ไร่องุ่นอัจฉริยะ (Thailand Smart Vineyard ตอนที่ 2)

วันนี้มาเล่าต่อถึงไร่ไวน์อัจฉริยะกรานมอนเต้ (GranMonte Smart Vineyard) กันต่อนะครับ โครงการพัฒนาไร่ไวน์อัจฉริยะนี้ เกิดจากแนวคิดที่ว่า ตลาดของไวน์ที่บริโภคกันในประเทศไทยนั้น มีมูลค่านับพันล้านบาท แต่มักเป็นไวน์ที่นำเข้าจากต่างประเทศเป็นหลัก ทั้งๆ ที่ประเทศไทยมีสวนไวน์และมีไวน์รสชาติดีผลิตออกมาไม่ต่ำกว่าสิบแบรนด์ แต่ที่ผ่านมา ภาครัฐกลับไม่สนับสนุนผู้ประกอบการไทย ปล่อยให้ผู้ประกอบการไทย รวมตัวกันเองเพื่อพัฒนาไวน์ไทยให้ก้าวหน้าแข่งกับต่างประเทศ ท่ามกลางอุปสรรคหลายๆเรื่อง รวมทั้งการที่หน่วยงานบางหน่วยงาน เช่น สำนักงานกองทุนสนับสนุนการสร้างเสริมสุขภาพ หรือ สสส. มา Lobby รัฐบาลให้เพิ่มกฎระเบียบซ้ำเติมเข้าไปอีก โดยขาดความเข้าใจว่า ไวน์เป็นเครื่องดื่มที่ขาย Aroma ไม่ใช่อัลกอฮอล์ และก็เพราะเจ้า Aroma ที่มีเอกลักษณ์ของไวน์ไทยนี่เอง ที่ทำให้น่าสนใจว่า ไวน์ไทยอาจจะก้าวขึ้นไปอยู่ในระดับโลกได้ ในแง่ของความเป็น New Latitude Wine ดังนั้นจึงควรมีงานวิจัยของคนไทย เพื่อช่วยคนไทยด้วยกัน

ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรมที่มีการพึ่งพาธรรมชาติเป็นหลัก มีการนำเทคโนโลยีมาช่วยเพิ่มผลผลิตอยู่บ้างแต่ก็เป็นเทคโนโลยีที่ไม่สูงนัก เช่น การใช้ปุ๋ยเคมี การชลประทาน และการใช้งานจักรกลการเกษตร ในขณะที่เทคโนโลยีชั้นสูงอย่างเช่น ภูมิสารสนเทศ และ เซ็นเซอร์ตรวจวัดสภาพล้อมรอบ อาจถูกมองว่าไม่คุ้มค่าเมื่อเทียบกับราคาพืชผลที่ขายได้ อย่างไรก็ดี พืชหลายชนิดมีราคาค่อนข้างสูงอย่างเช่น ชา กาแฟ และ องุ่นเพื่อทำไวน์ เป็นต้น พืชเหล่านี้ต้องการการดูแลเอาใจใส่เป็นพิเศษ การนำเทคโนโลยีชั้นสูงมาใช้สามารถช่วยเพิ่มมูลค่าของสินค้าที่เกิดจากพืชเหล่านี้ ทำให้คุ้มค่าต่อการนำมาใช้งาน ดังนั้นการพัฒนาเทคโนโลยีการเกษตรแม่นยำสูง (Precision Farming) จึงน่าที่จะลงทุนให้เกิดขึ้นในประเทศไทยเป็นอย่างยิ่ง



ราคาของไวน์นั้นขึ้นกับความพึงพอใจของผู้บริโภคที่มีต่อกลิ่นและรสชาติของมัน ดังนั้นการขายผลิตภัณฑ์เหล่านี้จึงเท่ากับเป็นการขายโมเลกุลหอมระเหย (Aroma Molecules) ที่มีอยู่ในพืชเหล่านี้ กลิ่นและรสชาติของไวน์ ขึ้นอยู่กับชนิด จำนวน และอัตราส่วนของโมเลกุลหอมระเหยที่มีอยู่ ซึ่งผันแปรไปตามพันธุ์ที่ปลูก สภาพของดิน การให้ปุ๋ย การให้น้ำ แสงแดดที่ได้รับ สภาพภูมิอากาศในแปลงปลูก การควบคุมให้รสชาติของผลิตภัณฑ์ให้คงที่จึงเป็นเรื่องที่ยากและท้าทายมาก ดังจะเห็นได้จากไวน์ที่ผลิตออกมาจากไร่เดียวกันแต่ต่างปีก็จะมีรสชาติที่แตกต่างกัน ทำให้ราคาแตกต่างกันได้อย่างเหลือเชื่อ เช่นไวน์ยี่ห้อ ชาโต้ ลาตูร์ (Château Latour) ปี 1992 ขายกันในราคาขวดละ 7,000 บาท ในขณะที่ของปี 1990 กลับมีราคาสูงถึง 30,000 บาท โดยที่ไวน์ที่ผลิตในปีก่อนหน้าเพียงแค่ปีเดียวนั้นขายกันในราคาเพียง 10,000 บาทเท่านั้น ความแตกต่างในรสชาติอันเนื่องมาจากการมีอัตราส่วนของโมเลกุลหอมระเหยในน้ำไวน์ที่แตกต่างกันนี้ ไม่ใช่เรื่องของอุปาทาน แต่อธิบายได้ด้วยวิทยาศาสตร์และการนำเทคโนโลยี Smart Vineyard เข้ามาใช้งานน่าจะช่วยในเรื่องความเข้าใจ ความสัมพันธ์ระหว่างกลิ่นและรสของไวน์ กับ ปัจจัยแวดล้อมเหล่านั้น เพื่อที่ผู้ประกอบการจะสามารถวิศวกรรมกลิ่นของไวน์ (Aroma Engineering) ให้เป็นไปตามที่ตลาดต้องการได้มากที่สุด

(ภาพบน - ทิวทัศน์อันสวยงามของไร่ GranMonte เสน่ห์ที่ไร่ไวน์ระดับโลกอย่าง Napa Valley ยังเขินอาย)

ไร่องุ่นอัจฉริยะ (Thailand Smart Vineyard ตอนที่ 1)

ท่านที่เคยเดินทางไปเที่ยวเขาใหญ่ จะพบว่านอกจากความเป็นมรดกโลก (World Heritage) ที่น่าภาคภูมิใจแล้ว เขาใหญ่ยังเป็นแหล่งท่องเที่ยวที่เน้นการท่องเที่ยวเชิงประสบการณ์ (Experience Tourism) ซึ่งเป็นการท่องเที่ยวแนวใหม่ที่มุ่งทำให้นักท่องเที่ยว ได้รับประสบการณ์ตรงจากสถานที่ท่องเที่ยวนั้น การท่องเที่ยวเชิงประสบการณ์จะทำให้นักท่องเที่ยวได้รับการพัฒนาตนเองขึ้นเรื่อยๆ และเกิดความรู้สึกผูกพันกับสถานที่ท่องเที่ยวแห่งนั้น จนต้องกลับไปอีกหลายๆ ครั้ง เขาใหญ่มีสถานที่ท่องเที่ยวเชิงประสบการณ์หลายแห่ง เช่น ฟาร์มโชคชัย ที่ยิงความรู้สึกความเป็นคาวบอยให้เข้าไปในหัวใจของเราทุกครั้งที่ไปเยือน ไร่ทองสมบูรณ์ที่มีเครื่องเล่นแบบผจญภัย รีสอร์ทหลายแห่งที่ให้ความรู้สึก ผสมผสานระหว่างการพักผ่อน กับ ความสนุกตื่นเต้น หลายคนอาจจะรู้จักไร่ไวน์กรานมอนเต้ (GranMonte) ที่เขาใหญ่ ไร่ไวน์แนวบูติคน่ารัก ที่ทำให้คนไทยเริ่มหลงใหล และอยากดื่มไวน์ไทย ไร่ไวน์แห่งนี้มีความลงตัวทั้งวิวทิวทัศน์ที่งดงาม รสชาติของไวน์ที่ได้มาตรฐานสากล ความเป็นกันเองของเจ้าของไร่ นักท่องเที่ยวที่ได้ไปเยือนจะได้ความรู้ ได้ประสบการณ์ว่า ในการที่จะได้ไวน์ดีๆ ออกมาสักขวดหนึ่งนั้น จะต้องผ่านการดูแล เอาใจใส่ขนาดไหน


ณ วันนี้ ไร่ไวน์กรานมอนเต้ ได้ผ่านร้อนผ่านหนาวมาถึง 10 ปี ได้สร้างชื่อเสียงโดยไปคว้ารางวัลระดับนานาชาติหลายรางวัล จนนักดื่มต่างชาติเริ่มรู้จักไวน์ไทย และให้การยอมรับ และในปี พ.ศ. 2551 นี้ ไร่ไวน์กรานมอนเต้ จะมุ่งสู่การเป็นไร่ไวน์อัจฉริยะ (Smart Vineyard) แห่งแรกในภูมิภาคเอเชีย เพื่อไปสู่ไร่ไวน์อัจฉริยะแห่งแรกของโลกที่ใช้เทคโนโลยีครบวงจร ทั้ง Information Technology, Smart Viticulture, Sensor Networks, RFID, GIS, Radio-Controlled, Experience Tourism Technology, Robotics, Agro-informatics และ Nanotechnology

โครงการ ไร่ไวน์อัจฉริยะ-กรานมอนเต้ (GranMonte Smart Vineyard) เป็นการประยุกต์และใช้งานเทคโนโลยี Precision Farming / Smart Farm ในไร่ไวน์ โครงการนี้เป็นการผสมผสาน เทคโนโลยีหลายๆ ชนิด เพื่อให้เจ้าของไร่ไวน์ หรือผู้จัดการฟาร์ม สามารถเฝ้าติดตาม ความเป็นไปภายในไร่ จากอินเตอร์เน็ต และ โทรศัพท์มือถือ โดยอาศัยเทคโนโลยี Multi-functional and Multi-dimensional Sensors ซึ่งจะตรวจสภาพอุณหภูมิในอากาศ และดิน ความชื้นในอากาศและดิน ความเร็วและทิศทางลม ปริมาณน้ำฝน พลังงานแสง ความเคลื่อนไหวของมวลอากาศ ความเป็นไปในไร่จาก Image Array สภาพทางเคมีของดิน คุณภาพขององุ่นและไวน์ จาก Electronic Nose รวมไปถึงการนำ RFID ไปใช้ดูแลกิจกรรมในไร่ การพัฒนาซอฟต์แวร์ช่วยตัดสินใจ Decision Support System การบูรณาการข้อมูลภูมิสารสนเทศ และ อุตุนิยมวิทยาทั้งระดับไร่ และระดับภูมิภาค โดยมีเป้าหมายทำให้เกิด ไร่ไวน์อัจฉริยะ (Smart Vineyard)


