Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh cuộc Cách mạng Công nghiệp 4.0, tự động hóa nông nghiệp và nông nghiệp công nghệ cao đang trở thành xu hướng tất yếu nhằm nâng cao năng suất, cắt giảm chi phí sản xuất và giảm thiểu sức lao động thủ công của con người. Tại Việt Nam, nhiều công đoạn canh tác cây cà chua trong nhà màng như tưới nước tự động hay phun thuốc bảo vệ thực vật đã được cơ giới hóa; tuy nhiên, khâu thu hoạch phần lớn vẫn phụ thuộc vào phương thức thủ công tốn nhiều nhân lực. Mặc dù trên thế giới đã có một số mô hình robot thu hoạch, nhưng các hệ thống này thường có kích thước cồng kềnh, cấu tạo phức tạp và chi phí đầu tư rất cao, gây khó khăn cho việc tiếp cận và ứng dụng thực tế tại các mô hình nhà màng quy mô vừa và nhỏ ở Việt Nam.

Đề tài tốt nghiệp "Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot thu hoạch quả cà chua" (Mã số đề tài: 22223DT98) được thực hiện bởi nhóm sinh viên Phạm Văn Đạt và Trần Cao Nguyên dưới sự hướng dẫn của TS. Đặng Trí Dũng tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh nhằm giải quyết bài toán tự động hóa quá trình thu hoạch trong không gian nhà kính hẹp.

Mục tiêu nghiên cứu:

  1. Nghiên cứu khái quát tổng quan về công nghệ robot thu hoạch trong nông nghiệp.
  2. Tìm hiểu và xây dựng phương pháp nhận dạng, xác định vị trí, khoảng cách và kích thước quả cà chua chín bằng thị giác máy tính.
  3. Tính toán, thiết kế và chế tạo kết cấu cơ khí hoàn chỉnh cho robot (gồm khung xe di chuyển và cánh tay cắt).
  4. Xây dựng thuật toán xử lý ảnh và thuật toán điều khiển chuyển động tự động cho toàn bộ hệ thống.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Cây và quả cà chua thông thường, cụ thể là giống cà chua chịu nhiệt Smile được nuôi trồng trong môi trường nhà kính/nhà màng.
  • Phạm vi không gian và kỹ thuật: Không gian làm việc thực nghiệm có kích thước giới hạn 3 m x 1 m; thiết kế hệ thống robot kích thước nhỏ gọn di chuyển trên ray dẫn hướng cố định; tay máy 3 bậc tự do (3 DOF) tích hợp cơ cấu cắt và thu gom quả.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng nền tảng tính toán dựa trên các lý thuyết cơ học tay máy, xử lý tín hiệu số và truyền thông phần cứng:

Khung lý thuyết và mô hình toán học

  • Động học ngược robot: Áp dụng phương pháp tham số Denavit-Hartenberg (D-H standard) để xác định vị trí, hướng của các khâu thông qua 4 thông số ($a_n, \alpha_n, d_n, \theta_n$). Phương trình biến đổi thuần nhất $T_n = A_1 A_2 \dots A_n$ và phương pháp đại số nhân nghịch đảo từng ma trận ($A_1^{-1} T_n$) hoặc phương pháp hình học được sử dụng để giải nghiệm góc quay khớp ($\theta_1, \theta_2, \theta_3$) từ tọa độ không gian làm việc.
  • Xử lý ảnh số (Digital Image Processing):
    • Xử lý hình thái học (Morphological Operations): Sử dụng phép co (Erosion) và phép giãn (Dilation) trên ảnh nhị phân để khử nhiễu đốm và làm liền mạch vùng nhận diện.
    • Bộ lọc Gaussian: Làm mịn ảnh và triệt tiêu nhiễu tần số cao thông qua hàm phân phối chuẩn hai chiều: $$G(x, y) = \frac{1}{2\pi\sigma^2} e^{-\frac{x^2+y^2}{2\sigma^2}}$$
    • Phát hiện cạnh Sobel: Sử dụng hai ma trận chập $3 \times 3$ theo trục ngang ($G_x$) và trục dọc ($G_y$) để tính độ lớn gradient biên độ sáng $G = \sqrt{G_x^2 + G_y^2}$.
    • Không gian màu HSV và trích xuất đường viền: Chuyển đổi từ RGB sang HSV để phân đoạn ngưỡng màu đỏ của quả chín, kết hợp hàm tìm đường viền (cv2.findContours) nhằm trích xuất tâm hình học $(x, y)$.
  • Lý thuyết truyền động và động cơ điện một chiều (DC Motor): Tính toán dòng điện $I = \frac{V_{nguon} - V_{phandiendong}}{R_{phanung}}$ và công suất cơ $P = I \cdot V_{phandiendong}$.
  • Giao thức truyền thông nối tiếp UART: Thiết lập truyền nhận dữ liệu bất đồng bộ giữa máy tính xử lý trung tâm và vi điều khiển Arduino với các mức baudrate chuẩn (9600 đến 115200 bps), cấu trúc khung truyền gồm 1 start bit, 5–9 data bits, bit chẵn lẻ (parity) và stop bit.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Thu thập, phân tích các tài liệu chuyên ngành về động học robot, thị giác máy tính OpenCV, đặc tính nông học của cây cà chua và các mẫu robot thu hoạch hiện có.
  • Phương pháp phân tích - lựa chọn giải pháp: Đánh giá ưu/nhược điểm giữa phương án robot dò đường (line tracking) và phương án chạy trên ray dẫn hướng cố định; giữa các cấu hình cánh tay robot nhằm tối ưu không gian 3 m x 1 m.
  • Phương pháp mô hình hóa và thiết kế: Thiết kế 3D toàn bộ kết cấu cơ khí bằng phần mềm Autodesk Inventor.
  • Phương pháp thực nghiệm: Chế tạo mô hình thực tế, đấu nối mạch phần cứng, lập trình điều khiển trên Arduino IDE và Python (Visual Studio), sau đó tiến hành kiểm nghiệm khả năng di chuyển, nhận diện và cắt quả tại giàn cây thực nghiệm.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống robot thu hoạch cà chua được thiết kế theo cấu trúc điều khiển phân tầng, tích hợp giữa phần mềm xử lý thị giác trên máy tính và mạch điều khiển chấp hành vi điều khiển.

[Khối INPUT]                 [Khối XỬ LÝ TRUNG TÂM]              [Khối OUTPUT]
- Webcam 720p       --->     - Máy tính cá nhân (Python/OpenCV)   ---> Arduino Uno R3
- Cảm biến HC-SR04  --->     - Thuật toán nhận diện màu HSV       ---> Mạch lái XY-160D -> Động cơ DC
                             - Tính toán động học ngược 3 DOF     ---> Servo TD20MG & MG996R (Tay cắt)

Thông số kỹ thuật của các linh kiện phần cứng

Thiết bị / Linh kiện Thông số kỹ thuật chính Vai trò trong hệ thống
Động cơ DCM50-775 Điện áp 12V DC; Công suất 60W; Tốc độ motor 6000 rpm; Qua giảm tốc 50 rpm; Tỉ số truyền 116:1; Trọng lượng 600g Dẫn động bánh xe di chuyển toàn bộ khung robot
Mạch điều khiển XY-160D Điện áp 7–24V DC (giới hạn 6.5–27V DC); Công suất 160W/động cơ; Dòng điều khiển 3–11 mA; 2 kênh ra Cầu H điều khiển tốc độ và đảo chiều 2 động cơ DC
RC Servo TD20MG Điện áp 4.6–6.6V; Mô-men xoắn 18.5 kg·cm (4.8V) / 21.8 kg·cm (6.6V); Tốc độ 0.18s/60°; Bánh răng kim loại Điều khiển các khớp quay chịu tải lớn ở gốc và thân tay máy
RC Servo MG996R Điện áp 4.2–6V; Mô-men xoắn 9.4 kg·cm (4.8V) / 11 kg·cm (6V); Tốc độ 0.14s/60°; Trọng lượng 55g Điều khiển khớp cổ tay và cơ cấu kẹp/cắt
Arduino Uno R3 Vi điều khiển ATmega328P 8-bit, 16 MHz; 14 chân Digital I/O; 6 chân Analog; Bộ nhớ Flash 32KB; SRAM 2KB Nhận lệnh qua UART, phát xung PWM điều khiển servo và motor
Cảm biến HC-SR04 Tần số 40 kHz; Khoảng cách đo 2–450 cm (góc quét 30°); Sai số 0.3 cm; Điện áp 5V DC Đo khoảng cách từ đầu cánh tay robot đến quả cà chua
Nguồn tổ ong 12V 30A Điện áp vào 110/220V AC; Điện áp ra 9–14V DC (điều chỉnh ADJ) Cấp nguồn công suất cho driver động cơ DC và hạ áp cấp cho Arduino/Servo
Vật liệu khung & ray Thép C45 hàn định hình; Bánh xe cửa lùa rãnh V / nhôm đúc Tạo bệ đỡ di chuyển vững chắc dọc hàng cây

