấp thiết hiện nay. Một trong những đối tượng có tiềm năng nhất phải kể đến: Tảo.

nuôi trồng tảo
Ứng dụng trí thông minh nhân tạo AI để tạo ra kỷ lục thế giới mới về sản xuất tảo. Ảnh: adji doank

Tảo có thể sẽ là một nguồn nhiên liệu trong tương lai giúp giảm lượng khí thải carbon, giảm thiểu biến đổi khí hậu, giảm bớt sự phụ thuộc vào dầu mỏ và chuyển đổi nền kinh tế sinh học...

Các nhà khoa học của Texas A&M AgriLife Research đã và đang ứng dụng trí thông minh nhân tạo AI để tạo ra kỷ lục thế giới mới về sản xuất tảo như một nguồn nhiên liệu sinh học đáng tin cậy, an toàn, có thể được thay thế cho nhiên liệu máy bay và phục vụ các nhu cầu vận chuyển khác.

Tái tạo năng lượng

Nhiên liệu sinh học từ  tảo được coi là một trong những giải pháp tiết kiệm năng lượng, có chi phí thấp hơn than đá hoặc khí đốt tự nhiên. Nó cũng cung cấp một cách thức thu và sử dụng carbon hiệu quả hơn. Trong năm 2013, một bài báo đăng trên tạp chí Công Nghệ Bioresource đưa ra kết quả nghiên cứu về việc sử dụng năng lượng từ tảo biển sẽ giúp cắt giảm 50-70% lượng khí thải CO2Nhiều nghiên cứu khác cũng chỉ ra được tiềm năng vô hạn của loại thực vật này, với khả năng thay thế điện hạt nhân hay giúp phát triển những chuyến bay “xanh”.

Joshua S.Yuan, người làm việc với tư cách là nhà khoa học của AgriLife Research, cho biết: “Việc thương mại hóa nhiên liệu sinh học tảo hiện bị cản trở bởi năng suất tương đối thấp và chi phí thu hoạch cao. Sự hạn chế nguồn năng lượng ánh sáng, bị che khuất lẫn nhau và canh tác kém đều là nguyên nhân dẫn đến năng suất thấp." 

Nuôi tảo kết hợp công nghệ AI

Trong một nghiên cứu gần đây của Joshua S.Yuan và cộng sự (2022) đã tiến hành cải tiến phương pháp nuôi có thể hạn chế được những khó khăn trên bằng cách cải tiến học máy (một tính năng của AI, cho phép các chuyên gia đào tạo cho AI để nó nhận biết các mẫu dữ liệu và dự đoán) để cung cấp thông tin hỗ trợ nuôi tảo theo mô hình bán liên tục (SAC - semi-continuous algal cultivation) nhằm duy trì sự phát triển của tế bào và giảm thiểu che khuất lẫn nhau.

tảo
Tảo có thể sẽ là nguồn nhiên liệu sinh học an toàn trong tương lai. Ảnh: bilimakademisi

Các thông tin được AI cung cấp như dự đoán sự phân bố ánh sáng - LDP và cường độ ánh sáng đo bằng thước xám (grayscale values- GSV). Phương pháp mà Yuan và nhóm nghiên cứu đã đạt được thành công nhất định khi thí nghiệm ngoài trời với năng suất sinh khối đạt 43,3 g/m2 mỗi ngày, cao nhất từng được ghi nhận.

So với các phương pháp truyền thống như ly tâm, lọc, keo tụ hóa học hoặc keo tụ sinh học có thể chiếm tới 30% tổng chi phí và 50% tổng năng lượng sử dụng, điều làm cho việc thu hoạch thường xuyên trở nên không hiệu quả. Yuan cho biết nhóm nghiên cứu của ông sử dụng “Quá trình lắng dựa trên sự kết hợp gọi là ASB (aggregation-based sedimentation) ứng dụng Synechococcus elongatus UTEX2973, một vi khuẩn lam đơn bào (Cyanobacteria) có khả năng phát triển tự dưỡng nhanh chóng, để tạo ra limonene, làm tăng tính kỵ nước của bề mặt tế bào Cyanobacteria và cho phép tập hợp, lắng đọng tế bào hiệu quả và chi phí thu hoạch được giảm đáng kể.

Triển vọng 

Hiện nay, ý tưởng biến tảo thành nguồn năng lượng vẫn chỉ dừng ở mức nghiên cứu và khảo nghiệm, chưa có những ứng dụng rộng rãi. Một khi hoàn thiện và đưa vào ứng dụng thực tế, mô hình này hứa hẹn sẽ tạo ra nguồn nhiên liệu tái tạo giúp giảm lượng khí thải carbon, giảm thiểu biến đổi khí hậu, giảm bớt sự phụ thuộc vào dầu mỏ và chuyển đổi nền kinh tế sinh học.

Tuy nhiên, tảo là sinh vật phức tạp, có khả năng khai thác nhưng lại khó khai thác một cách hiệu quả. Vấn đề khiến tảo chưa được chấp nhận trên diện rộng một phần là do giá cả, theo ghi nhận năm 2016 báo cáo vào khoảng 2USD/lít. Cụ thể hơn trong mô hình nuôi tảo kết hợp AI thì giá bán sinh khối tối thiểu khoảng 281 USD/tấn. Mặc dù giá xăng dầu và các nhiên liệu khác thay đổi khá thường xuyên, nhưng xu hướng vẫn thấp hơn con số này.

