ฟิลิปปินส์ สร้างต้นแบบ "นาข้าวอัจฉริยะ (Smart Paddy)" ให้ชาวนาเรียนรู้ วิธีปลูกข้าวแห่งอนาคต

ฟิลิปปินส์ สร้างต้นแบบ "นาข้าวอัจฉริยะ (Smart Paddy)" ให้ชาวนาเรียนรู้ วิธีปลูกข้าวแห่งอนาคต

ฟิลิปปินส์เป็นประเทศที่ประชาชนชอบกินข้าวมากๆ แถมต้องนำเข้าข้าวปีหนึ่งจำนวนไม่น้อย เพราะมีปัญหาปลูกไม่พอ แต่เขาก็ขยันขันแข็งที่จะพัฒนาเทคโนโลยีในการปลูกข้าวมาตลอด ถึงกับมีสถาบันวิจัยข้าวระดับนานาชาติ ตั้งอยู่ในประเทศเลยทีเดียว .. เมื่อไม่นานมานี้ สถาบันวิจัยข้าวแห่งฟิลิปปินส์ (The Philippine Rice Research Institute หรือ PhilRice) ได้จัดทำโครงการการปลูกข้าวแห่งอนาคต (FutureRice) โดยสถาปนาพื้นที่ทั้งหมด 5 เฮกตาร์ หรือ 31.25 ไร่ ให้เป็นต้นแบบนาข้าวอัจฉริยะ เพื่อที่ชาวนาฟิลิปปินส์จะได้เข้ามาเรียนรู้ เทคโนโลยีต่างๆ แล้วเอากลับไปพัฒนาพื้นที่ของตัวเอง ฟาร์มแห่งนี้จะสาธิตการบูรณาการเทคโนโลยีต่างๆ ทั้งเซ็นเซอร์ตรวจวัดสภาพแวดล้อม การใช้ App บนสมาร์ทโฟน และจักรกลการเกษตร ดูแลพื้นที่เพาะปลูก การใช้พลังงานหมุนเวียนในการเกษตร การใช้ปุ๋ยและยาธรรมชาติ เป็นต้น เป้าหมายคือต้องการให้คนรุ่นใหม่สนใจเกษตรมากขึ้น และ เป็นการสาธิตเกษตรกรรมวิถีธรรมชาติว่าสามารถทำได้
..
มาดูกันว่า เขามีอะไรดีๆ สาธิตบ้างครับ (คร่าวๆ นะครับ ใครอยากรู้ละเอียดมาก ก็ไปอ่านฉบับเต็มตามลิงค์ข้างล่างครับ)

- ปลูกพืชหลายๆ ชนิด ... ชาวนาส่วนใหญ่ปลูกข้าว แต่กลับต้องซื้อผักกิน ดังนั้น ต้องปลูกสิ่งที่เรากินในชีวิตประจำวันด้วย รวมทั้งพืชหมุนเวียนบำรุงดิน ที่ทำรายได้ ที่ว่างตามคันนาจะปล่อยไว้ทำไม เอามาปลูกอะไรซะนะ

- มีแหล่งน้ำของตนเอง กักตุนน้ำตอนมีน้ำเยอะๆ เลี้ยงปลาไปด้วย อีกหน่อยอาจจะใส่โซลาร์เซลล์ลอยน้ำ เพื่อผลิตไฟฟ้าไปในตัว

- มีแหล่งพลังงานหมุนเวียน ติดตั้งโซลาร์เซลล์ไว้ใช้สูบน้ำให้แสงสว่างในไร่นา FutureRice ยังได้พัฒนาเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้าจากฟางข้าวแบบเคลื่อนที่ได้ เป็นต้นแบบด้วย

- เซ็นเซอร์ตรวจวัดระดับน้ำในนาข้าว ต่อเข้ากับ App บนสมาร์ทโฟน เตือนชาวนาเมื่อต้องสูบน้ำเข้านา โดยสามารถสั่งเครื่องสูบน้ำจากสมาร์ทโฟนได้

- สถานีตรวจวัดอากาศในไร่นา เพื่อเกษตรกรจะได้นำมาวิเคราะห์ผลผลิต และช่วยเตือนภัย

- App บนสมาร์ทโฟน ให้เกษตรกรใช้ดูแลไร่นา และ รับข้อมูลที่มีประโยชน์ในการเพาะปลูกจากหน่วยงานรัฐ
- จักรกลเกษตร 

