Tỉnh Kagoshima là nơi sản xuất trà lớn thứ 2 ở Nhật Bản. Trà Kagoshima là nguyên liệu làm nên các sản phẩm của nhiều nhà sản xuất đồ uống lớn tại cửa hàng tiện lợi cũng như siêu thị. Ngày nay, người trồng trà đã và đang ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo để quản lí các vườn chè.

Đóng góp cho nông nghiệp bền vững

Hãng sản xuất trà và đồ uống ITO EN cùng công ty Fujitsu đã cùng nhau phát triển kĩ thuật xác định thời điểm thu hoạch lá trà nhờ phân tích hình ảnh AI. bắt đầu thử nghiệp phát triển lá chè (búp chè) bằng cách sử dụng phân tích hình ảnh AI.

Công nghệ này sử dụng thuật toán nhận dạng hình ảnh dựa vào sự kết hợp kiến ​​thức của ITO EN về trồng trà với công nghệ phân tích hình ảnh của Fujitsu và máy học AI. Nó sẽ phân tích và ước lượng hàm lượng axit amin và hàm lượng chất xơ để đánh giá thời điểm thu hoạch lá trà. Việc vận hành thử nghiệm công nghệ này sẽ bắt đầu từ việc thu hoạch lá trà mới vào năm 2022, qua đó đánh giá tính chính xác cũng như tính thực tiễn của thuật toán nhận dạng hình ảnh. Điều này sẽ giúp giải quyết những rào cản đối với những người mới tham gia vào ngành trồng chè khi người lực lượng sản xuất ngày một già đi và thiếu người kế thừa, đồng thời góp phần nâng cao năng suất và tính bền vững của ngành trồng chè.

Trong tương lai, dự án được kì vọng sẽ tiếp tục đóng góp vào việc thúc đẩy nền nông nghiệp bền vững thông qua sản xuất ổn định nguồn nguyên liệu trà xanh chất lượng cao, an toàn, phát triển công nghệ giảm gánh nặng lao động cho người sản xuất chè và nâng cao chất lượng.

Bối cảnh ra đời của dự án

Theo các cuộc phỏng vấn với nông dân địa phương, người ta nói rằng phải mất hơn 10 năm để biết khi nào nên hái trà và chỉ những người có kinh nghiệm lâu năm mới đưa ra được thông tin này. Thêm vào đó một trong những thách thức mà nông nghiệp nói chung và ngành trồng chè nói riêng phải đối mặt là tạo việc làm và trẻ hóa nông dân. Nếu chậm thời điểm hái chè thì năng suất sẽ tăng nhưng chất lượng lại giảm. Để xác định thời điểm thu hoạch lá trà, người ta thường sử dụng bí quyết đúc kết từ kinh nghiệm lâu năm của người sản xuất, hoặc phân tích lá chè sau khi thu hái, phơi khô và vò nát. Tuy nhiên, khi đào tạo những người kế thừa cho ngành sản xuất hoặc đối với những người mới tham gia làm nông nghiệp, không dễ để quyết định thời điểm thu hoạch là trà.

Do đó, ITO EN và Fujitsu đã cùng nhau phát triển công nghệ phân tích hình ảnh AI về lá trà để giúp đơn giản hóa việc xác định thời điểm thu hoạch – vốn là trở ngại trong việc đào tạo người kế thừa cho ngành trồng chè.

Cầu Uji, Kyoto – một vẻ đẹp đại diện cho vùng đất trà đạo

Số liệu thực tế

Khi phát triển thuật toán nhận dạng hình ảnh, trong khoảng 2 năm người ta đã chụp hơn 4.000 bức ảnh lá trà tại một số khu vực sản xuất theo hợp đồng. Sau đó sử dụng khoảng 8.500 hình ảnh lá trà đã được xử lý về màu sắc rồi cho AI học. Để xác minh tính chính xác và tính thực tế của thuật toán nhận dạng hình ảnh này, năm nay khu vực chụp ảnh sẽ được mở rộng sang nơi có vụ thu hoạch lá chè mới, tiếp đó tiến hành thử nghiệm bằng trình diễn thực địa để triển khai toàn diện trong khu vực sản xuất đã ký hợp đồng từ năm 2023.

Công nghệ này có thể ước tính lượng axit amin và chất xơ qua ảnh lá chè trong vùng nguyên liệu bằng điện thoại thông minh, giúp nông dân có thể dễ dàng xác định khi nào nên thu hoạch lá trà. ITO EN sẽ cung cấp kiến ​​thức chung về canh tác chè, chẳng hạn như mối quan hệ giữa chất lượng và năng suất dựa trên hàm lượng axit amin và hàm lượng chất xơ được ước tính từ hình ảnh. Trong khi đó Fujitsu sẽ cung cấp công nghệ tạo thuật toán nhận dạng hình ảnh kết hợp công nghệ phân tích hình ảnh và máy học AI.

Văn hoá trà đạo Nhật Bản

Theo pr.fujitsu.com