โครงการนี้ได้รับการสนับสนุนงบประมาณวิจัยจาก มหาวิทยาลัยมหิดล และ NECTEC โดยได้รับการเอื้อเฟื้อด้านสถานที่ แรงบันดาลใจ (Mental Support) องค์ความรู้ด้านการปลูก และดูแลไร่ไวน์ จาก คุณวิสุทธิ์ โลหิตนาวี คุณสกุณา โลหิตนาวี และ คุณนิกกี้ โลหิตนาวี เจ้าของไร่ไวน์ GranMonte เขาใหญ่ นครราชสีมา

Intelligent Greenhouse - ระบบโรงเรือนอัจฉริยะ (ตอนที่ 2)

วันนี้ผมขอมาเล่าต่อนะครับ ในโอกาสที่ได้ไปสังเกตการณ์ การประชุมระดมสมอง เพื่อจัดทำแผนที่เทคโนโลยีเกษตรอิเล็กทรอนิกส์ (Agritronics) เพื่อ กล้วยไม้ ลำไย และปลาบึก ที่มหาวิทยาลัยแม่โจ้ จังหวัดเชียงใหม่ เมื่อวันที่ 10-11 มกราคม 2551 ในวันที่สอง ก็ได้ไปเยี่ยมชม สวนพฤกษศาสตร์สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ สำหรับสวนพฤกษศาสตร์แห่งนี้ ผมถือว่าเป็น Fan Club คนหนึ่งเลยทีเดียว เนื่องจากได้ไปเยี่ยมชมหลายครั้งแล้ว ทั้งหน้าร้อน หน้าฝน หน้าหนาว ที่นั่นมีโรงเรือนหลายแบบ ตั้งแต่ ร้อนแห้งแบบทะเลทราย ไปถึงชุ่มเย็นแบบป่าฝน มีโรงเรือนสำหรับไม้ใบ ไม้ดอก บัวและพืชชุ่มน้ำ โรงเรือนป่าฝนนั้นมีขนาดใหญ่อลังการมาก ถึงขนาดข้างในมีน้ำตก และบันไดเวียนเพื่อดูบรรยากาศข้างในโรงเรือน มีระบบปล่อยไอน้ำเพื่อควบคุมความชื้น หลังคาปรับเปิดปิดเพื่อควบคุมความเข้มแสง โรงเรือนชนิดนี้สร้างโดยประเทศฝรั่งเศส มีเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ ความชื้น และปริมาณแสง อย่างไรก็ตามเซ็นเซอร์บางตัวก็เสียหายไม่ทำงานแล้ว การเปลี่ยนชุดเซ็นเซอร์มีราคาค่างวดที่แพง เนื่องจากหมดสัญญาดูแลแล้ว ดังนั้นทางสวนพฤกษศาสตร์จึงอยากให้ NECTEC เข้ามาช่วยเหลือในเรื่องของระบบเซ็นเซอร์

ผม และ คณะเดินทางที่ไปด้วยกัน ได้แก่ ดร. อดิสร ดร.ปิยะวุฒิ และ ดร. อุทัย ยังได้มีโอกาสไปดูสวนกล้วยไม้ของสวนพฤกษศาสตร์ ซึ่งเป็นโรงเรือนแบบเปิด ซึ่งเป็นที่เพาะเลี้ยงและอนุรักษ์กล้วยไม้ป่าจำนวนมาก ทางสวนฯ มีดำริจะให้มีการติดตั้งเซ็นเซอร์ เพื่อ monitor สภาพล้อมรอบที่แตกต่างกันในบริเวณโรงเรือน ที่มีพื้นที่กว้าง มีร่มเงาแตกต่างกัน รวมไปถึงการเล่นระดับความสูง ที่ทำให้มี micro-climate หรือ micro-environment แตกต่าง ซึ่งจะมีความเหมาะสมกับกล้วยไม้แต่ละพันธุ์แตกต่างกันไป ผมได้จินตนาการถึงระบบเซ็นเซอร์ตรวจสอบสภาพในเรือนกล้วยไม้ ที่ interactive กับผู้ดูแลผ่านโทรศัพท์มือถือ ก่อนจะกลับเราก็ได้ตั้งใจ และวางพันธะสัญญาต่อกันในคณะเดินทางว่า จะกลับมาใหม่ พร้อมกับเทคโนโลยีเพื่อมาติดตั้ง ณ ที่นี่ให้ได้

(ภาพด้านบน - Greenhouse ที่น่าตื่นตาตื่นใจ ภายใน สวนพฤกษศาสตร์สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ อ. แม่ริม จ. เชียงใหม่)

สัตว์เลี้ยงในฟาร์มไม่โง่

ท่านผู้อ่านหลายๆท่าน ที่มีประสบการณ์ในการเลี้ยงสุนัข ก็คงจะเคยคุยกับเขาด้วยภาษามนุษย์ สุนัขเป็นสัตว์เลี้ยงที่ฉลาด และสอนให้ทำนู่นทำนี่ได้ แถมน่ารักอีกด้วย แต่จริงๆแล้วก็เคยมีงานวิจัยหลายๆเรื่อง ที่พยายามบอกว่าพวกสัตว์เลี้ยงในฟาร์มที่เราใช้รับประทานกันนั้น ก็มีความเฉลียวฉลาดพอดู มีงานวิจัยจำนวนหนึ่งที่พิสูจน์ว่าหมูฉลาดกว่าหมาเสียอีก Jack Russel นักวิจัยที่ Babraham Institute ที่เมืองแคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษได้กล่าวว่า "หมูฉลาดครับ มันเป็นสัตว์ขี้สงสัย และก็ช่วยตัวเองได้ดีทีเดียว มันชอบสูดดมหานู่นหานี่ สำรวจไปทั่ว และก็ชอบตระเวณไปเรื่อยเหมือนเด็กซุกซน" งานวิจัยของเขายังบอกว่าไก่เลี้ยงในฟาร์มสามารถฝึกให้มันช่วยเหลือตัวเอง ปรับอุณหภูมิร้อนหนาวในคอกเลี้ยงได้ Professor Donal Broom แห่งมหาวิทยาลัยแคมบริดจ์ได้ทำงานวิจัยเรื่องวัวจนได้ผลสรุปว่า วัวเป็นสัตว์ที่มีความฉลาด มันพัฒนาความสัมพันธ์แบบเพื่อนกับมนุษย์ได้ ทั้งยังพบว่ามันตื่นเต้นที่รู้ว่ามันได้เรียนรู้อะไรเพิ่มเติม หรือว่าได้แก้ปัญหาอะไร

ผมยังจำได้ว่าตอนเด็กๆ อายุสัก 7-8 ขวบ ตอนที่ผมไปเที่ยวบ้านคุณย่าที่จังหวัดเพชรบุรีช่วงปิดเทอม ผมได้วิ่งไปดูเขามาต้อนฝูงวัวขึ้นรถบรรทุก พวกมันวิ่งหนีสุดชีวิต ตอนถูกจับ มันกรีดร้องหากันอย่างน่าเวทนา ผมเข้าไปดูพวกมันใกล้ๆ เห็นน้ำตาที่ไหลออกจากดวงตาของพวกมัน ผมถามคนแถวนั้นว่ามันร้องไห้ทำไม เขาบอกว่ามันรู้ว่าจะถูกนำไปฆ่าที่โรงฆ่าสัตว์ ซึ่งก็ทำให้ผมเลิกกินเนื้อวัวนับตั้งแต่นั้น

รู้อย่างนี้ว่าสัตว์เลี้ยงในฟาร์มที่เราๆ ท่านๆ รับประทานกันอยู่นั้นไม่โง่เลย ทำให้พาลไปถึงคำถามว่า เราควรกินเนื้อสัตว์พวกนี้มั้ย .... Jane Goodall ผู้บุกเบิกศึกษาเรื่องลิงชิมแปนซีบอกว่า "ฉันเลิกทานเลยเมื่อรู้อย่างนี้ ที่คนอื่นๆยังทานอยู่ก็เพราะเขาไม่ได้ค่อยได้คิดเรื่องนี้ดีๆนัก" ด้วยเหตุที่สัตว์เลี้ยงในฟาร์มฉลาดอย่างนี้นี่เองมั๊งครับ เลยทำให้สหภาพยุโรปเริ่มจะเข้มงวดกับผู้ส่งออกไก่จากประเทศไทยกันแล้ว ว่าต้องเลี้ยงให้ดีๆ ให้คำนึงสวัสดิภาพสัตว์เลี้ยงด้วย ซึ่งเทคโนโลยี Smart Farm สามารถเข้ามาช่วยในเรื่องนี้ได้ครับ ......

Intelligent Greenhouse - ระบบโรงเรือนอัจฉริยะ (ตอนที่ 1)

เมื่อช่วงต้นปี 2551 ระหว่างวันที่ 10-11 มกราคม ผมได้มีโอกาสเข้าร่วมการประชุมระดมสมอง เพื่อจัดทำแผนที่เทคโนโลยีเกษตรอิเล็กทรอนิกส์ (Agritronics) เพื่อ กล้วยไม้ ลำไย และปลาบึก ที่มหาวิทยาลัยแม่โจ้ จังหวัดเชียงใหม่ ซึ่งเขาก็พาไปดูระบบโรงเรือน 2 ที่ ที่แรกก็คือ โครงการวิจัยและพัฒนาการผลิตกล้วยไม้เชิงอุตสาหกรรม ในพระดำริสมเด็จพระเจ้าลูกเธอเจ้าฟ้าจุฬาภรณวลัยลักษณ์ โรงเรือนที่เขาใช้เพาะเลี้ยงกล้วยไม้มี 2 แบบ คือ โรงเรือนแบบปิด กับ โรงเรือนแบบเปิด โรงเรือนที่นั่นเป็นแบบปิด สามารถควบคุมอุณหภูมิ ความชื้น ป้องกันแมลงเข้าไปในโรงเรือน โดยโรงเรือนเป็นโครงเหล็ก ใช้วัสดุพลาสติกครอบทั้งด้านข้าง และ หลังคา พลาสติกที่ใช้ครอบโรงเรือนเป็นพลาสติกที่ออกแบบมาให้มีความแข็งแรง มีความใสที่สามารถผ่าน สเปคตรัมของแสงที่พืชต้องการให้เข้าไปในโรงเรือน และกันช่วงความยาวคลื่นที่ไม่ต้องการออกไป พลาสติกที่ว่านี้จะต้องทนรังสี UV ด้วยนะครับ มิฉะนั้นมันจะกรอบอันเนื่องมาจาก โมเลกุลพอลิเมอร์เกิด Free Radicals เข้าทำปฏิกริยากันเป็น Crosslinked Chains ทำให้เสียสมบัติความยืดหยุ่นในที่สุด เท่าที่ผมดู โรงเรือนในศูนย์ก็ใช้กันมาประมาณ 4-5 ปีแล้ว พลาสติกที่ว่าก็เริ่มกรอบเสียหายแล้ว โรงเรือนที่ว่านี้ บริษัทในประเทศอิสราเอลเป็นคนประกอบและสร้างให้ อีกปัญหาที่พบคือ ตัวคอนโทรลที่เป็นอิเล็กทรอนิกส์ สำหรับควบคุมการเปิดปิดน้ำเย็น (เพื่อควบคุมให้กล้วยไม้ได้รับอุณหภูมิสม่ำเสมอ) เปิดพัดลมระบายอากาศ ได้เสียหายไม่สามารถทำงานได้ แต่ก็ยังสามารถทำงานด้วยระบบมืออยู่ครับ ทางวิศวกรผู้ควบคุมโรงเรือนได้ให้ความช่วยเหลือในการพาเข้าชม และตอบข้อสงสัยทุกอย่าง ท่านอยากให้มีเทคโนโลยีของคนไทยเพื่อนำมาใช้ทดแทนโรงเรือนของนอก หรืออย่างน้อยสร้างอะหลั่ยที่ใช้ทดแทนของที่เสียหาย เช่น พลาสติก เนี่ยผมไม่แน่ใจว่าเป็น Polycarbonate ผสมอนุภาคนาโนบางชนิดเพื่อทำให้เกิดความแข็งแรง และทนต่อ UV วัสดุที่ใช้เลี้ยงกล้วยไม้ก็น่าจะคิดทำในเมืองไทย เซ็นเซอร์ที่วัดอุณหภูมิ ความชื้น แสง และระบบควบคุมก็น่าจะทำได้ในเมืองไทย เช่นกัน

วันหลังจะมาเล่าต่อถึงอีกสถานที่ ที่ผมได้เป็นเยี่ยมชมนะครับ ........