- พันธุ์ข้าวชนิดต่างๆ ที่หลากหลาย มีทั้งพันธุ์อร่อย พันธุ์ทนแล้ง ทนน้ำท่วม เกษตรกรเลือกตามความเหมาะสมและเป้าหมาย

- ฟาร์มที่ทนน้ำท่วม ... ฟิลิปปินส์เป็นประเทศที่ไต้ฝุ่นเข้า แล้วถ้าน้ำท่วมหล่ะ จะทำไง ก็ต้องทำฟาร์มที่ลอยน้ำได้สิครับ

- ปุ๋ยและยาธรรมชาติ ใช้วิธีธรรมชาติช่วยดูแลฟาร์ม เช่น พันธุ์ไม้ไล่แมลง เป็ดไล่ทุ่ง ลดการใช้ยาฆ่าแมลง ปุ๋ยเคมี ซึ่งก็จะทำให้ต้นทุนต่ำลงมากเลย

.
อัพเดตความก้าวหน้าทางด้านเกษตรได้ทุกวัน กับ เพจเกษตรอัจฉริยะ ... https://www.facebook.com/smartfarmthailand/
Credit : Many Thanks to ....
- Data and Picture from https://www.facebook.com/FutureRice/
- Data from http://www.rappler.com/nation/91746-philippine-future-farm-philrice

เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายสำหรับตรวจวัดน้ำ

Floating Sensor Networks เป็นเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายสำหรับตรวจวัดน้ำ เครือข่ายชนิดนี้ สามารถปล่อยให้ลอยไปกับน้ำได้ โดยมันจะอาศัยพลังงานจากแสงอาทิตย์เพื่อใช้ในการทำงาน มันจะเก็บข้อมูลต่างๆ ของน้ำ เช่น คุณภาพและความสะอาดของน้ำ 

Floating Sensor Networks นี้สามารถทำงานแบบเดี่ยวหรือทำงานเป็นฝูง (swarm) เป็นอุปกรณ์ที่สามารถนำไปปล่อยลงน้ำ แล้วสามารถอยู่ได้ด้วยตัวเอง (self-dependent) สามารถหาพลังงานใช้เองได้ และมีระบบขับเคลื่อนที่สามารถสั่งการให้ไปยังจุดใดจุดหนึ่งได้ สามารถทำงานได้ทั้งในแม่น้ำ ทะเลสาบ ทะเลเปิด นาข้าว นากุ้ง โดยสามารถติดตั้งเซ็นเซอร์ได้หลายชนิด สามารถนำไปใช้งานได้ทั้งในยามสงบ เช่น ใช้ตรวจสอบคุณภาพน้ำในแม่น้ำ ลำคลอง แหล่งน้ำทิ้ง ฟาร์มสัตว์น้ำ หรือในยามสงคราม เช่น ใช้เป็นทุ่นระเบิด เซ็นเซอร์ตรวจจับข้าศึก ใช้ในงานตรวจวัดช่วงน้ำท่วม หรือ มีอุบัติภัยเช่น น้ำมันรั่ว สารเคมีรั่วลงแหล่งน้ำ เป็นต้น 

ปัจจุบันการเลี้ยงสัตว์น้ำนั้นไม่ได้ทำในบ่อเลี้ยงเหมือนแต่ก่อน แต่ไปเลี้ยงกันในแหล่งน้ำธรรมชาติ ทั้งในแม่น้ำ ทะเลสาบ และทะเล เทคโนโลยีนี้ สามารถนำไปใช้สำหรับสิ่งที่เรียกว่า Smart Aquaculture หรือฟาร์มสัตว์น้ำอัจฉริยะ ซึ่งจะทำให้ผู้เลี้ยงสามารถตรวจวัดความเป็นไปต่างๆ ในน้ำจากระยะไกล ผ่านระบบอินเตอร์เน็ต 

Credit - Pictures from 
- http://today.lbl.gov/2012/07/30/lab-photograph-makes-doe-photo-of-the-week/
- http://archive.deltacouncil.ca.gov/delta_science_program/publications/sci_news_0712_robots.html
- https://www.nersc.gov/news-publications/news/science-news/2012/floating-robots-track-water-flow-with-smartphones/

