เทคโนโลยีเซนเซอร์กับเกษตรกรรม

ด้วยความเชี่ยวชาญในประสบการณ์การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเซนเซอร์เพื่อตอบโจทย์ภาคอุตสาหกรรมมา นานกว่า 8 ปี และคลุกคลีอยู่ในวงการวิจัยเซนเซอร์มานาน ณัฐพล วัฒนวิสุทธิ์ จะมาบอกเล่าถึงระบบเกษตรอัจฉริยะ (Smart Farm) และเทคโนโลยีเซนเซอร์ (Sensor Technology) ที่กำลังเป็นเทรนด์ใหม่ในการทำเกษตรกรรมของประเทศไทย

ในยุคปัจจุบันนี้ ระบบเกษตรกรรมความแม่นยำสูงนั้นเข้ามามีบทบาทอย่างมากในการทำเกษตรกรรม เนื่องจากสิ่งที่ได้จากการทำเกษตรกรรมในรูปแบบดังกล่าว ก่อให้เกิดการลดภาระค่าใช้จ่ายในหลายด้าน อีกทั้งยังให้ผลผลิตที่สูง หรือหากไม่สูง ก็เป็นผลผลิตที่สามารถคาดการณ์ได้ จึงทำให้การเกษตรในรูปแบบดังที่กล่าวมาข้างต้นมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องทั้งในการตรวจคุณภาพผลผลิต การควบคุมการเพาะปลูกรวมไปถึงการบริหารจัดการทรัพยากรที่ใช้ในการทำเกษตรกรรม ทคโนโลยีเซนเซอร์นั้นเป็นปัจจัยสำคัญประการหนึ่งในการพัฒนาระบบเกษตรกรรมความแม่นยำสูง เนื่องจากระบบดังกล่าวอาศัยการตรวจวัดค่าต่างๆ ที่จำเป็นสำหรับการเพาะปลูกเพื่อใช้ในการคิดวิเคราะห์
หรือคำนวณค่าต่างๆ ซึ่งนำไปสู่แนวทางในการพัฒนาระบบเกษตรกรรมที่ไม่จำเป็นต้องอาศัยองค์ความรู้แบบลึกซึ้งมากนัก กล่าวคือ ด้วยศักยภาพในการใช้งานเซนเซอร์เพื่อตรวจวัดคุณสมบัติต่างๆ รวมไปถึงการพัฒนาอัลกอริทึมเพื่อใช้งานควบคู่กับระบบเกษตรอัจฉริยะจึงทำให้การทำการเกษตรด้วยวิธีดังกล่าวจึงสามารถลดความยุ่งยากในการเรียนรู้ของเกษตรกรรุ่นใหม่และยังช่วยอำนวยความสะดวกให้แก่เกษตรกรที่มีประสบการณ์อยู่แล้วในการบริหารจัดการการทำเกษตรอย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น เซนเซอร์ที่สามารถใช้งานร่วมกับการทำเกษตรกรรมความแม่นยำสูงหรือเกษตรอัจฉริยะนั้นถูกจำแนกออกเป็นกลุ่มใหญ่ ซึ่งแต่ละประเภทมีการกำหนดความสามารถในการแสดงผลเพื่อใช้สำหรับการวิเคราะห์ข้อมูลต่างๆ ดังต่อไปนี้

1. เซนเซอร์วัดสภาวะแวดล้อมโดยรอบและสภาพอากาศ

เซนเซอร์ในกลุ่มนี้จะทำหน้าที่ตรวจวัดสภาพอากาศทั้งในรูปแบบที่เป็นวงกว้าง (ข้อมูลจากดาวเทียมอากาศ หรือ การวัดแบบเมโสไคลเมท) และที่เป็นพื้นที่จำเพาะ (การตรวจวัดแบบไมโครไคลเมท) ซึ่งอาจจะทำการวัดอุณหภูมิ ความชื้นในอากาศ ปริมาณแสงแดด ปริมาณน้ำฝน ความเร็วลม ทิศทางลม และ ปริมาณก๊าซพื้นฐานที่จำเป็นต่อพืชนั้นๆ