(ภาพด้านบน - โรงเรือน หรือ Greenhouse มีความจำเป็นในประเทศที่มีอากาศหนาว เพื่อควบคุมให้สภาพในโรงเรือนมีความอบอุ่น เหมาะกับการปลูกพืช แต่ในประเทศไทยซึ่งเป็นประเทศที่มีอากาศร้อนนั้น จะต้องมีการดัดแปลงเทคโนโลยี เช่น สำหรับกล้วยไม้ จะต้องมีระบบทำความเย็น โดยจะปล่อยน้ำเย็นออกมาผ่านครีบระบายความร้อน แล้วอาศัยลมที่เกิดจากพัดลม ดูดอากาศเย็นให้มาผ่านกล้วยไม้)

Food Valley - หุบเขาแห่งอาหารของโลก

Silicon Valley เป็นโมเดลของเมืองสมัยใหม่ ที่วิถีชีวิต เศรษฐกิจ สังคม วัฒนธรรม ขับเคลื่อนไปข้างหน้าอย่างมีชีวิตชีวา ด้วยธุรกิจที่เปี่ยมด้วยนวัตกรรม มันเป็นเมืองไฮเทคที่ใครๆ ก็อยากเป็น บริษัทชื่อดังของโลกที่มีสำนักงานใหญ่อยู่ใน Silicon Valley ที่สมควรกล่าวถึงก็เช่น Adobe, AMD, Agilent, Apple, Asus, Cisco, eBay, Google, HP, Intel, Maxtor, National Semiconductor, Oracle, SanDisk, Sun, Symantec, Yahoo ประเทศไทยก็เคยฝันว่าจะมีเมืองไฮเทคแบบนี้ เช่น โครงการ Software City ที่เคยคิดว่าจะให้ เชียงใหม่ ขอนแก่น ภูเก็ต เป็นเมืองแห่งการพัฒนาซอฟต์แวร์ เป็นเมืองที่ขับเคลื่อนด้วย Knowledge Based Economy

การจะเลียนแบบไปสร้าง Silicon Valley ที่อื่นนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย แต่เนเธอร์แลนด์ หรือ ที่คนไทยรู้จักกันในชื่อ ฮอลแลนด์ ประเทศที่มีพื้นที่เพียง 41,500 ตารางกิโลเมตร ประชากรแค่ 16.6 ล้านคน กลับสามารถท้าทายความฝันนี้ และสามารถสรรสร้างเมืองแห่งธุรกิจไฮเทคให้เกิดขึ้นได้ ในนามของ Food Valley

Food Valley เป็นเมืองแห่งนวัตกรรมที่เป็นที่ตั้งของบริษัทไฮเทคกว่า 1,500 บริษัท และแรงงานฝีมือระดับสูงกว่า 15,000 ชีวิต บริษัทเหล่านี้เป็นบริษัทผลิตสินค้านวัตกรรมที่เน้นทางด้านอาหาร โดยเป้าหมายที่ต้องการให้ประเทศเนเธอร์แลนด์ เป็นศูนย์กลางด้านอาหารของโลก ขอยกตัวอย่างบริษัทที่มีที่ตั้งอยู่ใน Food Valley ก็เช่น Heinz, Heineken, Campina, Smithfield, Unilever, CP Kelco, Nestle, Sobel, Mead Johnson, Masterfoods, Givaudan, Grolsch, Monsanto, Abbott, Numico นอกจากนั้นแล้วที่นี่ยังมี Research Centers อยู่อีก 21 แห่ง ซึ่งจะทำหน้าที่ค้นคว้า วิจัย และพัฒนาองค์ความรู้ใหม่ๆ ทางด้านอาหาร รวมทั้งมีมหาวิทยาลัย Wageningen ที่ทำหน้าที่ผลิตบุคลากรให้อีกด้วย มี Business Incubator ที่ทำหน้าที่บ่มเพาะธุรกิจใหม่ๆ ไม่ว่าจะเป็น ชุดตรวจสอบอาหาร ระบบนำส่งอาหารด้วยนาโนแค็ปซูล RFID สารอาหารบำรุง เป็นต้น มีบริษัททางด้าน Venture Capital เพื่อทำหน้าที่สนับสนุนทางการเงินเพื่อให้เกิดธุรกิจใหม่

น่าเสียดายที่ประเทศไทย ซึ่งเป็นแหล่งผลิตอาหารขนาดใหญ่ของโลก กลับเป็นได้แค่ครัวของโลก เพราะไม่สามารถจะผันตัวเองให้ไปอยู่บนยอดของปิระมิดอาหาร ในแบบที่เนเธอร์แลนด์กำลังจะเป็น ........ Food Valley of the World

(คลิ๊กที่รูป เพื่อดูภาพเต็มแบบมีรายละเอียด)

Electronic Nose for Food Industry (ตอนที่ 4 ตอนจบ)

· การเก็บรักษาอาหาร ปัจจุบันผู้ผลิตพยายามคิดค้นและพัฒนาวิธีการเก็บรักษาคุณภาพอาหารให้อยู่ได้นานๆ โดยรสชาติไม่เปลี่ยนแปลง จมูกอิเล็กทรอนิกส์สามารถนำมาใช้วิเคราะห์รสชาติอาหารได้อย่างรวดเร็ว ทำให้งานวิจัยและพัฒนาทำได้ทันความต้องการ เช่น มีการศึกษาการเก็บไข่ปลาคอท โดยใช้จมูกอิเล็กทรอนิกส์ประเมินกลิ่นที่เปลี่ยนแปลงไปตามระยะเวลาต่างๆ การจำแนกกลิ่นของผลอัลมอนด์ที่ปลูกในถิ่นแตกต่างกัน ซึ่งจะทำให้รสชาติแตกต่างกัน

· ผลิตภัณฑ์จากนม ประเทศอุตสาหกรรมเกษตรหลายประเทศในยุโรป เริ่มมีการนำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาใช้ในการควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่มาจากนม เช่น นมสด เนย โยเกิร์ต

· ผลิตภัณฑ์ปรุงรส ในประเทศญี่ปุ่นได้มีการนำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาใช้ควบคุณคุณภาพซีอิ๊ว ซึ่งก็พบว่าสามารถทำงานได้ค่อนข้างดี สำหรับประเทศไทยซึ่งเป็นผู้ผลิตซ็อสปรุงรสรายใหญ่ของโลก รวมทั้งน้ำปลา จึงน่าจะมีงานประยุกต์ในอุตสาหกรรมประเภทนี้ได้หลากหลายทีเดียว ซึ่งปัจจุบันในการผลิตน้ำปลาของไทย ยังคงใช้นักชิมเป็นผู้ตรวจสอบคุณภาพการหมักเป็นหลัก ซึ่งก็มีปัญหาความเที่ยงตรงอยู่พอสมควร

· สมุนไพร และผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ เป็นหัวข้อที่เพิ่งจะได้รับความสนใจไม่นาน โดยมีการลองนำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาใช้จำแนกพืชพรรณ ที่ให้ผลิตภัณฑ์กลิ่น ซึ่งเป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมอาหารและยา ซึ่งจมูกอิเล็กทรอนิกส์สามารถนำมาใช้กำหนดคุณภาพและราคาของวัตถุดิบดังกล่าวได้ ก่อนนำมาสกัดสารออกฤทธิ์ที่อยู่ในต้นพืช

· ชาและกาแฟ ปัจจุบันประเทศไทยเป็นทั้งผู้ผลิตและผู้บริโภคชาและกาแฟรายใหญ่ ทำให้การประเมินคุณภาพวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์มีความสำคัญ งานวิจัยจำนวนมากระบุว่าจมุกอิเล็กทรอนิกส์ค่อนข้างใช้ได้ดีกับผลิตภัณฑ์จำพวกนี้ กว่าเครื่องมือตรวจวิเคราะห์ชนิดอื่น เนื่องจากจมูกอิเล็กทรอนิกส์เลียนแบบจมูกมนุษย์ ผลการวิเคราะห์จากจมูกอิเล็กทรอนิกส์จะสัมพันธ์กับจมูกของคนเรา ซึ่งจะสามารถระบุความหอม น่าดื่มของชาและกาแฟได้ ปัจจุบันคณะวิจัยของไทยเราก็กำลังศึกษาเรื่องนี้อยู่

· ผลิตภัณฑ์สกัดจากพืช เช่น น้ำมันพืช น้ำมันไบโอดีเซล ก็สามารถใช้จมูกอิเล็กทรอนิกส์ประเมินคุณภาพได้ดีเช่นกัน เนื่องจากผลิตภัณฑ์ประเภทนี้จะมีสารหอมระเหยในอัตราส่วนที่ค่อนข้างสูง

นอกจากนั้นเทคโนโลยีของจมูกอิเล็กทรอนิกส์อาจนำไปใช้ผสมผสานกับเทคโนโลยีอื่นๆได้อีก เช่น นำไปติดกับหุ่นยนต์ทำให้หุ่นยนต์มีอวัยวะสัมผัสด้านกลิ่น การนำเซ็นเซอร์รับกลิ่นไปรวมกับเทคโนโลยีขี้ผงอัจฉริยะ (Smart Dust) ทำให้สามารถตรวจสอบเชื้อโรค สิ่งแปลกปลอม ในฟาร์มปศุสัตว์หรือโรงงานอุตสาหกรรม เป็นต้น ด้วยอภิคุณประโยชน์ของจมูกอิเล็กทรอนิกส์นี่เอง ประเทศต่างๆทั้งในยุโรป สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น แม้แต่ประเทศกำลังพัฒนาอย่างบราซิลและอาร์เจนตินาซึ่งมีความหลากหลายทางชีวภาพสูง ล้วนแล้วแต่ขะมักเขม้นทำวิจัยทางด้านนี้ โดยเฉพาะยุโรปได้ก่อตั้งเครือข่ายจมูกอิเล็กทรอนิกส์ขึ้นมาถึง 2 เครือข่ายเพื่อต้องการรักษาความเป็นผู้นำต่อไป ประเทศไทยซึ่งมีความหลากหลายทางด้านทรัพยากรชีวภาพ เป็นผู้นำในการผลิตอาหารของโลกเองดูจะยังหลับใหลในเรื่องเหล่านี้ ทั้งๆที่การพัฒนาเทคโนโลยีของจมูกประดิษฐ์นั้นความได้เปรียบอยู่ที่ความเป็นเจ้าของปัญหาหรือสารตัวอย่าง ซึ่งประเทศไทยมีให้ศึกษาได้มากมาย เอาแค่เรื่องอาหารอย่างเดียว เราก็มีงานประยุกต์ให้ใช้จมูกอิเล็กทรอนิกส์มากกว่าทุกประเทศในยุโรปแล้ว