Quy trình xử lý thị giác và thuật toán điều khiển

  1. Tiền xử lý ảnh: Hình ảnh thô từ Webcam 720p được định cỡ lại (resize) về kích thước chuẩn $600 \times 600$ pixel, lọc mịn bằng bộ lọc Gaussian để khử nhiễu tần số cao, sau đó chuyển từ không gian màu RGB sang HSV.
  2. Phát hiện vùng quả chín: Xác định dải ngưỡng màu đỏ trên kênh $H, S, V$ thông qua hàm cv2.inRange() để tạo mặt nạ nhị phân (binary mask). Áp dụng các phép biến đổi hình thái học (Erosion và Dilation) nhằm triệt tiêu các đốm nhiễu nhỏ.
  3. Nhận diện và định vị: Dùng hàm cv2.findContours() xác định biên dạng quả cà chua, tính toán tọa độ tâm $(x, y)$ của quả trong khung hình.
  4. Phối hợp cảm biến và chuyển đổi tọa độ: Kết hợp khoảng cách $z$ thu nhận từ cảm biến siêu âm HC-SR04, hệ thống chuyển đổi tọa độ pixel trên ảnh sang hệ tọa độ không gian cơ sở của robot ($X_{base}, Y_{base}, Z_{base}$).
  5. Điều khiển chuyển động: Máy tính giải phương trình động học ngược để tìm các góc quay $(\theta_1, \theta_2, \theta_3)$ và gửi dữ liệu qua cổng nối tiếp (UART Serial) đến Arduino Uno R3 để xuất xung điều khiển các động cơ servo di chuyển tay cắt đến vị trí cuống quả và thực hiện thao tác cắt.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu đề tài

Chương 1 thiết lập cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài. Tác giả chỉ ra tính cấp thiết của việc tự động hóa khâu thu hoạch cà chua trong nhà màng tại Việt Nam nhằm thay thế lao động chân tay. Chương này xác định rõ mục tiêu chế tạo mô hình robot hoàn chỉnh gồm cơ cấu di chuyển, tay máy 3 DOF, hệ thống thị giác nhận diện quả chín và giải thuật điều khiển tự động trong phạm vi diện tích nhà màng thử nghiệm $3\text{ m} \times 1\text{ m}$. Bố cục đồ án gồm 6 chương nghiên cứu chính.

Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài

Chương này tổng quan về kỹ thuật canh tác cà chua trên giá thể trong nhà màng nhằm hạn chế bệnh héo xanh và nâng cao chất lượng quả. Tác giả khảo sát các công trình robot nông nghiệp trên thế giới và trong nước:

  • Xe nông nghiệp tự hành RG150 và máy bay nông nghiệp pG100 tại Việt Nam.
  • Robot thu hoạch dâu tây, cà chua (Nhật Bản, 2015) và robot hái ớt chuông Agrist (đạt giải thưởng Sáng tạo CES).
  • Robot thu hoạch trái cây nhà kính của nhóm nghiên cứu PGS.TS Phạm Mạnh Thắng (Đại học Công nghệ - ĐHQGHN thử nghiệm tại Công ty Hachi, Đông Anh).

Qua đó, tác giả chỉ ra các hạn chế của các hệ thống đi trước: kích thước quá lớn không vừa nhà màng nhỏ, công nghệ phức tạp đẩy giá thành lên cao khiến nông dân khó tiếp cận; từ đó xác định yêu cầu thiết kế một hệ thống nhỏ gọn, tối ưu chi phí và hoạt động ổn định.