BIG DATA - ยุคข้อมูลใหญ่มหึมา มาถึงแล้ว

เมื่อตอนเด็กๆ ผมเป็นแฟนละครขาประจำของซีรีย์ละครโทรทัศน์เรื่อง "พิภพมัจจุราช" เนื้อหาหลักของละครเรื่องนี้วนเวียนอยู่ในเรื่องการทำงานของ "กฎแห่งกรรม" โดยมีผู้คุ้มกฎคือท่านพญายม เมื่อมนุษย์คนใดก็ตามดวงถึงฆาต วิญญาณของเขาเหล่านั้นจะถูกนำมายังห้องตัดสิน จากนั้นท่านท้าวพญายมจะบัญชาให้เสนาบดีของท่านที่มีชื่อว่า "สุวรรณ" และ "สุวาลย์" ตรวจดูบันทึกกรรมว่าคนเหล่านั้นทำกรรมอะไรเอาไว้บ้าง และที่น่าทึ่งสำหรับผม (รวมทั้งเด็กๆ ที่มีอายุเท่าผมในสมัยนั้น) ก็คือ ท่านท้าวพญายมได้ REPLAY กิจกรรมต่างๆ ของเหล่ามนุษย์ที่กำลังถูกตัดสิน ผ่านจอทีวียักษ์ให้ผู้ถูกตัดสินได้เห็นว่าตัวเองทำอะไร หลังจากดูละครในแต่ละตอนจบ ผมจะมีคำถามมากมายที่ค้างคาใจ และผู้ใหญ่ในสมัยนั้นก็ไม่สามารถตอบคำถามเหล่านั้นได้  เมื่อผมนำคำถามเหล่านี้ไปถามลุงป้าน้าอา ก็มักจะถูกไล่ให้ไปนอนหรือให้ไปเล่นไกลๆ คำถามที่ผมคาใจมากที่สุดคือ "มีคนอยู่เป็นล้านๆ คนทั่วโลก ใครจะเป็นคนจดบันทึกกรรมของเขาเหล่านั้น ในเมื่อท่านพญาผมมีลูกน้องเพียง 2 คน แล้วจะสามารถติดตามมนุษย์เป็นล้านๆ คนได้อย่างไร แล้วจะมีการผิดพลาดในการบันทึกบ้างไหม"

เมื่อผมโตขึ้นแล้วได้มีโอกาสศึกษาพระไตรปิฎก ผมจึงได้ทราบว่าแท้ที่จริงแล้ว ไม่มีใครบันทึกกรรมให้เราหรอกครับ แต่กรรมทั้งหลายที่เรากระทำนั้นจะบันทึกลงไปในดวงจิตของเราเอง ในทุกขณะจิต  ซึ่งมีความไวมาก ในช่วง 1 วินาที จิตมีการเกิดดับถึง หนึ่งล้านล้านครั้ง หรือ สิบยกกำลังสิบสองเลยครับ นั้นคือ จิตมีสภาพเป็นควอนตัม ไม่มีความต่อเนื่อง มีอายุเพียงพิโควินาที (picosecond) เท่านั้น การกระทำของเราในทุกขณะ ไม่ว่าจะเป็นกรรมดีหรือกรรมชั่ว จะถูกบันทึกในจิตของเรานี่เอง ซึ่งข้อมูลจะมีมากมายมหาศาล สิ่งไหนก็ตามที่เราทำบ่อยๆ จิตก็จะบันทึกลงไป กลายเป็นอุปนิสัยหรืออัตลักษณ์ของเราไป เช่น ถ้าเราเป็นคนชอบมองโลกบวก เป็นคนสรวลเสเฮฮา ไม่คิดร้ายต่อใคร เราก็จะเป็นอย่างนั้นไปเรื่อยๆ นับชาติไม่ถ้วน ถ้าเราเป็นคนขี้โกรธ ชอบมองโลกในแง่ร้าย มองเห็นแต่สิ่งไม่ดีของคนอื่น เราก็จะเป็นอย่างนั้นข้ามภพข้ามชาติ การจะไปเปลี่ยนแปลงสภาพจิตแบบนั้นทำได้ แต่คงได้ใช้เวลามาก เราจึงมักเห็นคนที่พยายามกลับใจเปลี่ยนแปลงตัวเองให้เป็นแบบตรงข้าม มักจะทำไม่ค่อยสำเร็จ เพราะสิ่งที่บันทึกในจิตเขามันมากมายกว่าข้อมูลใหม่ที่บันทึกลงไป ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงตัวเองอาจจะต้องใช้เวลาหลายภพหลายชาติกันเลยครับ ในทางพุทธศาสนาเรียกว่าเป็น "การสร้างบารมี" ซึ่งจะสั่งสมทำให้เราเปลี่ยนแปลงตัวเองไปในทางที่เราต้องการ เพื่อไปสู่เป้าหมายใหญ่ได้