Electronic Nose for Food Industry (ตอนที่ 3)

งานประยุกต์ของจมูกอิเล็กทรอนิกส์นั้นมีได้มากมาย จะขอยกตัวอย่างแนวทางและความเป็นไปได้ในการนำมาใช้งาน ซึ่งส่วนหนึ่งมีผู้รายงานไว้ในวารสารวิชาการในต่างประเทศไว้แล้ว และส่วนหนึ่งมาจากการสำรวจของคณะวิจัยในประเทศไทยเอง

• การวัดความสุกของผลไม้ จากรายงานผลการวิจัยนั้น ได้มีการนำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาจำแนกระดับความสุกของผลไม้หลายชนิดแล้ว เช่น กล้วย ส้มจีน บลูเบอรี่ เป็นต้น โดยในการใช้งานสามารถทำได้ด้วยวิธีง่ายๆ คือ นำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาสูดดมกลิ่นจากผลไม้ ซึ่งก็พบว่า กล้วยหอมมีความสุกถึง 7 ระดับ โดยระดับความสุกที่ 5-6 เป็นความสุกที่รสชาติของกล้วยหอมนั้นดีที่สุด สำหรับส้มจีนนั้นมีความสุกอยู่ 4 ระดับ ซึ่งผู้วิจัยพยายามศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการรักษา Shelf Life ของมันให้ได้นานโดยการตรวจคุณภาพจากกลิ่นของมัน

• การควบคุมคุณภาพของไวน์และเครื่องดื่มอื่นๆ เป็นหัวข้อที่ฮิตที่สุดในการใช้งานจมูกอิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะในยุโรปมีการนำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาใช้ในการควบคุมคุณภาพไวน์ พบว่า จมูกอิเล็กทรอนิกส์สามารถจำแนกยี่ห้อของไวน์ได้ หรือแม้แต่สามารถจำแนกไวน์แบรนด์เดียวกันแต่ผลิตในปีที่ต่างกัน ดังนั้นจมูกอิเล็กทรอนิกส์จึงสามารถจำแนกไวน์แท้หรือปลอมแปลงได้อย่างรวดเร็ว ในประเทศญี่ปุ่นได้มีการลองนำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาใช้ในการควบคุมคุณภาพของเหล้าสาเก สำหรับประเทศไทย เรามีผลิตภัณฑ์เครื่องดื่มประเภทไวน์ และ สุรา นานาชนิด ทั้งประเภทเป็นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ และ OTOP จึงน่าจะมีการนำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาใช้เพื่อควบคุมคุณภาพในสายการผลิต เนื่องจาก จมูกอิเล็กทรอนิกส์ สามารถติดตั้งให้มีการใช้งานในรูปแบบออนไลน์ได้เลย ไม่เหมือนกับอุปกรณ์ตรวจวิเคราะห์ชนิดอื่นๆ ที่ต้องมีการจัดตั้งห้องปฏิบัติการทดลองขึ้นมาต่างหาก เช่น อาจมีการติดตั้งจมูกอิเล็กทรอนิกส์ในถังหมักเบียร์เพื่อประเมินระยะเวลาที่เหมาะสมในการหมักเบียร์ให้มีรสชาติคงที่ ซึ่งปัจจุบันต้องมีการคอยเก็บชิมเป็นระยะ

• การตรวจวัดความสดของปลา กุ้ง เนื้อสัตว์ จมูกอิเล็กทรอนิกส์สามารถจำแนกระดับความสดของเนื้อสัตว์ เช่น เนื้อวัว กุ้ง ปลาแซลมอน ปลาทูน่า เป็นต้น ทำให้ผู้ผลิตอาหารแช่แข็งส่งออก สามารถประเมินระดับความสดของผลิตภัณฑ์ได้ ในปัจจุบันการรับซื้อกุ้งหน้าโรงงานแช่แข็งของไทยมักจะใช้ “นักชิม” เพื่อทดสอบความสดของกุ้ง ซึ่งน่าจะมีการนำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาช่วยในการตรวจสอบร่วมด้วย เพื่อให้เกิดความมั่นใจมากขึ้น เนื่องจากจมูกมนุษย์จะไม่ได้กลิ่นไอโมเลกุลหลายชนิด ที่ปลอมปนมากับเนื้อกุ้ง

(ภาพขวามือ - ภาพไวน์ GranMonte ไวน์คุณภาพ ที่ผลิตจากสวนไวน์บูติค บริเวณเขาใหญ่แหล่งมรดกโลก กำลังสร้างชื่อในระดับนานาชาติ)

Electronic Nose for Food Industry (ตอนที่ 2)

จมูกอิเล็กทรอนิกส์ เป็นอุปกรณ์ที่เลียนแบบการทำงานของจมูกมนุษย์จริงๆ ก่อนอื่นต้องมาทำความรู้จักการทำงานของจมูกมนุษย์กันก่อน เมื่อคนเราสูดดมอากาศเข้าไป อากาศก็จะนำพาไอของโมเลกุลซึ่งอาจมีกลิ่นเข้าไปในโพรงจมูกของเรา ซึ่งกระแสลมแปรปรวน (Turbulence) ในโพรงจมูกจะช่วยทำให้ไอโมเลกุลนั้นเกิดการสัมผัสกับต่อมรับกลิ่นซึ่งอยู่บนเซลล์ประสาทรับกลิ่น โดยปลายข้างหนึ่งของเซลล์นี้จะไปรวมกันที่ต่อมรวมประสาท (Glomeruli) ซึ่งมันจะทำหน้าที่ขยายสัญญาณ (Amplifier) แล้วนำสัญญาณประสาทส่งไปสู่สมองส่วนที่เรียกว่า Olfactory Cortex การรับรู้กลิ่นเกิดจากการทำงานในระดับนาโน กล่าวคือ โมเลกุลของกลิ่นจะเกิดอันตรกริยาหรือจับตัวเข้ากับโมเลกุลรับกลิ่น (receptor) ซึ่งมีอยู่หลากหลายชนิด สมมติว่าเราดมกลิ่นทุเรียนเข้าไป ไอระเหยของทุเรียนนั้นมีโมเลกุลอินทรีย์นับสิบชนิด โมเลกุลอินทรีย์จากทุเรียนสามารถเข้าจับกับโมเลกุลรับกลิ่นในจมูก ก็จะเกิดรูปแบบขึ้นมา สมองก็จะจดจำว่าถ้ากลิ่นทุเรียนมาก็รู้ว่าเป็นทุเรียน ทีนี้ถ้าทุเรียนต่างชนิดกัน เช่น หมอนทอง กับ ชะนี ก็อาจมีชนิดของโมเลกุลอินทรีย์ต่างกัน ทำให้สมองจำรูปแบบได้ว่าเป็นทุเรียนคนละประเภท นี่คือคำอธิบายว่าทำไมสุนัขถึงจดจำเจ้าของได้ เพราะรูปแบบที่เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลกลิ่น-โมเลกุลรับกลิ่น มีความจำเพาะเจาะจงและซับซ้อน อีกทั้งยังมีความหลากหลายทำให้ไม่ซ้ำกัน


กล่าวโดยสรุป ระบบรับรู้กลิ่นของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมประกอบด้วย

1. ส่วนรับกลิ่นซึ่งรวมถึงตัวรับกลิ่นและระบบนำกลิ่นเข้ามา


2. ระบบนำสัญญาณประสาทซึ่งรวมถึงระบบส่งและขยายสัญญาณ


3. ระบบประมวลผลซึ่งจะสามารถแยกแยะและจดจำกลิ่นได้

จมูกอิเล็กทรอนิกส์ก็จะมีลักษณะที่เลียนแบบระบบรับรู้กลิ่นในธรรมชาติดังนี้

1. ส่วนรับกลิ่นประกอบไปด้วยตัวนำกลิ่นเข้ามาซึ่งอาจมีมอเตอร์ดูดอากาศ มีท่อรวบรวมกลิ่น (Concentrator) เพื่อให้กลิ่นมีความเข้มข้นสูงขึ้นและที่สำคัญที่สุดก็คือ เซ็นเซอร์รับกลิ่นจำนวนมาก ตั้งแต่ 4 ตัวไปจนถึงนับพันตัว


2. ส่วนรวบรวมสัญญาณ ซึ่งจะทำการแปรสัญญาณจากเซ็นเซอร์ (Tranducing) และทำการจัดการสัญญาณ (Signal Conditioning) เช่น ลดสัญญาณรบกวน จากนั้นก็จะแปลงสัญญาณจากอนาล็อกให้เป็นดิจิตอล (A/D Converter)


3. ส่วนประมวลผลซึ่งจะนำสัญญาณที่ได้รับมาทำการเปรียบเทียบเชิงสถิติกับฐานข้อมูลที่มีอยู่เดิม ซึ่งอาจจะใช้วิธีการระบบประสาทเทียม (Artificial Neural Networks) เพื่อทำการแยกแยะกลิ่น รวมไปถึงการเรียนรู้และจดจำรูปแบบของกลิ่น

Electronic Nose จะพยายามเลียนแบบธรรมชาติในแทบทุกด้าน ยกตัวอย่าง เวลาที่เราดมกลิ่นอะไรนานๆ จะเกิดความเคยชินและอาจไม่รู้สึกถึงกลิ่นนั้นๆในระยะเวลาหนึ่ง เช่น ถ้าเราเดินเข้าไปในห้องที่มีกลิ่นสีแล้วนั่งอยู่สักพัก เพื่อนที่เดินเข้ามามักจะถามว่า “นั่งอยู่ได้ยังไงไม่เหม็นสีหรือ?” ทั้งๆที่เราก็อาจไม่รู้สึกถึงกลิ่นเลย แต่ถ้าเราเดินออกมาสูดอากาศข้างนอกสักพักแล้วเดินกลับเข้าไปใหม่เราก็จะรับรู้ถึงกลิ่นสีได้อีก Electronic Nose ก็จะมีอาการเช่นเดียวกัน ถ้าเราเอามันมาดมกลิ่นทุเรียนแล้วเอาไปดมกลิ่นไวน์ทันที มันก็จะอาจจะไม่สามารถรับรู้กลิ่นไวน์ได้ดี เนื่องมาจากโมเลกุลกลิ่นทุเรียนได้เข้าไปจับกับตัวเซ็นเซอร์ ทำให้เซ็นเซอร์ไม่สามารถจับกับโมเลกุลกลิ่นอื่นๆ ที่เข้ามาใหม่ได้ จึงต้องมีวิธีการไล่กลิ่นเดิมออกไปด้วยการเป่าอากาศเข้าไปที่ตัวเซ็นเซอร์ นอกจากนั้น Electronic Nose ก็เหมือนจมูกมนุษย์ที่ต้องการการเรียนรู้ ตอนที่เราเกิดมานั้นเราแทบไม่มีข้อมูลของกลิ่นอยู่เลยในสมองของเรา เราต้องเรียนรู้ตั้งแต่เด็กๆว่าทุเรียนมีกลิ่นอย่างไร สตรอเบอรีมีกลิ่นอย่างไร Electronic Nose ก็เช่นเดียวกันที่ต้องการการฝึกฝน เพื่อให้สามารถจดจำแยกแยะกลิ่นได้ นักชิมไวน์ที่มีความเชี่ยวชาญในการจำแนกแยกแยะไวน์ชนิดต่างๆ ต้องอาศัยการฝึกฝนและสั่งสมประสบการณ์เป็นระยะเวลายาวนานนับสิบปี