2. เซนเซอร์ตรวจวัดคุณสมบัติของวัสดุปลูกและสภาพดินที่ใช้สำหรับเพาะปลูก

เป็นเซนเซอร์ในกลุ่มที่สำคัญมากสำหรับการทำเกษตรกรรมความแม่นยำสูง เนื่องจากเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อพืชโดยตรง ซึ่งอาจจะมีการวัดค่าต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความชื้นในวัสดุปลูกหรือใน
ดิน เซนเซอร์ตรวจวัดปริมาณแร่ธาตุ รวมไปถึงการวัดความโปร่งของดินที่ส่งผลต่อการยืดตัวของรากในดิน

3. เซนเซอร์ตรวจวัดการได้รับค่าพารามิเตอร์ต่างๆ

ของต้นพืชอันมีลักษณะจำเพาะที่จำเป็นต่อการทำการเกษตร เซนเซอร์ในส่วนนีอาจมีการจำลองการทำงานให้ใกล้เคียงกับลักษณะขององค์ประกอบพืชเช่น เซนเซอร์ที่มีลักษณะคล้ายใบพืช เพื่อตรวจวัดความเปียกของใบ

4. เซนเซอร์ตรวจสอบคุณภาพและปริมาณของผลผลิตในการทำการเกษตร

เซนเซอร์อีกหนึ่งกลุ่มที่ช่วยลดภาระให้กับเกษตรกรในเรื่องของการตรวจสอบผลผลิต ไม่ว่าจะเป็นช่วงเวลาในการเก็บเกี่ยว หรือตรวจวัดปริมาณของผลผลิต เซนเซอร์กลุ่มนี้มักมีราคาสูงและมีการ
ออกแบบจำเพาะตามชนิดของพืช ไม่ว่าจะเป็นการใช้กล้องทำอิมเมจโปรเซสซิ่งเพื่อทำ Yield Mapping หรือการใช้จมูกอิเล็กทรอนิกส์ในการตรวจวัดความสุขของพืชผล

งานวิจัยทางด้าน Smart farm ในปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นการตรวจวัดสภาพอากาศและปัจจัยพื้นฐานที่ใช้ในการเพาะปลูก ในส่วนของการตรวจวัดสภาพอากาศที่ใช้งานในปัจจุบันเป็นการตรวจวัดทั้งที่เป็นแบบมาโครไคลเมทเมโสไคลเมท และแบบไมโครไคลเมท ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดของแปลงเพาะปลูกและวัตถุประสงค์ในการตรวจวัดเพื่อใช้ประโยชน์ต่างๆ สำหรับการพัฒนาเซ็นเซอร์เพื่อใช้งานสำหรับตรวจวัดปัจจัยในการเพาะปลูกก็มีการระบุการตรวจวัดที่จำเพาะในแต่ละชนิดของพืช เช่น เซ็นเซอร์วัดความชื้นในดินเพื่อใช้ในการควบคุมระบบการให้น้ำให้ปุ๋ยในโรงเรือน เป็นต้น
สำหรับผมเมื่อมองภาพอนาคตของงานวิจัยในด้านนี้นับได้ว่ามีความก้าวหน้าอย่างมาก เทคโนโลยีทางด้านเซนเซอร์ต่างๆ ที่ถูกพัฒนาขึ้นในปัจจุบันสามารถช่วยให้ระบบ Smart farm นั้นทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น รวมไปถึงการพัฒนาเซนเซอร์เพื่อใช้งานในพืชบางชนิดที่มีความซับซ้อนสูง ซึ่งจะส่งผลให้เกิดการทำเกษตรกรรมความแม่นยำสูงแพร่หลายเป็นวงกว้างมากยิ่งขึ้น และช่วยให้มีการใช้ทรัพยากรที่สำคัญให้ก่อเกิดประโยชน์สูงสุดอีกด้วย