แล้วที่ผมพูดมาเกี่ยวอะไรกับหัวข้อ BIG DATA หรือครับ ? คำตอบคือ ... เกี่ยวสิครับ

โลกปัจจุบัน กำลังมีความสนใจในเรื่องของสิ่งที่เรียกว่า Big Data ซึ่งเป็นข้อมูลจำนวนมากมายมหาศาลที่เราต้องการเก็บบันทึกเอาไว้ทุกแง่ ทุกมุม ของสิ่งต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นชีวิตคน กิจกรรมต่างๆ ที่เรากระทำ สภาพแวดล้อม สภาพอากาศ การจราจร พฤติกรรมประชากร ความเคลื่อนไหวของสังคม เหตุการณ์ต่างๆ เพราะข้อมูลเหล่านั้นสามารถนำมาสกัด วิเคราะห์ ประมวลผล และสังเคราะห์ให้เป็นสิ่งที่มีประโยชน์ได้มากมาย เช่นเดียวกับ ข้อมูลที่ลูกน้องของท่านพญายมได้บันทึกกรรม การกระทำของมนุษย์เอาไว้หมด เพื่อนำมาใช้ในภายหลัง ในอนาคต รถยนต์ที่เราซื้อมาขับ มันจะเก็บข้อมูลการขับขี่ของเรา พฤติกรรมการขับขี่ สไตล์เพลงที่เราเปิดฟัง รูปแบบการเข้าเติมน้ำมันของเรา แล้วมันจะส่งข้อมูลเหล่านั้นไปยังศูนย์บริการ รถยนต์จะเตือนเราให้เข้าศูนย์เมื่อถึงเวลา ช่างจะทำการบำรุงรักษาอะไหล่ต่างๆ โดยสามารถรู้ล่วงหน้าว่าต้องเปลี่ยนอะไรบ้าง

BIG DATA กำลังแทรกซึมไปทุกหย่อมหญ้า เรามีข้อมูลสภาพอากาศ จากเครื่องตรวจวัดจำนวนมากมายบนดาวเคราะห์ดวงนี้ ทั้งดาวเทียม เรดาร์ บอลลูนและอากาศยานตรวจอากาศ ทุ่นลอยในมหาสมุทร ข้อมูลใหญ่ๆ จำนวนมหาศาลนี้ได้นำมาสู่การพยากรณ์อากาศที่แม่นยำรายชั่วโมง ในด้านพันธุศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์พยายามถอดรหัสพันธุกรรมเพื่อทำแผนที่ของสิ่งมีชีวิตต่างๆ บนโลก ซึ่งจะนำไปสู่การค้นพบยาใหม่ๆ และที่กำลังมาแรงที่สุดสำหรับวิทยาศาสตร์ในเวลานี้คือ การทำแผนที่สมองของมนุษย์ เพื่อที่จะเข้าใจรายละเอียดการทำงานของ ความรู้สึกนึกคิด และจิตใจของมนุษย์

BIG DATA จะยิ่งมีขนาดใหญ่มากขึ้นเรื่อยๆ จากการที่เราเริ่มมีอุปกรณ์ที่เก็บข้อมูลจำนวนมากขึ้น กระจายมากขึ้น โทรศัพท์มือถือแบบสมาร์ทโฟนที่พวกเราใช้กันอยู่นี้ มันสามารถเก็บข้อมูลตำแหน่งและเวลาที่เราใช้ชีวิตอยู่ ซึ่งเราอาจไม่รู้ว่ามันได้ส่งข้อมูลเหล่านั้นกลับไปที่สถานีฐาน และข้อมูลเหล่านั้นได้ถูกบันทึกไว้ที่ไหนสักแห่ง นอกจากนั้นโทรศัพท์บางชนิดยังมีเซ็นเซอร์ชนิดพิเศษสำหรับตรวจหาอาวุธนิวเคลียร์ และมันจะส่งข้อมูลไปยังเพนทากอนหากมันตรวจพบสัญญาณของการแผ่รังสี รูปภาพที่เราถ่ายได้และอัพโหลดขึ้นไปบน Facebook จะเข้าไปอยู่ในฐานข้อมูลที่เพนทากอนสามารถเข้ามา search หาความหมายของรูป และนำไปใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ นอกจากนั้นยังมีอุปกรณ์พวก RFID (Radio-frequency identification) ที่เก็บข้อมูลสินค้า ซึ่งมันจะบันทึกข้อมูลการเดินทางของสินค้าจากจุดผลิต ไปยังจุดใช้งาน ที่สามารถใช้ติดตามพฤติกรรมการบริโภค หรือแม้กระทั่งติดตามหาผู้ก่อการร้ายก็ได้ ปัจจุบันมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก ที่มีความสามารถในด้านเซ็นเซอร์ ซึ่งจะเก็บข้อมูลและส่งเข้าฐานข้อมูล BIG DATA