Chương 3: Cơ sở lý thuyết

Chương 3 trình bày toàn bộ cơ sở toán học và kỹ thuật phục vụ tính toán:

  • Quy tắc Denavit-Hartenberg (D-H) và phương pháp đại số giải bài toán động học ngược cho tay máy.
  • Cơ sở lý thuyết xử lý ảnh số: các phép toán hình thái học (co, giãn), bộ lọc Gaussian khử nhiễu, biến đổi Fourier rời rạc 2D, toán tử dò biên Sobel, biến đổi Wavelet.
  • Đặc tính sinh trưởng của giống cà chua chịu nhiệt Smile: cây thích hợp ở nhiệt độ ban ngày 20–27°C, ban đêm 16–18°C; trọng lượng quả đạt 120–140 g/quả, chu kỳ thu hoạch từ 60–65 ngày sau trồng. Chiều cao cây theo từng giai đoạn được tổng hợp cụ thể:
Giai đoạn sinh trưởng Thời gian (ngày sau trồng) Chiều cao cây (cm)
Cây con 1 10 – 15
Phát triển 15 20 – 30
Ra hoa 18 – 22 40 – 50
Ra quả 30 109
Thu hoạch 80 114
  • Tổng quan công cụ lập trình: Visual Studio, Arduino IDE, thư viện OpenCV/EmguCV, NumPy; nguyên lý động cơ DC và giao thức truyền thông nối tiếp UART.

Chương 4: Phương hướng và các giải pháp giải quyết vấn đề

Chương 4 đưa ra các yêu cầu kỹ thuật và tiến hành so sánh các phương án thực thi:

  • Phương án hệ thống di chuyển: So sánh giữa Phương án 1 (Robot dò line) và Phương án 2 (Robot chạy trên ray dẫn hướng cố định). Tác giả quyết định chọn Phương án 2 vì ưu điểm chuyển động ổn định, độ chính xác định vị vị trí cao, tránh nguy cơ chệch hướng đâm vào giàn cây và đơn giản hóa thuật toán điều khiển.
  • Phương án cánh tay cắt: Lựa chọn kết cấu cánh tay robot 3 bậc tự do (3 DOF) gắn cơ cấu kẹp tích hợp lưỡi dao cắt, sử dụng các động cơ servo công suất phù hợp để thao tác trên ray dọc giàn cây.
  • Thiết lập quy trình 7 bước triển khai từ dựng giàn trồng, thu thập dữ liệu quả, thiết kế cơ khí, chế tạo mô hình, lập trình điều khiển đến thử nghiệm đánh giá.

Chương 5: Tính toán và thiết kế chế tạo

Chương 5 là nội dung trọng tâm về mặt kỹ thuật của đồ án:

  • Phân chia kiến trúc hệ thống robot thành 3 khối rõ ràng: Khối Input (Webcam 720p, cảm biến siêu âm HC-SR04), Khối xử lý trung tâm (Máy tính xử lý thuật toán ảnh HSV và động học ngược), Khối Output (Arduino Uno R3, mạch công suất XY-160D, động cơ DC DCM50-775 và các RC Servo MG996R, TD20MG).
  • Thiết kế chi tiết sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển cánh tay robot và mạch cấp nguồn cho động cơ DC từ nguồn tổ ong 12V 30A.
  • Xây dựng thuật toán xử lý ảnh trên không gian màu HSV: tiền xử lý định cỡ $600 \times 600$, lọc mờ Gaussian, tách ngưỡng màu đỏ bằng cv2.inRange, lọc nhiễu hình thái học, tìm contour tâm quả $(x, y)$ và kết hợp tín hiệu khoảng cách siêu âm để nội suy tọa độ 3D.
  • Thiết kế kết cấu cơ khí: Tính chọn động cơ di chuyển giảm tốc DCM50-775 (tỉ số truyền 116:1, tốc độ ra 50 rpm), thiết kế khung bệ bằng thép C45, sử dụng bánh xe rãnh V chạy trên ray thép và mô phỏng 3D hoàn chỉnh trên Inventor.

