Cây cối biết "nói" bằng tín hiệu điện, startup này xây dựng mô hình AI để giải mã ngôn ngữ của chúng

Cuộc đời của Justin Mast thay đổi nhờ một chậu cây lai máy móc. Vài năm trước, khi đọc các tài liệu khoa học, Mast tình cờ bắt gặp nghiên cứu về một chậu cây được nối dây với một giá đỡ có động cơ. Khi cây muốn nhiều ánh sáng hơn, các tín hiệu điện truyền qua mô sống. Một bảng mạch điều khiển cảm nhận dòng điện và đẩy chậu cây lại gần nguồn sáng.

"Mình kiểu: cái quái gì thế này?", Mast kể với TechCrunch. "Đó là lối vào hang thỏ của mình."

Hai nhà sáng lập Lee von Kraus và Justin Mast của Electric Plant đứng cạnh một cái cây có gắn cảm biến

Mast sau đó bắt tay với Lee von Kraus, một nhà khoa học thần kinh từng làm việc với DARPA, để thành lập Electric Plant. Trong ba năm qua, startup này đã thu thập dữ liệu nhằm xây dựng một mô hình ngôn ngữ lớn mang tên Bombadil, có khả năng diễn giải các tín hiệu điện tinh tế chạy dọc thân cây và truyền đạt thông tin về nhu cầu của cây cho người trồng.

Từ cảm biến đến mô hình AI

Các nhà sáng lập tin rằng mô hình của họ một ngày nào đó có thể trở thành công cụ giúp con người "trò chuyện" với cây cối. "Chúng ta đang lắng nghe nhiều hơn là nói, nhưng lắng nghe là bước đầu tiên", Mast, đồng sáng lập kiêm CEO của Electric Plant, chia sẻ.

Để đưa cảm biến và Bombadil ra thị trường, Electric Plant mới đây đã gọi thành công 11,2 triệu USD vòng hạt giống, do Onto Ventures và Climactic dẫn dắt, cùng sự tham gia của Ponderosa, Endeavor Catalyst, Ludlow, Michigan Rise, The Fund, Schox VC và Dug Song.

Theo Mast, ngay cả trong những nhà kính được kiểm soát chặt chẽ nhất, nông dân và người trồng vẫn không thể nắm rõ hoàn toàn cây của mình cần gì. Từ trước đến nay, họ dựa vào những công cụ thô sơ phản ứng với nhu cầu về nước, dưỡng chất hay ánh sáng của cây. Các thiết bị như đầu dò đất, máy quang phổ cầm tay hay ảnh vệ tinh tuy hoạt động đủ tốt nhưng vẫn còn nhiều hạn chế.

"Những công nghệ đó tinh vi thật, nhưng khả năng tiếp cận bên trong cây thì không tinh vi lắm. Phần lớn vẫn tụt lại khá xa so với nhu cầu thời gian thực của cây", ông nói.

Bombadil học từ 125 loài cây

Electric Plant khởi đầu bằng cách dùng chính những thiết bị kể trên để huấn luyện mô hình Bombadil. Hiện mô hình có thể diễn giải tín hiệu điện của khoảng 125 loài thực vật khác nhau. "Chúng tôi biết mô hình sẽ vượt qua rất nhiều thiết bị đó", Mast khẳng định.

Cảm biến của startup cũng rẻ hơn đáng kể so với các công cụ hiện có, vốn thường có giá hàng nghìn USD. "Cái này chỉ vài chục USD thôi", ông cho biết.

Cảm biến có kích thước tương đương một chiếc iPhone gập dọc, được gắn vào cây bằng vít thép không gỉ. Các vít phải xuyên qua tầng cambium — lớp mô sống ngay dưới vỏ cây — để kết nối với những thay đổi cỡ microvolt diễn ra bên trong cây. Dữ liệu thu được từ cảm biến sẽ được gửi về trạm gốc qua mạng không dây tiêu thụ điện năng thấp.

Theo Mast, mỗi mẫu Anh chỉ cần vài cảm biến là đủ cho kết quả chính xác. Dữ liệu được Bombadil diễn giải trên đám mây, và kết quả gửi lại cho khách hàng để điều chỉnh lịch tưới tiêu hoặc bón phân. Ông tuyên bố hệ thống này có thể tăng năng suất trong khi giảm lượng nước sử dụng tới 20% hoặc hơn.

Mast không tiết lộ khách hàng đầu tiên của Electric Plant, nhưng có thể dễ dàng hình dung các ứng dụng trong nông nghiệp và lâm nghiệp.

Hơn một trăm loài cây đầu tiên mà Bombadil học bao trùm nhiều dạng thực vật khác nhau, từ dương xỉ, gỗ đỏ (redwood), cà chua cho đến thược dược. "Đây là mô hình đa dạng nhất từng được tạo ra trên tín hiệu điện sinh học", ông nói. "Chưa ai từng làm được điều tương đương trong thế giới động vật."

Với người trồng tại Việt Nam, hướng tiếp cận này mở ra triển vọng ứng dụng trong nông nghiệp công nghệ cao, đặc biệt ở các vùng chuyên canh cà phê, hồ tiêu hay cây ăn trái — nơi việc tưới tiêu và bón phân còn phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm và thiết bị đo đạc đắt tiền.