BIG DATA กำลังคืบคลานเข้ามารายล้อมชีวิตของพวกเรา และวันหนึ่งมันอาจจะกลายเป็น Big Brother ที่คอยดูแล และควบคุมวิถีชีวิตของเรา .....

Water Monitoring Sensor Networks - เครือข่ายเซ็นเซอร์ในน้ำ (ตอนที่ 3)

3 ใน 4 ของพื้นผิวโลกถูกปกคลุมด้วยน้ำ และนับวันพื้นผิวที่ปกคลุมด้วยน้ำนี้มีแต่จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ปัจจุบันมนุษย์เราอาศัยอยู่บนบกที่นับวันทรัพยากรบนพื้นดินจะร่อยหลอหมดไปเรื่อยๆ ในอนาคต ทรัพยากรธรรมชาติในน้ำจะทวีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ พวกเราจะเริ่มใช้ชีวิตในน้ำมากขึ้นเรื่อยๆ หรืออย่างน้อยก็ต้องมีวิถีชีวิตที่เกี่ยวข้องกับน้ำมากขึ้นอย่างไม่เคยเป็นมาก่อน มหาอุทกภัย พ.ศ. 2554 ที่ผ่านมาได้สอนให้เรารู้ว่า เรามีความใกล้ชิดกับน้ำมากแค่ไหน และต่อแต่นี้ เราต้องรู้จักจัดการน้ำไม่อย่างนั้น น้ำก็จะจัดการเรา

การที่จะจัดการน้ำได้ เราต้องสามารถติดตามข้อมูลที่เกี่ยวกับน้ำให้ได้อย่างใกล้ชิด ต้องสามารถ monitor หรือตรวจวัดข้อมูลน้ำได้อย่างเวลาจริง (real time) ในช่วง 2-3 ปีที่ผ่านมานี้ แหล่งทุนวิจัยในต่างประเทศที่มีความก้าวหน้าสูง เช่น สหรัฐอเมริกา และ ยุโรป ได้ให้เงินสนับสนุนการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีเครือข่ายเซ็นเซอร์ในน้ำอย่างขนานใหญ่ เช่น ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย บอร์คลีย์ (University of California Berkeley) มหาวิทยาลัยฟอริด้า สหรัฐอเมริกา ส่วนในสหภาพยุโรปก็มี มหาวิทยาลัยวาเลนเซีย แห่งสเปน และบริษัท CSEM ในสวิสเซอร์แลนด์ เป็นแกนนำในการพัฒนา ส่วนประเทศที่ต้องอยู่กับน้ำค่อนข้างมากอย่าง เนเธอร์แลนด์ เขาก็มีการสนับสนุนโครงการวิจัยเรื่องนี้ขึ้นมาต่างหาก นำโดยมหาวิทยาลัยทเวนเต้ (University of Twente) รวมทั้งฮ่องกงก็มีงานวิจัยโดย Hong Kong University of Science and Technology (HKUST)

