Công nghệ thông tin và cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin - Còn được gọi là: điện toán lượng tử, Internet vạn vật, dữ liệu lớn, hạ tầng không gian mạng, các hệ thống tự học là những công nghệ chính trong nông nghiệp 4.0.

Những đổi mới sáng tạo trong lĩnh vực CNTT đang phát triển với tốc độ nhanh và sẽ tiếp diễn như vậy trong tương lai. Cách con người thu nhận, lưu trữ và phân tích thông tin đã được cải thiện đáng kể. Điều này phù hợp với năng lực xử lý của máy tính. Ngày càng có nhiều thiết bị thông thường (điện tử) được kết nối với Internet vạt vật, có nghĩa là năng lực thu thập, phân tích và sử dụng số lượng thông tin ngày càng tăng của con người tiếp tục được cải thiện.

Tính toán lượng tử

Năm 2000, những bộ xử lý máy tính tốt nhất có khả năng tính toán ngang bằng với một con nhện, còn ngày nay chúng giỏi ngang với bộ não của một con chuột. Nếu năng lực tính toán tiếp tục phát triển ở tốc độ hiện tại (tăng gấp đôi sau mỗi ba năm) thì vào năm 2023, bộ xử lý máy tính có thể có năng lực tính toán ngang bằng bộ não người. Năm 2045, chúng sẽ mạnh gấp 100.000 lần so với bộ não con người. Một khi tính toán lượng tử trở thành hiện thực thì ngay cả những ước tính nói trên cũng sẽ trở thành lạc hậu. Rất khó có thể dự đoán được tác động của điện toán lượng tử (có lẽ chỉ máy tính lượng tử mới có thể làm điều này), nhưng không còn nghi ngờ gì nữa, tác động sẽ rất lớn.

Hệ thống tự học

Những loại hình nhiệm vụ mà máy tính có thể thực hiện cũng sẽ thay đổi. Các hệ thống tự học là các hệ thống máy tính có khả năng học cách lý luận và thậm chí còn có thể phát triển ý thức về đạo đức. Tương tác giữa con người và máy móc được kỳ vọng là sẽ dần dần được cải thiện. IBM đã phát triển Watson, một hệ thống tự học có thể học hỏi từ dữ liệu phi cấu trúc. Siêu máy tính Watson trở nên nổi tiếng khi giành chiến thắng trong chương trình truyền hình Hoa Kỳ Jeopardy (2011). Hiện tại, IBM đã phát triển các ứng dụng cho điện toán nhận thức trong một số các lĩnh vực, bao gồm cả chăm sóc sức khỏe.

Dữ liệu lớn

Hiện tại, hơn 98% tất cả thông tin toàn cầu được lưu trữ trong định dạng kỹ thuật số. Các chuyên gia dự đoán lượng thông tin lưu trữ số hóa sẽ lớn hơn gấp 20.000 lần vào năm 2045. Tập hợp và phân tích những lượng lớn dữ liệu được gọi là Dữ liệu lớn. Lượng dữ liệu ngày càng phát triển sẽ cho phép mọi người dự đoán sự lây lan của bệnh dịch chính xác hơn nhiều và thậm chí còn báo trước được thiên tai sẽ tấn công ở đâu. Trong tương lai, thậm chí có thể dự đoán hành vi của con người.

Internet vạn vật

Ngày càng có nhiều thiết bị được kết nối với internet, bao gồm điện thoại di động, ô tô và thậm chí cả tủ lạnh. Dự kiến ​​số lượng thiết bị này sẽ tăng từ 20 tỷ trong năm 2014 lên 40 tỷ vào năm 2020. Nếu mức tăng này tiếp diễn thì có thể đạt tới 100 tỷ vào năm 2045. Chi phí giảm và tăng quyền truy cập tới các thiết bị này có thể góp phần đẩy con số thực vượt quá ước tính vừa nêu. Con người kết nối với internet thông qua càng nhiều nhiều các thiết bị, thì mạng lưới truyền thông sẽ ngày càng lớn và phức tạp.

Hiện tại và trong tương lai gần

CNTT đang giữ vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực của cuộc sống con người. Nông nghiệp và thực phẩm là những lĩnh vực có mức tăng mạnh về số lượng ứng dụng được sử dụng để, ví dụ, phát hiện lỗi trong máy móc, nhận hướng dẫn để sửa chữa, hoặc để đưa ra những lựa chọn đúng đắn để lựa chọn cây trồng và thu hoạch. Các chương trình mô phỏng và đào tạo để xử lý máy móc cũng được phổ biến rộng rãi. Trong những năm tới, các ứng dụng này sẽ ngày càng được sử dụng để phân tích đất và liên kết dữ liệu này với những điều kiện khí hậu (có mưa hay không, có mây, v.v…). Dữ liệu này cũng sẽ được liên kết với giá cả thực phẩm toàn cầu và giá cả của, ví dụ, thức ăn gia súc. Hiện tại, những thách thức trong việc xử lý dữ liệu lớn là ở những lĩnh vực như: phân tích, lưu trữ, quyền riêng tư, hiển thị, chia sẻ thông tin và xác định đúng thuật toán tìm kiếm. Dữ liệu lớn là một khái niệm năng động: hôm nay có thể là dữ liệu “lớn” nhưng vài năm tới lại trở thành dữ liệu “nhỏ”. Lĩnh vực Nông nghiệp thông minh đã sử dụng những lượng lớn dữ liệu địa lý (đo thời tiết và đất).

Trong tương lai xa

Năng lực dự đoán chính xác các sự kiện như thiên tai hoặc những điểm mà biến đổi khí hậu ảnh hưởng trực tiếp hoặc sắp xảy ra, sẽ ngày càng tăng. Ở một số nước, cảnh sát đang làm việc với các hệ thống có thể dự đoán thời điểm và nơi sẽ xảy ra tội phạm (phát minh của Hoa Kỳ có tên PredPol). Theo các chuyên gia, tới năm 2050, rất nhiều thiết bị sẽ được kết nối với internet và chứa cảm biến. Sẽ có một luồng thông tin liên tục, theo thời gian thực về, ví dụ, chất lượng nước uống hoặc thiệt hại ở các tòa nhà và các phương tiện giao thông. Việc phát hiện và đo lường ô nhiễm cũng sẽ theo thời gian thực. Có thể kiểm tra trạng thái các bộ phận của máy móc và sản phẩm tiêu dùng, nhờ vậy có thể thực hiện việc thay thế hoặc sửa chữa những bộ phận hư hỏng tại thời điểm sớm nhất có thể. Dữ liệu từ các cảm biến và đầu vào của người tiêu dùng trên các trang mạng xã hội sẽ  góp phần làm hiển thị việc theo dõi & truy xuất sản phẩm chính xác hơn nhiều. Mặc dù một số người đang lo ngại về tác động lên quyền riêng tư nhưng  kỳ vọng chung đổi mới sáng tạo trong lĩnh vực CNTT sẽ thúc đẩy tỷ lệ sản xuất cao hơn và thu hoạch tối ưu.

P.A.T (NASATI)