Electronic Nose for Food Industry (ตอนที่ 1)

ระบบสัมผัสของมนุษย์นั้นมี ตา หู จมูก ลิ้น กาย ที่เราเรียกกันว่าสัมผัสทั้งห้า ซึ่งปัจจุบันเราก็ค่อนข้างมีความเข้าใจในประสาทสัมผัสต่างๆ เหล่านั้นเป็นอย่างดี ยกเว้น สัมผัสทางด้านกลิ่น ซึ่งเราเพิ่งจะเริ่มศึกษาและพัฒนาความเข้าใจพื้นฐาน การทำงานของมันเมื่อไม่นานมานี้เอง ทั้งนี้อาจจะเป็นเพราะว่า เราไม่ค่อยเห็นความสำคัญของมัน ทั้งๆ ที่ความสุขในชีวิตของมนุษย์เราในเรื่องการรับประทานอาหาร นั้นขึ้นอยู่กับการทำหน้าที่อย่างสมบูรณ์ของจมูก เพราะลิ้นที่รับรสนั้นบอกได้แต่เพียง หวาน เปรี้ยว ขม เค็ม เท่านั้น แต่จมูกต่างหากที่บอกว่าข้าวหน้าเป็ดต่างจากข้าวมันไก่อย่างไร อร่อยหรือว่าไม่ได้เรื่อง สำหรับสิ่งมีชีวิตอื่นๆนั้น การทำหน้าที่รับกลิ่นของจมูก หรือ ระบบสัมผัสไอโมเลกุล มีความสำคัญต่อการอยู่รอดเผ่าพันธุ์ของมันเลยทีเดียว

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดตั้งแต่สิ่งมีชีวิตชั้นต่ำอย่างแบคทีเรีย มาจนถึงสิ่งมีชีวิตชั้นสูงอย่างมนุษย์ ล้วนมีระบบสัมผัสที่ตอบรับกับโมเลกุลเคมีต่างๆที่มีอยู่รอบตัว (Molecular Sensing) ซึ่งมีความสำคัญกับการดำรงชีพ เช่น เป็นสัญญาณของอาหาร การจดจำถิ่นที่อยู่ เวลาของการผสมพันธุ์ ไปจนถึงสัญญาณเตือนภัยต่างๆ สิ่งมีชีวิตชั้นสูง เช่นมนุษย์นั้นได้พัฒนาระบบการรับรู้โมเลกุลเคมี จนก้าวหน้าไปอย่างมากทั้งระบบฮาร์ดแวร์ที่ประกอบด้วยต่อมรับกลิ่น ไปจนถึงระบบประสาทที่ส่งสัญญาณไปประมวลผลที่สมอง กับ ระบบซอฟท์แวร์ที่สามารถจดจำ ประมวลผล ในรูปแบบของความรู้สึกถึง “กลิ่นและรส” ได้ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิด เช่น หนูแฮมสเตอร์นั้น มียีนที่เข้ารหัสโปรตีนที่เป็นโมเลกุลรับกลิ่น (receptor) ถึง 1000 ยีน คิดเป็น 3% ของจีโนม (รหัสพันธุกรรมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต) ของมันเลยทีเดียว นั่นย่อมแสดงให้เห็นว่า ประสาทสัมผัสในเรื่องการรับรู้กลิ่นและไอระเหย มีความสำคัญเพียงใด

เมื่อคนเราสูดดมอากาศเข้าไป อากาศจะนำพาไอของโมเลกุลเข้าไปในโพรงจมูก ซึ่งกระแสลมแปรปรวน (Turbulence) ในโพรงจมูกจะช่วยทำให้ไอโมเลกุลนั้นเกิดการสัมผัสกับต่อมรับกลิ่น (Odor Receptor) ซึ่งอยู่บนเซลล์ประสาทรับกลิ่น โดยปลายข้างหนึ่งของเซลล์นี้จะไปรวมกันที่ต่อมรวมประสาท (Glomeruli) ซึ่งมันจะทำหน้าที่ขยายสัญญาณ แล้วนำสัญญาณประสาทส่งไปสู่สมองส่วนที่เรียกว่า Olfactory Cortex ทั้งนี้ด้วยความพยายามในการค้นคว้าวิจัยของผู้ได้รับรางวัลโนเบลทั้งสองท่าน คือ Richard Axel กับ Linda B. Buck ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาและการแพทย์ เมื่อปี ค.ศ. 2004 ทำให้เราทราบว่าเซลล์ประสาทรับกลิ่นแต่ละเซลล์นั้นจะมีโมเลกุลรับกลิ่นอยู่เพียงชนิดเดียวเท่านั้นจากเป็นพันชนิด เซลล์รับกลิ่นที่มีโมเลกุลรับกลิ่นชนิดเดียวกันจะส่งสัญญาณไปที่ต่อมรวมประสาทแบบเดียวกัน ทำให้สมองแยกแยะได้ว่าสัญญาณที่เข้ามานั้นมากจากเซลล์ที่มีโมเลกุลรับกลิ่นแบบไหน ซึ่งสมองก็ต้องทำการประมวลผลอย่างหนักเหมือนกัน เพราะมีประเภทของโมเลกุลรับกลิ่น (ยีน) เป็นพันชนิด มีเซลล์รับกลิ่นเป็นล้านเซลล์ ที่ส่งสัญญาณมายังท่อรวมสัญญาณนับหมื่นเส้น

ระบบการรับรู้กลิ่นนั้นมีความซับซ้อนมาก มนุษย์ที่ถูกฝึกมาโดยเฉพาะเช่น นักดมน้ำหอม อาจมีความสามารถจดจำกลิ่นได้ถึง 10,000 ชนิด สำหรับคนทั่วไปนั้นจะจดจำกลิ่นได้จำนวนในหลักร้อยหรือพันเท่านั้น โดยสามารถแยกแยะกลิ่นไปต่างๆนานา ตามประสบการณ์ของตน เช่น กลิ่นไหม้ กลิ่นเปรี้ยว กลิ่นวานิลลา กลิ่นโลหะ กลิ่นหืน กลิ่นกุหลาบ กลิ่นกาแฟ และอื่นๆ โดยจมูกมนุษย์นั้นมีข้อจำกัดที่ไม่สามารถจับกลิ่นที่มีน้ำหนักโมเลกุลที่หนักกว่า 300 ดาลตัน (หนักเท่าไฮโดรเจน 300 อะตอม) ทำให้ไม่สามารถดมกลิ่นที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง รวมทั้งก๊าซพิษหลายๆ ชนิด เช่น คาร์บอนมอนนอกไซด์ เป็นต้น อีกทั้งการระบุกลิ่นก็ไม่เที่ยงตรง แต่ละคนจะมีความรู้สึกไม่เท่ากัน ที่สำคัญที่สุดคือ ไม่สามารถระบุกลิ่นในเชิงปริมาณได้ รู้เพียงว่ากลิ่นแรงหรืออ่อนๆ เท่านั้น ดังนั้นจึงเกิดแนวคิดในการวิศวกรรมเรื่องระบบดมกลิ่นขึ้น โดยการเลียนแบบจมูกมนุษย์ด้วยการสร้างอุปกรณ์ที่เรียกว่า จมูกอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Nose) ขึ้นมา

Agriculture Version 2.0 (ตอนที่ 3)

Variable Rate Technology (VRT) หรือเทคโนโลยีการให้ปุ๋ย/น้ำ/ยาฆ่าแมลง ตามสภาพความแตกต่างของพื้นที่ โดยมักจะใช้ร่วมกับเทคโนโลยี GPS เช่น รถไถที่ให้ปุ๋ยแตกต่างกันตามสภาพความอุดมสมบูรณ์ของพื้นที่ โดยอาจมีการทำแผนที่ดิน (Soil Mapping) ก่อนหน้านี้ด้วยเครื่องสแกนหน้าดินที่ติด GPS จากนั้นข้อมูลสภาพดินจะถูกเก็บไว้ในแผนที่ แล้วส่งให้รถไถที่หยอดปุ๋ย โดยรถหยอดปุ๋ยที่ติด GPS จะรับข้อมูลว่า ณ ตำแหน่งใด ควรให้ปุ๋ย N, P และ K ในอัตราที่แตกต่างกันอย่างไร การให้ยาฆ่าแมลงก็อาจจะโปรแกรมให้มีความแตกต่างกันได้ ตามประวัติการระบาดของแมลง การให้น้ำก็สามารถใช้เทคโนโลยีนี้ได้เช่นกัน โดยอาจใช้ร่วมกับเทคโนโลยี Proximal Sensing


Crop Models and Decision Support System (DSS) เป็นเทคโนโลยีที่บูรณาการเทคโนโลยีทั้งหมด ที่กล่าวมาข้างต้นเข้าไว้ด้วยกัน เพื่อใช้ในการตัดสินใจว่าจะทำอะไรกับฟาร์ม เมื่อไร อย่างไร นอกจากนั้นเทคโนโลยีนี้ยังมีความสามารถในการทำนายด้วยว่าผลผลิตจะเป็นอย่างไรต่อไป โดยอาศัยข้อมูลจากอดีตว่าหาก ดิน น้ำ ฟ้า ฝน เป็นอย่างนี้ ผลผลิตของฟาร์มจะเป็นอย่างไร จริงๆ แล้วในอดีตนั้นบรรพบุรุษของเราได้อาศัยสิ่งที่เรียกว่า ภูมิปัญญาชาวบ้าน มาตลอด หากแต่ด้วยสภาพภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลงไปได้ทำให้วิธีการดังกล่าวไม่อาจใช้ได้ผลอีกแล้ว ระบบ DSS นี้จะทำการรวบรวมข้อมูลจากอดีตมาผสมกับข้อมูลแบบ Real Time ที่อ่านได้ในปัจจุบัน และอาจผสมผสานกับข้อมูลที่ได้จากหน่วยงานของรัฐ เพื่อเสนอให้เจ้าของฟาร์มทำการตัดสินใจอย่างใดอย่างหนึ่งกับฟาร์ม เช่น สถานีตรวจอากาศในฟาร์มอาจตรวจพบว่าจะมีฝนตก อีกทั้งข้อมูลพยากรณ์อากาศที่ดาวน์โหลดมาก็บ่งบอกฝนตกหนักด้วย ระบบ DSS ก็จะทำการตัดการให้น้ำ โดยมีการแจ้งเตือนต่อเจ้าของฟาร์มว่าจะมีฝนตกหนักในไม่ช้า เพื่อที่เจ้าของฟาร์มจะตัดสินใจเตรียมการเพื่อลดความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น ระบบ DSS อาจจะฉลาดเพิ่มไปอีกขั้น โดยอาจทำนายราคาพืชผลในปีนี้หรือปีต่อไปได้ ภายใต้สภาพอากาศที่เกิดขึ้น เพื่อนของผู้เขียน คือ ดร. กฤษณะเดช เจริญสุธาสินี ได้พัฒนาระบบนี้ให้สามารถทำนายผลผลิตของมังคุดได้ และกำลังร่วมกับผู้เขียน เพื่อพัฒนาระบบ DSS สำหรับสวนไวน์