จะว่าไป ประเทศไทยของเราก็เป็นประเทศที่ใช้ชีวิตกับน้ำ หรือเกี่ยวข้องกับน้ำไม่แพ้ชาวดัทช์ หรือ ชาวฮ่องกง ตั้งแต่นี้ต่อไป เราต้องใช้ชีวิตบนความเสี่ยง พร้อมเดิมพันมูลค่าสูง ว่าปีนี้น้ำจะแล้งหรือน้ำจะท่วม หรือจะมีทั้ง 2 อย่างพร้อมๆ กัน แต่เรากลับไม่ค่อยมีเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับน้ำเท่าไหร่เลยครับ เครื่องมือที่ใช้ตรวจวัดส่วนใหญ่นำเข้าจากต่างประเทศ และล้าสมัย เพราะเครื่องมือที่ทันสมัยยังอยู่ในขั้นของการวิจัยและยังไม่นำออกขาย ดังนั้น หากเราอยากมีเครื่องมือที่ทันสมัยในการตรวจวัดน้ำ เราก็จะต้องพัฒนาขึ้นเอง ซึ่งจริงๆ แล้วก็ยังไม่สายที่นักเทคโนโลยีจะมาให้ความสนใจเรื่องนี้ ไม่ต้องห่วงครับ เพราะในอนาคต พวกเราจะต้องเกี่ยวข้องกับน้ำมากขึ้น ๆ เรื่อยๆ

เมื่อตอนผมเป็นเด็ก ทุกปิดเทอมใหญ่ คุณพ่อคุณแม่ของผมจะพาผมไปส่งที่บ้านคุณย่า ที่ อ.บ้านแหลม จ.เพชรบุรี แล้วท่านจะมารับผมกลับตอนใกล้ๆ เปิดเทอม บ้านคุณย่าของผมเป็นครอบครัวชาวประมง มีเรืออวนลากที่จะออกไปรอนแรมในทะเลได้หลายๆ วัน ภาพกุ้งหอยปูปลาที่ติดมากับอวนเป็นภาพที่เจนตา คุณย่าผมเคยพูดว่าท่านมีที่ในทะเลหลายร้อยหลายพันไร่ ที่บนบกไม่ค่อยมีหรอก ท่านถามผมว่า "เอามั้ย ท่านจะยกที่ในทะเลให้" ผมคิดในใจว่า ตลกล่ะ ที่ในทะเลเนี่ยนะเป็นเจ้าของได้ด้วยเหรอ แล้วจะเอาไปทำอะไรได้ .... แต่ ..... ท่านผู้อ่านเชื่อไหมหล่ะครับว่า ทุกวันนี้ ที่ในทะเลมีเจ้าของกันหมดแล้วนะครับ ถึงจะยังไม่มีการทำรังวัดกันอย่างชัดเจนโดยกรมที่ดิน แต่หลายๆ แห่งนอกชายฝั่งทะเลในอ่าวไทยนั้น ถูกจับจองหมดแล้ว เดี๋ยวนี้ปลา กุ้ง หอย ที่เรารับประทานกัน มีจำนวนมากที่เกิดจากการเพาะเลี้ยงในกระชังที่เลี้ยงกันในแหล่งน้ำ ซึ่งทำให้ประหยัดต้นทุนค่าอาหารและการกำจัดของเสีย ฟาร์มเลี้ยงสัตว์น้ำที่อยู่นอกแนวชายฝั่ง นับวันจะมีมากขึ้นเรื่อยๆ เทคโนโลยีเครือข่ายเซ็นเซอร์ที่ใช้ตรวจวัดน้ำ หากถูกนำมาใช้กับฟาร์มเพาะเลี้ยง ก็จะทำให้ฟาร์มเหล่านั้นกลายเป็น Smart Farm หรือ Smart Aquaculture ได้ เพราะจะทำให้เจ้าของฟาร์มรู้สภาพแวดล้อมในฟาร์ม ไม่ว่าจะเป็น อุณหภูมิ ความเค็มของน้ำ ค่า pH ค่าอ็อกซิเจนในน้ำ กระแสการไหลของน้ำ ความหนาแน่นของปลาในน้ำ รวมไปถึงการมาของคลื่นและพายุ ซึ่งจะมีผลต่อการเพาะเลี้ยงได้ โดยข้อมูลเหล่านี้สามารถส่งขึ้นมาสู่บ้านเจ้าของฟาร์มบนชายฝั่งได้

