Liên Hiệp Quốc dự đoán vào năm 2050 nhiều khu vực trên Trái đất có thể không đủ nước sạch để đáp ứng nhu cầu nông nghiệp nếu chúng ta tiếp tục dùng các mô hình hiện tại.

Các phương pháp hiện tại để cảm nhận độ ẩm của đất đang có một số hạn chế, bao gồm việc cảm biến chôn vùi dễ bị nhiễm muối trong chất nền và đòi hỏi phải có phần cứng chuyên dụng để kết nối, còn máy ảnh nhiệt (thermal camera) lại có giá thành cao và có thể bị ảnh hưởng bởi các điều kiện khí hậu như cường độ ánh sáng mặt trời, sương mù, mây.

 

 

Yêu cầu đặt ra trong tình hình hiện tại là phát triển hệ thống tưới tiêu hiệu quả hơn, trong đó trọng tâm là theo dõi độ ẩm của đất một cách chính xác, cho phép các cảm biến hướng dẫn hệ thống tưới tiêu “thông minh” nhằm đảm bảo nước được tưới vào thời gian hợp lý và tỷ lệ tối ưu.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Nam Úc (UniSA) đã phát triển một kỹ thuật mới hiệu quả về chi phí để theo dõi độ ẩm đất, phục vụ tưới tiêu thông minh bằng cách dùng máy ảnh kỹ thuật số tiêu chuẩn và công nghệ học máy.

 

 

Giải pháp thay thế hiệu quả về chi phí có thể làm cho việc giám sát độ ẩm đất chính xác trở nên đơn giản hơn, giá cả phải chăng hơn trong hầu hết trường hợp. Cụ thể, nhóm đã thử nghiệm thành công một hệ thống sử dụng máy ảnh kỹ thuật số RGB tiêu chuẩn để theo dõi độ ẩm của đất trong nhiều điều kiện.

 

 

Máy ảnh được kết nối với mạng nơ-ron nhân tạo (ANN), một dạng phần mềm học máy mà các nhà nghiên cứu đã đào tạo để nhận biết các mức độ ẩm đất khác nhau trong những kiểu điều kiện môi trường khác nhau.

Thông qua việc sử dụng ANN này, hệ thống giám sát cũng có thể được đào tạo để nhận ra các điều kiện đất cụ thể ở bất cứ vị trí nào, cho phép tùy chỉnh đối với từng người dùng riêng biệt và cập nhật về thay đổi hoàn cảnh khí hậu để đảm bảo độ chính xác tối đa.

 

 

Hệ thống hoạt động dựa trên một máy ảnh tiêu chuẩn phân tích sự khác biệt về màu sắc của đất để xác định độ ẩm. Nó đã được thử nghiệm ở các khoảng cách, thời gian và mức độ chiếu sáng khác nhau. Kết quả thu được rất chính xác.