อาชีพเกษตรกรที่เคยถูกปรามาสว่าเป็นงานที่ “หลังสู้ฟ้าหน้าสู้ดิน” กำลังจะเปลี่ยนไปเป็นอาชีพที่มีความสุขที่สุดในโลก ด้วยสโลแกนใหม่ “หลังนวดสปา หน้าดูจอ” อันเป็นผลมาจากการปฏิวัติเกษตรกรรมครั้งที่ 2 ที่จะนำเกษตรกรรมไปสู่ Agriculture Version 2.0 ………

เมื่ออาหรับ อยากทำเกษตร ......

ข่าวที่ประเทศซาอุดิอาระเบียจะมาตั้งบริษัทเพื่อปลูกข้าวในประเทศไทย เป็นเรื่องจริงจัง ไม่ใช่เรื่องที่ปลุกกระแสขึ้นมาใช้เล่นงานคู่แข่งในทางการเมือง ไม่ใช่แค่ซาอุฯ เท่านั้นหรอกครับที่อยากเข้ามา ชาติอาหรับทั้งหลายอยากเข้ามาทั้งนั้น แล้วเขาไม่ได้มองแค่เรื่องข้าวเท่านั้น เขาคิดจะเข้ามาในประเทศไทย เพื่อพัฒนาระบบเกษตรความแม่นยำสูง และ ฟาร์มอัจฉริยะ เพื่อใช้ผลิตพืชผลเกษตรแบบทันสมัย แล้วขายให้ได้ราคาอย่างน้ำมันด้วย เขามองว่าทรัพยากรน้ำมันใต้ดินของเขานั้นมันไม่จีรัง เงินกำไรที่ได้จากน้ำมันในช่วงนี้ เขาใช้มันทุกบาททุกสตางค์เพื่อพัฒนาประเทศ วิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ ธุรกิจใหม่ ไม่ว่าจะเป็นพลังงานทางเลือก นาโนเทคโนโลยี ปิโตรเคมี การท่องเที่ยว การแพทย์ การศึกษา เขาตั้งใจจะเป็นศูนย์กลางการเงินของโลก ศูนย์กลางเทคโนโลยีพลังงานทางเลือก ศูนย์กลางการแพทย์ ศูนย์รวมการศึกษา เงินที่ได้จากน้ำมันตอนนี้ เขาทุ่มเททางนี้หมด จะเห็นว่ามีโปรเจคต์ใหม่ๆ ออกมาเพียบที่ทำให้โลกตะลึง ไม่ว่าจะเป็น Masdar City เมืองพลังงานทางเลือก งานอลังการแนว Geoengineering อย่าง Palm Island ผู้นำของซาอุดิอาระเบียกล่าวว่า ธุรกิจน้ำมันของซาอุฯนั้นมีมูลค่า 1/3 ของ GDP ซึ่งถือว่าสูงเกินไป เพราะธุรกิจน้ำมันมีลักษณะ Capital-Intensive หรือใช้ทุนเยอะ แต่เกิดการจ้างงานน้อย ธุรกิจอื่นที่ไม่ใช่น้ำมัน จะจ้างงานได้มากกว่าเยอะ ซาอุจึงจำเป็นต้องสร้างธุรกิจที่ไม่เกี่ยวกับน้ำมันขึ้นมามากๆ เห็นหรือยังครับ ประเทศไทยไม่น่าภูมิใจเลยที่บริษัท ปตท. ของเราติด 500 อันดับของโลก เพราะบริษัทนี้ไม่ได้สร้างงานให้คนไทยนักหรอกครับ เห็นวิสัยทัศน์ประเทศที่เป็นเจ้าของทรัพยากรน้ำมันแล้วก็อึ้ง .......

ไม่แปลกหรอกครับที่เขาให้ความสนใจลงทุนเรื่องเกษตรในประเทศไทย เพราะอีกไม่นาน เขาต้องการมาเรียนรู้การผลิตอาหารในบ้านเรา อีกอย่างตอนนี้เขาพัฒนาอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ซึ่งกำลังขึ้นมาแข่งขันกับ ปตท. และ SCG ของเราครับ เขากำลังสร้างโรงงานผลิตปุ๋ยที่ใหญ่ที่สุดในโลก ปุ๋ยที่ผลิตได้ก็จะมาตีตลาดบ้านเราในไม่ช้า ผลิตภัณฑ์พลาสติกของเขาก็จะมาใช้ทางการเกษตรและอาหารในบ้านเราด้วย นี่แหล่ะครับ เขาใช้น้ำมัน เพื่อจะออกจากธุรกิจน้ำมัน ..........

ตอนเด็กๆ ผู้ใหญ่เคยสอนผมว่า เราจะรู้คุณค่าของสิ่งหนึ่ง ก็ต่อเมื่อเราต้องเสียมันไป .......

Agriculture Version 2.0 (ตอนที่ 2)

วันนี้เรามาดูเทคโนโลยี 2 ตัวต่อไป ที่จะช่วยทำให้เกษตรกรรมกลายมาเป็น Agriculture Version 2.0 กันต่อนะครับ

Remote Sensing หรือ เทคโนโลยีการรับรู้ระยะไกล เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการเก็บข้อมูลพื้นที่โดยอาศัยคลื่นแสงในช่วงความยาวคลื่นต่างๆ และ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปแบบต่างๆ เช่น เรดาห์ ไมโครเวฟ วิทยุ เป็นต้น โดยอุปกรณ์รับรู้เหล่านั้นมักจะติดตั้งบนอากาศยาน หรือ ดาวเทียม เทคโนโลยี Remote Sensing เป็นเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับการใช้งานในพื้นที่กว้าง หน่วยงานที่ใช้โดยมากจึงเป็นหน่วยงานของรัฐบาลและทหาร ในอดีตนั้นถึงแม้จะมีการนำเทคโนโลยีนี้มาใช้ในการเกษตร แต่ก็เป็นการใช้ในระดับนโยบายโดยองค์กรของรัฐ แทบจะไม่มีการนำมาใช้ในระดับบริษัทหรือฟาร์มของเกษตรกร เพราะราคาที่แพงแสนแพง แต่ในปัจจุบันเทคโนโลยี Remote Sensing มีราคาถูกลงมากและใช้งานง่ายขึ้น เมื่อก่อนจะใช้เทคโนโลยีนี้จะต้องไปเรียนกันในระดับปริญญา แต่เดี๋ยวนี้เจ้าของฟาร์มก็สามารถใช้ได้ โดยการสั่งซื้อบริการจากดาวเทียมของเอกชน หรือ ข้อมูลสาธารณะต่างๆ ที่มีให้ดาวน์โหลดมากมายในเน็ต อย่างไรก็ดี เนื่องจากข้อมูลจาก Remote Sensing นั้นเป็นข้อมูลของพื้นที่กว้าง หากจะใช้สำหรับพื้นที่ย่อยๆในระดับฟาร์ม ข้อมูลก็จะมีความหยาบเอามากๆ ข้อมูลดิบที่ได้จาก Remote Sensing จะเป็นสเปคตรา (Spectra) ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือคลื่นแสง เป็นหลัก ซึ่งต้องอาศัยการแปลความหมายออกมาเป็นข้อมูลที่เป็นประโยชน์ เช่น ขนาดและความหลากหลายของพื้นที่เกษตรกรรม ชนิดของพืชที่มีการเพาะปลูก ความชุ่มชื้นของดิน เป็นต้น

Proximal Sensing หรือ เทคโนโลยีการรับรู้ระยะใกล้ อาศัยเซ็นเซอร์วัดข้อมูลต่างๆ ได้โดยตรงในจุดที่สนใจ เช่น เซ็นเซอร์ตรวจอากาศ (Weather Station) เซ็นเซอร์วัดดิน (Soil Sensor) เซ็นเซอร์ตรวจโรคพืช (Plant Disease Sensor) เซ็นเซอร์ตรวจวัดผลผลิต (Yield Monitoring Sensor) เซ็นเซอร์เคมี (Chemical Sensor) เป็นต้น เซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถที่จะนำมาวางเป็นระบบเครือข่ายไร้สาย (Wireless Sensor Network) โดยนำไปติดตั้งหรือปล่อยในพื้นที่ไร่นา เพื่อเก็บข้อมูลต่างๆ เช่น ความชื้นในดิน อุณหภูมิ ปริมาณแสง สารเคมี เป็นต้น ซึ่งเซ็นเซอร์ไร้สายจิ๋วเหล่านี้สามารถนำไปวางให้ครอบคลุมพื้นที่ฟาร์ม เซ็นเซอร์ไร้สายที่วงการอุตสาหกรรมเรียกกันว่า “ฝุ่นฉลาด” (Smart Dust) เหล่านี้สามารถคุยกันและส่งผ่านข้อมูลให้แก่กันและกันได้ หากเราสอบถามข้อมูลไปยังเซ็นเซอร์ที่อยู่ใกล้ที่สุดเพียงตัวเดียว ข้อมูลทั้งหมดของเซ็นเซอร์ทุกตัวก็จะสามารถถ่ายทอดมายังศูนย์บัญชาการของฟาร์มได้ทันที บริษัท Accenture แห่งประเทศสหรัฐอเมริกาได้สาธิตโดยการนำเอาเซ็นเซอร์จิ๋วไปโรยไว้ในไร่องุ่นสำหรับผลิตไวน์ที่ชื่อว่า Pickberry ในมลรัฐแคลิฟอร์เนีย ในแปลงสาธิตนั้นใช้เซ็นเซอร์ 17 ตัวครอบคลุมพื้นที่ซึ่งมีรูปร่างเหมือนหัวม้าจำนวน 10 ไร่ โดยสามารถคลิ๊กเพื่อเรียกดูข้อมูลได้จากเว็บ เบื้องต้นเครือข่ายเซ็นเซอร์ใช้เพื่อเก็บข้อมูลเรียลไทม์เท่านั้น แต่ต่อไปมันสามารถที่จะใช้ในการควบคุมการเปิดปิดวาล์วน้ำโดยอัตโนมัติ เพื่อให้น้ำแก่ต้นพืชในปริมาณที่เหมาะสม ซึ่งการควบคุมนี้ยังสามารถทำให้มีความสัมพันธ์กับข้อมูลพยากรณ์อากาศในท้องถิ่นด้วยก็ได้ เช่นหากทราบว่าจะมีฝนตกวาล์วน้ำจะปิด เครือข่ายเซ็นเซอร์เหล่านั้นยังอาจใช้เฝ้าระวังโรคพืช โดยตรวจจับโมเลกุลตัวบ่งชี้บางชนิดที่สื่อว่าพืชกำลังจะเป็นโรคก่อนที่จะลุกลามใหญ่โต เซ็นเซอร์จิ๋วเหล่านี้หากนำมาใช้กันอย่างกว้างขวาง มีการเชื่อมโยงข้อมูลจากแต่ละฟาร์มมายังผู้ให้บริการน้ำอย่างกรมชลประทาน ก็จะช่วยให้การจัดการน้ำเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งระบบ GIS (Geography Information System) จะช่วยให้ทราบว่ากรมชลประทานมีน้ำพอเพียงตลอดฤดูผลิตหรือไม่