Water Monitoring Sensor Networks ถือเป็นเทคโนโลยีเอนกประสงค์ เพราะสามารถใช้ได้ทั้งในยามสงบ เพื่อตรวจวัดคุณภาพน้ำในแหล่งน้ำต่างๆ เช่น ทะเลนอกชายฝั่ง แม่น้ำ ทะเลสาบ บึง แหล่งน้ำประปา หรือการตรวจวัดน้ำในแหล่งบำบัดน้ำของโรงงานอุตสาหกรรม ในยามที่เกิดภัยพิบัติ เราสามารถปล่อยมันออกไปเก็บข้อมูลการไหลของน้ำ ระดับความลึกของน้ำ ความเป็นพิษ เป็นต้น ตลอดระยะเวลา 45 วันที่ผมติดอยู่ในบ้านที่ถูกน้ำท่วม มันได้สร้างแรงบันดาลใจให้ผมพัฒนาเทคโนโลยีนี้ให้ได้ ผมได้ก่อร่างสร้างไอเดียนี้ขึ้นมาในช่วง 45 วันนี้เอง และผมหวังว่าโครงการ Water Monitoring Sensor Networks น่าได้รับการสนับสนุนจากมหาวิทยาลัยมหิดล ในฐานะคนที่โดนน้ำล้อมเหมือนกัน .....

Water Monitoring Sensor Networks - เครือข่ายเซ็นเซอร์ในน้ำ (ตอนที่ 2)

ประเทศไทยเป็นประเทศที่ความเป็นอยู่ของผู้คน ขึ้นอยู่กับน้ำค่อนข้างมาก เรามีหน่วยงานที่เกี่ยวข้องกับน้ำมากมาย แต่เรากลับไม่ค่อยมีเทคโนโลยีที่จะใช้ในการ "รู้" ข้อมูลที่เกี่ยวกับน้ำ ในช่วงน้ำท่วมที่ผ่านมา ผมได้เรียนรู้ว่าประเทศเราพึ่งพาข้อมูลจากดาวเทียมเป็นหลัก ซึ่งถือว่าเป็น Remote Sensing หรือ เทคโนโลยีรับรู้ระยะไกล ซึ่งทำให้เราไม่สามารถรู้ข้อมูลน้ำ ณ เวลาจริง (real time) ไม่สามารถรู้การไหลของน้ำ ระดับความลึกของน้ำ คุณภาพของน้ำ ซึ่งสะท้อนออกมาเป็นความล้มเหลวของการจัดการน้ำท่วมของรัฐบาล

จริงๆ แล้ว ข้อมูลเรื่องน้ำที่แม่นยำกว่านั้น ต้องมาจากเทคโนโลยีรับรู้ระยะใกล้ (Proximal Sensing) ซึ่งเป็นเซ็นเซอร์ที่ติดตั้งและตรวจวัดน้ำในจุดที่มีน้ำอยู่จริง ไม่ใช่การมองลงมาจากอวกาศอย่างดาวเทียม แต่เนื่องจากการเป็นเทคโนโลยีรับรู้ระยะใกล้ ทำให้ได้ข้อมูลแบบท้องถิ่น ไม่สามารถที่จะเก็บข้อมูลเป็นพื้นที่กว้างได้เหมือนดาวเทียม ทั้งนี้หากต้องการได้ข้อมูลในพื้นที่กว้าง ก็ต้องนำไปติดตั้งในจุดต่างๆ กระจายทั่วพื้นที่ ทำให้อาจมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง สำหรับประเทศไทย กรมชลประทานได้ติดตั้งเซ็นเซอร์วัดระดับน้ำ และความเร็วน้ำในแม่น้ำสายสำคัญๆ หลายแห่ง และค่อนข้างมีประโยชน์มากในช่วงน้ำท่วม อย่างไรก็ตาม เมื่อเกิดเหตุการณ์น้ำท่วม ได้เกิดน้ำหลากล้นแม่น้ำออกไปท่วมทุ่ง ข้อมูลการไหลของน้ำในแม่น้ำก็ไม่มีประโยชน์อีกต่อไป เพราะน้ำได้ไหลบนพื้นดินแทน เนื่องจากเราขาดเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ที่ลอยไปกับน้ำ ทำให้เราขาดข้อมูลเกี่ยวกับน้ำหลากที่ไหลไปบนพื้นดิน