Hy vọng những công nghệ tiên tiến trong tương lai sẽ giúp giảm giá thành tới mức hợp lý, để ngành công nghiệp nhiên liệu sinh học từ tảo phát triển .Nếu thành hiện thực, tảo sẽ trở thành nguồn năng lượng sạch và an toàn giúp giải quyết những vấn đề ô nhiễm hiện tại con người phải đối mặt.

Nguồn: Bin Long, Bart Fischer, Yining Zeng, Zoe Amerigian, Qiang Li, Henry Bryant, Man Li, Susie Y. Dai & Joshua S. Yuan. Machine learning-informed and synthetic biology-enabled semi-continuous algal cultivation to unleash renewable fuel productivity (2022). Nature New.

Đăng ngày 29/03/2022
Ngọc Diễm @ngoc-diem
Khoa học

Liệu công nghệ có thật sự cần thiết trong thủy sản

Công nghệ đóng vai trò rất quan trọng trong nuôi tôm hiện nay, đặc biệt là đối với các mô hình nuôi thâm canh và siêu thâm canh. Nếu áp dụng công nghệ tiên tiến mang lại nhiều lợi ích thiết thực, giúp tăng năng suất, mang lại hiệu quả kinh tế cho người nuôi tôm.

Ao nuôi công nghê
• 10:05 22/04/2024

Các công nghệ đếm con giống hiệu quả bạn nên biết

Trong ngành nuôi tôm, việc đếm số lượng tôm giống có vai trò vô cùng quan trọng, bởi sự thiếu sót hoặc dư thừa đều có thể gây tổn thất kinh tế đối với cả người bán và người mua. Cũng như điều này gây ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất sản xuất trong tương lai.

Đếm con giống
• 08:00 15/04/2024

Mô hình nuôi tôm càng xanh toàn cái

Trong ngành nuôi tôm hiện đại, việc tối ưu hóa quy trình nuôi trồng không chỉ là một mục tiêu mà còn là một thách thức. Trong số các mô hình nuôi phổ biến, mô hình nuôi tôm toàn cái đang thu hút sự chú ý đặc biệt của các nhà nghiên cứu và nhà nuôi.

Tôm càng xanh
• 09:55 11/04/2024

Môi trường dinh dưỡng và chu kỳ chiếu sáng đến sự phát triển của tảo

Tảo là nguồn thức ăn tự nhiên không thể thiếu trong tất cả các giai đoạn sinh trưởng của động vật thân mềm hai mảnh vỏ, giai đoạn ấu trùng của một số loài giáp xác và cá. Đồng thời chúng còn là nguồn thức ăn của động vật phù du, những đối tượng này lại được sử dụng làm thức ăn cho giai đoạn ấu trùng của giáp xác và cá.

Nuôi tảo
• 10:43 05/04/2024

Ban Bí thư chỉ thị quyết tâm gỡ “thẻ vàng” trong năm 2024

Ngày 10/4/2024, bà Trương Thị Mai, Ủy viên Bộ Chính trị, Thường trực Ban Bí thư, Trưởng Ban Tổ chức Trung ương ký Chỉ thị số 32-CT/TW về việc về tăng cường sự lãnh đạo của Đảng đối với công tác chống khai thác thuỷ sản bất hợp pháp, không báo cáo, không theo quy định (IUU) và phát triển bền vững ngành thuỷ sản.

Tàu cá Việt Nam
• 18:49 24/04/2024

Xả kho - Không lo vận chuyển

Hàng loạt ưu đãi hấp dẫn diễn ra trong tháng này, cùng eShop mua hàng Không lo về giá nhé!

Chương trình khuyến mãi
• 18:49 24/04/2024

Công nghệ nuôi cá “sông trong ao”

Ngày 22/4/2024, Trường Thủy sản - Đại học Cần Thơ phối hợp Hội đồng xuất khẩu đậu nành Hoa Kỳ (USSEC) tổ chức hội thảo về công nghệ nuôi cá “sông trong ao”. Tham dự có Hiệu trưởng Trường Thủy sản Vũ Ngọc Út và nhiều giảng viên, chuyên gia, đại diện các doanh nghiệp, hộ nuôi cá ĐBSCL.

Cá rô phi
• 18:49 24/04/2024

Triển khai nuôi hải sâm thương phẩm tại làng chài Nhơn Hải

Nhằm đẩy mạnh phát triển nuôi biển, đa dạng hóa đối tượng nuôi trồng thủy sản ,nâng cao hiệu quả kinh tế cho bà con ngư dân, mới đây, Sở KH&CN Bình Định đã có quyết định phê duyệt nhiệm vụ “Ứng dụng khoa học và công nghệ xây dựng mô hình nuôi thương phẩm hải sâm cát tại xã Nhơn Hải, TP. Quy Nhơn do Phòng Kinh tế TP Quy Nhơn chủ trì thực hiện và HTX Dịch vụ - Du lịch – Thủy sản Nhơn Hải là cơ quan phối hợp chính tổ chức thực hiện.

Hải sâm
• 18:49 24/04/2024

Nguyên nhân nào làm tôm bị vàng gan?

Gan là bộ phận quan trọng trên cơ thể tôm, nếu gan tôm phát sinh vấn đề như bị vàng gan sẽ khiến tôm chết hàng loạt. Vậy làm sao để xác định nguyên nhân tôm bị vàng gan, cách phòng ngừa và điều trị như thế nào để khắc phục tình trạng trên, cùng tìm hiểu với Tép Bạc qua bài viết dưới đây nhé!

Gan tôm bị vàng
• 18:49 24/04/2024