Malaysia Smart Paddy - โครงการนาข้าวอัจฉริยะ มาเลเซีย

(Credit - Picture from Malaysian National Paddy Precision Farming Project)

"ประเทศไทย ปลูกอะไรก็ขึ้น จะทำ smart farm ไปทำไม" เป็นคำพูดที่ผมมักจะได้ยินนักวิชาการทางด้านเกษตรพูดดูหมิ่นแนวคิดของ smart farm ทำให้เมื่อ 5 ปีก่อน แทนที่ผมจะได้นำแนวคิดของเกษตรอัจฉริยะมาใช้กับนาข้าว ซึ่งเป็นพืชหลักของไทย แต่ผมกลับต้องไปทำ smart farm กับองุ่น พืชที่ปลูกและดูแลยากกว่ามากๆ เพราะนักวิชาการเหล่านั้น "ไม่อนุญาต" ให้เราทำกับสิ่งที่ "ปลูกอะไรก็ขึ้น"

แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ศักยภาพในการ "ปลูกอะไรก็ขึ้น" กำลังจะสูญเสียไป ประเทศไทยกำลังผจญกับการแข่งขันรอบด้าน เวียดนามกำลังพัฒนาข้าวหอมเพื่อมาแข่งขันกับเรา รวมไปถึงกาแฟที่ทุกวันนี้ ทั้งกาแฟของลาวและเวียดนาม บุกถล่มร้านกาแฟในเมืองไทยกันเต็มบ้านเต็มเมือง เมื่อไม่นานมานี้ อินโดนีเซียออกกฎเหล็กเพื่อมาควบคุมทุเรียนไทย อินโดนีเซียตั้งเป้าจะเอาทุเรียนมาแข่งกับไทยให้ได้

จะเห็นว่า ถ้าเรายังอยู่กับที่ ... มีแต่ ตาย กับ ตาย ครับพี่น้อง !!!

วันนี้ผมจะพาไปดูโครงการนาข้าวอัจฉริยะในประเทศมาเลเซียครับ ไปดูกันครับว่า เพื่อนบ้านเค้าทำนาแบบใหม่กันอย่างไร โครงการนี้เป็นการนำเอาเทคโนโลยีหลายอย่าง มาช่วยในการทำนา ผมขออธิบายตามรูปภาพนะครับ ทีนี้ขอให้มองไปที่มุมขวาบนของภาพก่อนครับ

- Soil Sampling ก่อนการทำนาในรอบต่อไป จะมีการตรวจสอบตัวอย่างดินกันก่อนครับ ค่าที่ตรวจสอบจะมี pH, ค่าการนำไฟฟ้า (เพื่อรู้ปริมาณไอออนต่างๆ) ค่าปริมาณของอินทรีย์วัตถุในดิน โดยการใช้รถไถที่ดัดแปลงให้สามารถอ่านค่าตัวอย่างดินได้แบบ ณ ตำแหน่งและเวลาจริงกันเลยทีเดียวครับ ไม่ต้องนำตัวอย่างดินกลับไปทำที่แล็ป

- Soil Mapping จากข้างบน เมื่อเราสามารถตรวจสอบตัวอย่างดินได้ ณ สถานที่และเวลาจริง แบบขับรถไถไปตรวจสอบไป (On-the-go Measurement) เราก็สามารถได้ค่าพารามิเตอร์ของดิน ณ ตำแหน่งต่างๆ ซึ่งก็จะกลายเป็น แผนที่ดินดิจิตอล ที่ทำให้เราทราบว่า ดินในไร่นาของเรามันเหมือนกัน หรือ ต่างกันอย่างไร

- แผนที่ดินดิจิตอลนี้เองครับ จะทำให้เราสามารถดูแลดินแบบแตกต่างกันได้ ตรงไหนไม่ค่อยอุดมสมบูรณ์ก็ใส่ปุ๋ยเยอะๆ หน่อย ตรงไหนดินมันดีกว่าที่อื่น ก็ใส่น้อยหน่อย โดยเราสามารถโปรแกรมใส่รถไถที่จะออกไปรถปุ๋ยครับ เจ้ารถไถนี้จะนำเอาแผนที่เหล่านี้มาใช้อย่างอัตโนมัติ

- Plant Growth Monitoring ในระหว่างที่พืชเติบโต เราจะมีการตรวจวัดด้วยเทคโนโลยีต่างๆ กัน เช่น ใช้เซ็นเซอร์ตรวจวัดการเติบโต หรือใช้ภาพถ่ายทางอากาศจาก UAV ทำให้เราทราบว่า ตกลงที่เราให้ปุ๋ยแก่ดินไปแตกต่างกันตามตำแหน่งต่างๆ กันนั้น มันเป็นไปอย่างที่เราคิดมั้ย

- Variation Rate Application คือการที่เมื่อเรารู้แล้วว่าสิ่งที่เราทำไป หากมันยังไม่เป็นอย่างที่เราคิด เราก็ยังสามารถดูแลให้ปุ๋ย น้ำ ตามความแตกต่างที่เราวัดได้ ซึ่งก็อาจจะมีการติดตั้งเซ็นเซอร์ติดตามในไร่นา เช่น เซ็นเซอร์ตรวจวัดความชื้นในดิน เซ็นเซอร์ตรวจวัดความสูงของต้นข้าว เซ็นเซอร์ตรวจวัดคลอโรฟิล เป็นต้น เรายังสามารถดูแลการกำจัดศัตรูพืช ตามสภาพที่เราตรวจวัดได้อีกด้วย

- Yield Mapping ท้ายสุด เมื่อมาถึงการเก็บเกี่ยว เราจะไม่เก็บเกี่ยวแบบธรรมดาอีกต่อไป แต่เราจะตรวจวัดว่า แปลงไหน ตรงไหน พิกัดที่เท่าไหร่ ให้ผลผลิตมากน้อยอย่างไร แล้วนำค่าผลผลิตที่ตรวจวัดได้นั้นมาทำแผนที่ผลผลิตแบบดิจิตอล เพื่อที่จะได้นำไปปรับปรุงโมเดล และ สมมติฐานต่างๆ ที่จะทำให้การเพาะปลูกในฤดูกาลต่อไปนั้นดีขึ้นครับ

ตอนนี้ ผมเองก็เสนอโครงการนาข้าวอัจฉริยะไปที่สภาวิจัยแห่งชาติอยู่ครับ ถ้าได้รับการสนับสนุน จะนำมาเล่าให้ฟังเพิ่มเติมนะครับ หวังว่า เรายังไม่ได้ตามหลังมาเลเซียไกลเกินไป เผื่อจะได้ไล่ทันบ้างครับ

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)