(ภาพด้านบน - Remote Sensing; ภาพด้านล่าง - Proximal Sensing)

Agriculture Version 2.0 (ตอนที่ 1)

ในช่วงทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 21 นี้ พวกเราได้ยินศัพท์ใหม่ๆ เพิ่มขึ้นอย่างไม่เคยปรากฎมาก่อน ศาสตร์เก่าๆ หลายศาสตร์มีการแต่งงานกันแล้วให้กำเนิดศาสตร์ใหม่ๆ ที่มีลักษณะเป็นสหสาขาวิชา เทคโนโลยีผสมผสานต่างๆ ทั้ง คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ ไอที สื่อสาร เซ็นเซอร์ เทคโนโลยีชีวภาพ รวมทั้งนาโนเทคโนโลยี ได้เข้ามาเปลี่ยนแปลงวิถีชีวิตของประชากรโลกขนานใหญ่ ในวงการเกษตรกรรม เราอาจจะเรียกได้ว่า ณ ขณะนี้เรากำลังเข้าสู่ยุคของ Agriculture Version 2.0 กันแล้ว

ลองมาดูกันนะครับว่าเทคโนโลยีอะไรบ้างที่จะมาช่วยทำให้เกษตรกรรม กลายมาเป็น เวอร์ชัน 2.0 ด้วย วันนี้ ผมขอพูดถึงเทคโนโลยีสัก 2 ตัว คือ GPS และ GIS ครับ

Global Positioning System (GPS) เป็นเทคโนโลยีในการระบุพิกัด หรือ ตำแหน่งบนพื้นผิวโลกโดยใช้กลุ่มของดาวเทียมจำนวน 24 ดวงซึ่งโคจรรอบโลกในวงโคจร 6 วงที่ความสูง 20,200 กิโลเมตรเหนือพื้นโลก เครื่องรับ GPS เชิงพาณิชย์ในปัจจุบันมีความสามารถในการระบุพิกัดได้แม่นยำถึง 1-3 เมตร ซึ่งเพียงพอต่องานทางด้านเกษตรความแม่นยำสูงแล้ว รวมไปถึงเทคโนโลยีรถไถควบคุมด้วย GPS เพื่อพรวนดิน หยอดปุ๋ย และ เก็บเกี่ยว บริษัท John Deere ในสหรัฐอเมริกาได้จำหน่ายระบบรถแทร็คเตอร์อัตโนมัติที่มีชื่อว่า iGuide และ AutoTrac ซึ่งมีระบบการบังคับการเลี้ยวของพวกมาลัย รวมทั้งอัลกอริทึมต่างๆที่ทำให้รถแทรคเตอร์สามารถวิ่งไปวิ่งกลับตลอดทั้งไร่ ตามแผนที่และคำสั่งที่ระบุ โดยสามารถหยอดปุ๋ยหรือยาฆ่าแมลง ให้มีความแตกต่างในแต่ละพื้นที่ได้ตามโปรแกรมที่ระบุมา


Geographic Information System (GIS) เทคโนโลยีภูมิสารสนเทศ เป็นเทคโนโลยีในการรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่ แล้วนำมาแสดงผลในรูปแบบต่างๆ โดยจุดขายของมันอยู่ที่ความสามารถในการเก็บข้อมูลหลากหลายมิติ ที่มีความเกี่ยวข้องกับพิกัดของพื้นที่ แล้วนำมาวิเคราะห์และแสดงผลตามที่ผู้ใช้ต้องการ ในอดีตประเทศไทยมีการใช้งาน GIS กันอย่างกว้างขวางโดยเฉพาะในหน่วยงานรัฐบาล GIS นั้นเคยถูกมองว่าเป็นของที่มีราคาแพง และยุ่งยากในการนำมาใช้ ทำได้เฉพาะผู้เชี่ยวชาญ และต้องได้รับการอบรมเป็นพิเศษ หรือ แม้แต่อาจต้องเรียนในระดับปริญญา จนกระทั่งเดี๋ยวนี้ คนทั่วไปสามารถเข้าถึงระบบ GIS ได้โดยใช้โปรแกรม Google Earth ถึงแม้ผู้เชี่ยวชาญด้าน GIS จะบอกว่า Google Earth เป็นเพียงโปรแกรมแสดงผล (Visualization) เท่านั้น ยังขาดความสามารถด้าน processing ก็ตาม แต่เชื่อว่าอีกไม่นาน ความสามารถด้าน processing ข้อมูลภูมิศาสตร์จะเข้าไปอยู่ใน Google Earth แน่ๆ

การเกิดขึ้นของ Google Earth และ GPS ราคาถูกนำมาซึ่งธุรกิจใหม่ๆ และการเติบโต ในการนำ ข้อมูลทางภูมิศาสตร์ ไปใช้ประโยชน์ร่วมกับข้อมูลอื่นๆ อย่างไม่เคยเป็นมาก่อน จะว่าไปแล้ว Google Earth ไม่ได้จงใจออกแบบมาสำหรับให้นักวิทยาศาสตร์ใช้ แต่ตั้งใจจะให้คนทั่วไปใช้มากกว่า แต่ปรากฏว่าตอนนี้ Google Earth ได้กลับกลายมาเป็นเครื่องมือสำคัญในทางวิทยาศาสตร์ไปแล้ว เราสามารถนำข้อมูลเชิงพื้นที่ต่างๆ มาผนวกใช้ร่วมกับ Google Earth ได้ ทำให้ตอนนี้บริษัท Google เอง สนใจจะเพิ่มเติม ฟังก์ชันต่างๆ ที่เป็นประโยชน์ต่อการทำงานทางด้านวิทยาศาสตร์เข้าไปในโปรแกรม เพราะ Google เชื่อว่า การเติบโตของการใช้งานโปรแกรม Google Earth ในทางวิทยาศาสตร์ จะนำมาสู่การขยายการใช้ประโยชน์ โดยคนทั่วไปในที่สุด


(ภาพขวามือบน - รถไถขับเองด้วยระบบ GPS)
(ภาพซ้ายมือล่าง - Google Earth ร่วมกับระบบ Sensor Web เพื่อใช้ติดตามการไหลของน้ำในแม่น้ำทั่วสหรัฐ)

เครือข่ายเซ็นเซอร์ เพื่อดูแลน้ำในฟาร์ม

ได้เกริ่นเรื่อง Smart Farm กับนิยามของคำว่า เกษตรความแม่นยำสูง ไปนิดหน่อยแล้ว วันนี้จะมาเล่าเกี่ยวกับเทคโนโลยีบางตัวที่ Precision Farming นำมาใช้ เพื่อเก็บข้อมูลต่างๆของฟาร์ม อันจะนำไปสู่การตัดสินใจกระทำการหรือกิจกรรมต่อไป หากเซ็นเซอร์ได้กลายมาเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตเราได้ ก็เหมือนกับเรามีหูตาจมูกในทุกๆที่ และเป็นหูตาจมูกที่เก็บข้อมูลรายละเอียดทุกๆอย่างในทุกๆ มุมของวิถีชีวิตเรา ซึ่งจะนำไปสู่การตัดสินใจหรือตอบสนองได้ทันเวลาในทุกๆเรื่อง ตัวอย่างที่ใกล้ตัวมากในอดีตนั้นข้อมูลน้ำในประเทศไทยไม่เคยมีใครรู้ว่าน้ำทั้งประเทศมีจำนวนเท่าไหร่ มีความต้องการใช้เท่าไหร่ ตัวเลขที่มีล้วนเป็นการประมาณทั้งสิ้น หากมีระบบเซ็นเซอร์แบบ Intelligent Grid เราจะมีตัวเลขทุกๆอย่างขึ้นมาทันที

จินตนาการถึงการติดตั้งเครือข่ายเซ็นเซอร์ซึ่งมีหน่วยประมวลผลขนาดจิ๋วในดิน และในเรือกสวนไร่นา เชื่อมโยงกันเป็นระบบ Intelligent Grid แบบไร้สาย โดยเม็ดเซ็นเซอร์เหล่านั้นจะบอกคอมพิวเตอร์ของเจ้าของสวนให้เริ่มสูบน้ำเข้าสวนหรือเริ่มฉีดน้ำเมื่อถึงจุดที่ความชื้นในดินลดลงมาก คอมพิวเตอร์กลางของแต่ละสวนจะรับข้อมูลจากคอมพิวเตอร์จิ๋วของเซ็นเซอร์และจะประมวลผลขั้นต้น ก่อนที่จะส่งข้อมูลที่จำเป็นไปยังคอมพิวเตอร์ของกรมชล-ประทาน แล้วคอมพิวเตอร์กรมชลประทานจะคำนวณปริมาณน้ำที่จะปล่อย ทำให้ไม่ปล่อยน้ำมากเกินไปซึ่งอาจถูกระเหยโดยแสงแดดหมด หากน้ำที่ปล่อยออกมายังไม่พอ เพราะเซ็นเซอร์ตามเรือกสวนไร่นายังร้องขอน้ำอยู่ คอมพิวเตอร์ของชลประทานจะคำนวณข้อผิดพลาดในซอฟท์แวร์ว่ามีน้ำหายไปอย่างไร โดยเก็บข้อมูลอุณหภูมิและความเข้มแสงจากเครือข่ายเซ็นเซอร์ของสวนต่างๆ ตลอดแนวคลองส่งน้ำ เพื่อคำนวณว่าในฤดูกาลนี้ ซึ่งมีรูปแบบของอุณหภูมิแบบนี้ ความเข้มแสงแบบนี้ จะมีการระเหยของน้ำในอัตราเท่าใด ข้อมูลการปล่อยน้ำในแต่ละวันของแต่ละพื้นที่จะถูกส่งไปยังเขื่อนชลประทานที่คุมจำนวนน้ำทั้งหมด ข้อมูลของทุกเขื่อนถูกส่งไปยังศูนย์ข้อมูลของนายกรัฐมนตรี โดยข้อมูลความต้องการด้านชลประทานของทุกๆสวนและไร่นา บวกกับข้อมูล ของจำนวนน้ำที่มี บวกกับข้อมูลทางอุตุนิยมวิทยาของภูมิภาคทั้งหมดที่จะทำนายว่าจะมีน้ำเพิ่มอีกเท่าไหร่ ซอฟท์แวร์จะคำนวณภาวะวิกฤติเรื่องน้ำและจะส่ง SMS ไปยังมือถือของนายกรัฐมนตรีเพื่อทำการตรวจสอบและตัดสินใจสั่งการก่อนวิกฤติจะเกิดขึ้น ลองนึกถึงว่าหากระบบชลประทานของประเทศสามารถทำให้อยู่ในรูปของ reactive system ได้เช่นเดียวกับระบบจ่ายกระแสไฟฟ้าของประเทศ เทคโนโลยีนี้ก็สามารถส่งออกไปขายแก่ประเทศที่มีปัญหาการจัดการน้ำได้