Chương 6: Chế tạo thử nghiệm - Đánh giá

Chương 6 trình bày quá trình hiện thực hóa đồ án:

  • Gia công cắt, hàn khung thép C45, lắp ráp hệ thống bánh xe dẫn hướng và hoàn thiện giàn chậu trồng cây thực nghiệm.
  • Đấu nối toàn bộ hệ thống mạch điện, driver và máy tính nhúng/vi điều khiển.
  • Thực nghiệm kiểm tra chức năng: thử nghiệm nhận diện quả cà chua chín qua camera trong các điều kiện nền khác nhau, kiểm tra độ ổn định khi di chuyển dọc đường ray của khung xe và thực nghiệm thao tác tiếp cận, cắt thu hoạch quả của cơ cấu cánh tay 3 DOF.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

  • Về cơ khí: Chế tạo thành công mô hình robot thu hoạch hoàn chỉnh với khung xe kết cấu thép C45 cứng vững, di chuyển tịnh tiến ổn định dọc theo đường ray V bố trí tại giàn cây kích thước 3 m x 1 m. Cánh tay robot 3 bậc tự do hoạt động linh hoạt, nâng đỡ được cụm kẹp và lưỡi cắt.
  • Về hệ thống điện và điều khiển: Thiết kế và đấu nối thành công hệ thống mạch điều khiển phân tầng; giao tiếp UART giữa máy tính và Arduino Uno R3 hoạt động chính xác ở các mức baudrate chuẩn, điều khiển mượt mà 2 động cơ DC qua mạch cầu XY-160D và hệ thống servo TD20MG, MG996R.
  • Về thị giác máy tính: Xây dựng hoàn chỉnh pipeline xử lý ảnh trên nền Python/OpenCV: lọc nhiễu Gaussian, phân đoạn màu đỏ quả chín trên không gian HSV, trích xuất đường viền (cv2.findContours) để xác định tọa độ tâm quả và phối hợp cảm biến siêu âm HC-SR04 đo cự ly mục tiêu chính xác trong phạm vi đo từ 2 cm đến 400 cm.

Đóng góp thực tiễn của đề tài

  • Đề xuất một giải pháp công nghệ thu hoạch tự động có kết cấu nhỏ gọn, chi phí chế tạo thấp, phù hợp với điều kiện cơ sở hạ tầng nhà kính/nhà màng quy mô vừa và nhỏ tại Việt Nam.
  • Kết hợp hiệu quả giữa thuật toán xử lý ảnh màu truyền thống với cơ cấu cơ điện tử linh hoạt, tạo tiền đề để thay thế sức lao động chân tay trong các trang trại công nghệ cao.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế được ghi nhận

  • Do giới hạn về mặt thời gian nghiên cứu trong một học kỳ, nhóm tác giả chưa kịp theo dõi và nuôi trồng cây cà chua Smile từ giai đoạn cây con đến lúc quả chín thực tế tại giàn thử nghiệm (chu kỳ sinh trưởng cần 60–65 ngày).
  • Cơ cấu di chuyển phụ thuộc vào ray cố định làm giảm tính cơ động tự do nếu cần chuyển đổi giữa nhiều luống cây có khoảng cách thay đổi.
  • Thuật toán nhận diện dựa chủ yếu vào phân đoạn ngưỡng màu HSV và lọc hình thái học, có thể gặp khó khăn nếu điều kiện ánh sáng tự nhiên trong nhà màng thay đổi quá mạnh hoặc khi quả bị che khuất một phần bởi lá cây.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Nghiên cứu ứng dụng các mô hình học sâu (Deep Learning) như mạng nơ-ron tích chập (CNN, YOLO) để nâng cao độ chính xác nhận diện quả bị che khuất và phân loại mức độ chín đa dạng hơn.
  • Cải tiến cơ cấu di chuyển sang dạng xe tự hành đa hướng (AGV) hoặc tích hợp cảm biến điều hướng linh hoạt để chuyển luống tự động.
  • Tối ưu hóa thuật toán điều khiển động học và lực kẹp/cắt nhằm rút ngắn thời gian thu hoạch cho mỗi quả.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích cho sinh viên và kỹ sư thuộc các ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử, Kỹ thuật Cơ khí, Tự động hóa và Nông nghiệp Công nghệ cao:

  • Khối ngành Cơ học & Cơ điện tử: Cung cấp phương pháp chi tiết về giải bài toán động học ngược D-H cho cánh tay 3 DOF, quy trình tính chọn động cơ kéo, động cơ servo và thiết kế khung bệ cơ khí trên Inventor.
  • Khối ngành Điều khiển & Thị giác máy tính: Cung cấp giải thuật thực tế xử lý ảnh màu HSV, khử nhiễu Gaussian, phát hiện biên dạng bằng OpenCV kết hợp giao tiếp nối tiếp UART với Arduino.
  • Ứng dụng thực tế: Là tài liệu mẫu cho việc thiết kế các hệ thống tự động hóa nông nghiệp quy mô nhỏ với chi phí hợp lý.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nhóm tác giả lại lựa chọn phương án robot di chuyển trên ray cố định thay vì robot dò đường (line tracking)?

Trong Chương 4, nhóm nghiên cứu đã phân tích: Robot dò line có ưu điểm linh hoạt nhưng đòi hỏi thuật toán điều khiển phức tạp và tiềm ẩn rủi ro chệch đường đâm vào giàn cây trong không gian hẹp. Phương án di chuyển trên ray cố định giúp đảm bảo độ cứng vững, di chuyển định hướng chính xác tuyệt đối dọc theo hàng cây, hạn chế rung lắc và đơn giản hóa quá trình lập trình điều khiển.

2. Hệ thống xác định khoảng cách 3D từ tay cắt đến quả cà chua như thế nào?

Hệ thống kết hợp hai nguồn dữ liệu: Tọa độ phẳng 2D $(x, y)$ của tâm quả được trích xuất từ camera webcam 720p thông qua thuật toán phân đoạn màu đỏ trên không gian HSV và hàm cv2.findContours. Chiều sâu/khoảng cách $z$ được đo trực tiếp bằng cảm biến siêu âm HC-SR04 gắn tại đầu công tác (phạm vi đo 2–400 cm, sai số 0.3 cm). Hai thông số này sau đó được chuyển đổi về hệ tọa độ cơ sở của robot để giải bài toán động học ngược.

3. Động cơ nào được sử dụng để dẫn động bánh xe di chuyển và cơ cấu tay máy?

  • Dẫn động hệ thống di chuyển khung xe: Sử dụng 2 động cơ DC giảm tốc DCM50-775 (12V DC, 60W, tỉ số truyền 116:1, tốc độ đầu ra 50 rpm) điều khiển thông qua mạch cầu H công suất XY-160D.
  • Dẫn động các khớp của cánh tay robot 3 DOF: Sử dụng kết hợp các động cơ RC Servo công suất lớn gồm TD20MG (mô-men xoắn 18.5–21.8 kg·cm) và MG996R (mô-men xoắn 9.4–11 kg·cm, bánh răng kim loại).

4. Giống cà chua nào được chọn làm đối tượng nghiên cứu và có đặc tính nông học ra sao?

Đề tài chọn giống cà chua chịu nhiệt Smile. Đây là giống chuyên biệt có khả năng trồng quanh năm tại Việt Nam, kháng sâu bệnh tốt, quả có trọng lượng từ 120 đến 140 g/quả. Cây sinh trưởng tối ưu ở nhiệt độ ban ngày 20–27°C, ban đêm 16–18°C; đạt chiều cao khoảng 109 cm khi ra quả và 114 cm tại thời điểm thu hoạch (sau trồng 60–65 ngày).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot thu hoạch quả cà chua" đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu đặt ra từ thiết kế cơ khí, xây dựng hệ thống mạch điện đến phát triển thuật toán thị giác máy tính và điều khiển tự động. Mô hình thực nghiệm chứng minh tính khả thi của việc tích hợp xử lý ảnh HSV và cơ cấu tay máy 3 DOF chạy trên ray trong không gian nhà màng giới hạn. Đây là công trình có giá trị học thuật và thực tiễn cao, đóng góp một giải pháp tự động hóa nông nghiệp chi phí thấp, mở ra tiềm năng ứng dụng thiết thực trong sản xuất nông nghiệp công nghệ cao tại Việt Nam.