(ภาพด้านบน - แสดงความสัมพันธ์อันซับซ้อนระหว่างน้ำกับสังคมเกษตรและอุตสาหกรรม หากมีเครือข่ายเซ็นเซอร์เราอาจควบคุมปริมาณน้ำดีกว่านี้ - click ไปที่รูปเพื่อขยายให้ใหญ่ขึ้น)

Precision Agriculture - เกษตรกรรมความแม่นยำสูง

เกษตรกรรมความแม่นยำสูง เป็นที่นิยมกันมากใน ประเทศสหรัฐอเมริกา และ ออสเตรเลีย และเริ่มแพร่หลายเข้าไปในหลายประเทศ ทั้งยุโรป ญี่ปุ่น แม้กระทั่งประเทศเพื่อนบ้าน ของเราอย่าง มาเลเซีย ก็มีการนำ Precision Farming มาใช้ดูแลสวนปาล์มขนาดใหญ่ ทำให้มีผลผลิตสูง ประเทศไทย มีพื้นที่เกษตรกรรมขนาดใหญ่ มีความหลากหลายทางพืชพันธุ์ ได้เปรียบเขาหลายๆ อย่าง จึงน่าจะมีการวิจัยและพัฒนา เทคโนโลยีนี้ให้มีความก้าวหน้า Precision Agriculture เกิดจากแนวคิดที่ว่า พืชพันธุ์ที่ปลูก และ สภาพล้อมรอบ (ดิน น้ำ แสง อากาศ) ในไร่นา มีความแตกต่างกัน ในแต่ละบริเวณ แม้จะอยู่ในไร่เดียวกันก็ตาม สภาพล้อมรอบที่แตกต่างนี้ มีผลให้การเกิดผลผลิต แตกต่างกันได้ ดังนั้นการปรับการดูแลให้เหมาะสมกับ สภาพที่แตกต่างนั้น จะทำให้สามารถสร้างผลผลิต อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด ปัญหาก็คือ เราจะรู้ได้อย่างไรว่าความแตกต่างนั้นมีจริง แล้วจะวัดอย่างไร หรือเมื่อรู้แล้ว เราจะนำเทคโนโลยีมาใช้อย่างไร รวมไปถึงจะบริหารจัดการอย่างไร นาโนเทคโนโลยีสามารถเข้ามาช่วยในงานของ เกษตรกรรมความแม่นยำสูงหลายๆ ด้าน ตั้งแต่เรื่องของ เซ็นเซอร์ตรวจวัด การควบคุมการปลดปล่อยปุ๋ย และ ยาฆ่าแมลงด้วยความแม่นยำสูง บรรจุภัณฑ์ทางการเกษตร การตรวจวัดความสด การควบคุมความสดอาหาร ป้ายอิเล็กทรอนิกส์เก็บข้อมูลสินค้า เป็นต้น


แรงจูงใจหรือแรงผลักดัน ที่ทำให้ประเทศไทยต้องหันมาสนใจวิถีแห่งเกษตรกรรมความแม่นยำสูง ในปัจจุบันและอีกไม่นานต่อจากนี้ ก็คือ สภาพสิ่งแวดล้อมที่เสื่อมถอย จากการเกษตรที่ขาดข้อมูลความเชื่อมโยง ระหว่างกิจกรรมในไร่นา กับสภาพแวดล้อมที่ถูกกระทบ ราคาพืชผลทางการเกษตรที่แปรเปลี่ยนตามปริมาณผลผลิต ซึ่งขาดความสามารถในการคาดการณ์ล่วงหน้า สภาวะการกระจายตัวและพฤติกรรมของประชากรที่เปลี่ยนไป ทำให้แรงงานภาคการเกษตรขาดแคลน หรือขาดคุณภาพ รวมไปถึงสภาวะโลกร้อนที่ทำให้สภาพภูมิอากาศเปลี่ยนแปลงไป จนภูมิปัญญาชาวบ้านที่สืบทอดมาหลายชั่วคนสำหรับใช้ในการดำรงชีวิต และใช้ตัดสินใจในการดำเนินกิจกรรมในไร่นา เริ่มใช้ไม่ได้ผล หรือมีความสุ่มเสี่ยงมากขึ้น เหล่านี้ทำให้การทำการเกษตรในอนาคตข้างหน้า ต้องวางอยู่บนพื้นฐานของข้อมูล และสภาพล้อมรอบที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างเรียลไทม์มากขึ้น จะว่าไปแล้วเกษตรกรรมความแม่นยำสูง สามารถทำได้ง่ายกับฟาร์มหรือไร่นาขนาดเล็กด้วยซ้ำไป ซึ่งก็เป็นลักษณะของเกษตรกรรมในประเทศไทย แม้แต่ในประเทศกำลังพัฒนาก็สามารถทำได้ เช่น การทำสวนชาใน Tanzania และ Sri Lanka
ติดตามเพิ่มเติมที่ http://nanotech.sc.mahidol.ac.th/i-sense/precision_farming.html

(ภาพบน - การนำเซ็นเซอร์มาตรวจวัดและทำแผนที่สภาพดิน ใน Napa Valley - Picture from http://www.winebusiness.com/)

Smart Farm - ยุคใหม่ของเกษตรโลก

ประเทศไทยยังเป็นประเทศเกษตรกรรม ถึงแม้ปัจจุบันสินค้าอุตสาหกรรมจะกลายมาเป็นสินค้าหลักในการส่งออกก็ตาม แต่อาชีพของคนส่วนใหญ่ในประเทศนี้ก็ยังคงตั้งอยู่บนรากฐานของ “ทรัพย์ในดินสินในน้ำ” มาแต่ไหนแต่ไร แต่น่าแปลกใจเป็นอย่างยิ่งว่า งานวิจัยส่วนใหญ่ของนักวิทยาศาสตร์ไทย กลับไม่ได้เกื้อหนุนต่ออาชีพนี้เท่าไรนัก งานวิจัยทางการเกษตรของไทยในปัจจุบันไม่ได้ก้าวตามโลกที่ได้ข้ามไปสู่ยุคไอที – จีโนม – นาโน ไปหลายปีแล้ว ทั้งนี้เพราะประเทศพัฒนาแล้วทั้งหลายต่างก็กำลังขะมักเขม้นกันทำวิจัยในศาสตร์ที่จะทำให้เกษตรกรรมของศตวรรษที่ 21 เป็นอาชีพสุดแสนจะไฮเทค ด้วยการนำเทคโนโลยีผสมผสานต่างๆ ทั้ง คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ ไอที สื่อสาร เซ็นเซอร์ เทคโนโลยีชีวภาพ รวมทั้งนาโนเทคโนโลยี เข้ามาช่วยในการทำให้ ไร่นา ฟาร์มเกษตรทั้งหลาย ให้กลายมาเป็นที่ทำงานสุดไฮเทค ศาสตร์ที่จะช่วยทำให้ฟาร์มธรรมดาๆ กลายมาเป็น ฟาร์มอัจฉริยะ (Smart Farm หรือ Intelligent Farm) นี้ได้รับการขนานนามว่า Precision Agriculture Precision Agriculture หรือ Precision Farming ภาษาไทยยังไม่มีการบัญญัติศัพท์ เพราะยังไม่มีการทำวิจัย หรือ นำมาใช้กันอย่างกว้างขวาง จึงขอเรียกมันว่า เกษตรกรรมความแม่นยำสูง ซึ่งเป็นที่นิยมกันมากใน ประเทศสหรัฐอเมริกา และ ออสเตรเลีย และเริ่มแพร่หลายเข้าไปในหลายประเทศ ทั้งยุโรป ญี่ปุ่น แม้กระทั่งประเทศเพื่อนบ้าน ของเราอย่าง มาเลเซีย ก็มีการทำวิจัยทางด้านนี้ หรือไกลออกไปอีกนิดอย่างอินเดียก็ทดลองใช้เทคโนโลยีนี้กันอย่างกว้างขวาง จึงมีความจำเป็นที่ประเทศไทย จะต้องเริ่มให้ความสนใจในเรื่องนี้ให้มากขึ้น เพราะย่านนี้เป็นย่านของเกษตรกรรม ไม่ว่าจะเป็นพม่า ไทย ลาว กัมพูชา และเวียดนาม มิฉะนั้นในอนาคตอันใกล้นี้เมื่อเทคโนโลยีเกษตรความแม่นยำสูง ถูกนำไปใช้เชิงพาณิชย์เมื่อไหร่ ประเทศไทยจะสูญเสียโอกาสในการส่งออกเทคโนโลยีเหล่านี้ไปยังประเทศเพื่อนบ้าน ซึ่งกำลังมีความเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจเป็นอย่างมาก ในประเทศมาเลเซียเอง มีการนำ Precision Farming มาใช้ดูแลสวนปาล์มขนาดใหญ่ ทำให้มีผลผลิตสูง จริงๆแล้วประเทศไทยเองมีพื้นที่เกษตรกรรมขนาดใหญ่กว่าเสียอีก ทั้งยังมีความหลากหลายทางพืชพันธุ์เหลือคณา ได้เปรียบเขาหลายๆ อย่าง จึงน่าจะมีการวิจัยและพัฒนา เทคโนโลยีนี้ให้มีความก้าวหน้ากว่าเขาให้ได้

(ภาพบน - เกษตรกรกำลังนั่งจิบไวน์มองฟาร์มของพวกเขา เซ็นเซอร์ต่างๆที่ติดตั้งอยู่ในฟาร์มกำลังเก็บข้อมูล ดิน น้ำ ฟ้า ฝน และตัดสินใจเปิด-ปิดน้ำ ให้ปุ๋ย หรือ ออกคำสั่งให้รถเก็บเกี่ยวออกไปทำงานเอง อาชีพเกษตรกรที่เคยต้องหลังสู้ฟ้าหน้าสู้ดิน กลับผันเปลี่ยนไปเป็น หลังนวดสปาหน้าดูจอ เทคโนโลยี Precision Farming กำลังจะทำให้อาชีพเกษตรกรรมกลายมาเป็นอาชีพที่มีความสุขที่สุดในโลก)