ลองนึกดูว่า หากเรามีเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายที่ลอยไปกับน้ำได้ เซ็นเซอร์เหล่านี้ก็จะลอยไปตามน้ำที่ท่วม และอาศัยพลังงานจากแสงอาทิตย์เพื่อใช้ในการทำงาน มันจะเก็บข้อมูลการไหลของน้ำ คุณภาพและความสะอาดของน้ำ ความเร็วและระดับความลึกของน้ำ ตลอดทางที่มันลอยไป แล้วส่งข้อมูลกลับมายังศูนย์รับข้อมูล เมื่อนำข้อมูลจากพื้นที่จริงมาประกอบกับข้อมูลดาวเทียม เราก็จะได้ข้อมูลน้ำท่วมที่แม่นยำมากยิ่งขึ้น นำไปสู่การจัดการที่ถูกต้องกว่าที่เป็นอยู่ขณะนี้

ในช่วงที่ผมติดอยู่ในหมู่บ้านที่ถูกน้ำท่วมตลอด 45 วัน ผมได้ร่างความคิดเกี่ยวกับเรื่องนี้ขึ้นมา การเกิดน้ำท่วมอาจจะไม่เกิดขึ้นอีกในปีนี้ก็ได้ หรืออาจจะเกิดในอีกหลายปีข้างหน้า หรืออาจจะไม่เกิดอีกเลย ดังนั้น สิ่งประดิษฐ์ที่ผมกำลังจะสร้างขึ้นมานี้ ควรจะใช้งานได้กว้างขวาง ไม่เพียงแต่ใช้งานสำหรับในกรณีน้ำท่วมเท่านั้น ผมจึงได้สร้าง concept เกี่ยวกับเครือข่ายเซ็นเซอร์ในน้ำที่มีลักษณะพกพาได้ (portable) โดยสามารถทำงานแบบเดี่ยวหรือทำงานเป็นฝูง (swarm) เป็นอุปกรณ์ที่สามารถนำไปปล่อยลงน้ำ แล้วสามารถอยู่ได้ด้วยตัวเอง (self-dependent) สามารถหาพลังงานใช้เองได้ และมีระบบขับเคลื่อนที่สามารถสั่งการให้ไปยังจุดใดจุดหนึ่งได้ ผมคิดถึงอุปกรณ์ที่สามารถทำงานได้ทั้งในแม่น้ำ ทะเลสาบ ทะเลเปิด นาข้าว นากุ้ง โดยสามารถติดตั้งเซ็นเซอร์ได้หลายชนิด สามารถนำไปใช้งานได้ทั้งในยามสงบ เช่น ใช้ตรวจสอบคุณภาพน้ำในแม่น้ำ ลำคลอง แหล่งน้ำทิ้ง ฟาร์มสัตว์น้ำ หรือในยามสงคราม เช่น ใช้เป็นทุ่นระเบิด เซ็นเซอร์ตรวจจับข้าศึก ใช้ในงานตรวจวัดช่วงน้ำท่วม หรือ มีอุบัติภัยเช่น น้ำมันรั่ว สารเคมีรั่วลงแหล่งน้ำ เป็นต้น ตอนนี้ผมมีพิมพ์เขียวความคิดของเจ้าเทคโนโลยีดังกล่าวแล้ว รอแค่ลงมือทำให้ทันก่อนน้ำท่วมครั้งต่อไป

Water Monitoring Sensor Networks - เครือข่ายเซ็นเซอร์ในน้ำ (ตอนที่ 1)

ช่วงที่เกิดมหาอุทกภัยเมื่อเดือนกันยายน - พฤศจิกายน 2554 มวลน้ำมหาศาลได้หลากเข้าท่วมพื้นที่ฝั่งตะวันตก ของกรุงเทพมหานครเป็นบริเวณกว้าง รวมทั้งหมู่บ้านที่ผมอาศัยอยู่ ผู้บริหารของหมู่บ้านของผมตัดสินใจที่จะทิ้งหมู่บ้าน โดยประกาศให้ลูกบ้านอพยพออกนอกพื้นที่ตั้งแต่วันที่ 19 ตุลาคม 2554 สำหรับครอบครัวผมเอง เราตัดสินใจว่าทุกคนจะออกไปอยู่ข้างนอกเพื่อความปลอดภัย เหลือแต่ตัวผมซึ่งอาสาจะอยู่ต่อไปในหมู่บ้าน เพื่อที่จะคอยส่งข่าวคราวความเป็นไปในหมู่บ้านระหว่างน้ำท่วม ออกไปสู่โลกภายนอก ในช่วงเวลานั้น ผมแค่คิดว่าในช่วงที่น้ำท่วมไหนๆ ก็ไม่ได้ทำงานอะไรอยู่แล้ว เพราะมหาวิทยาลัยก็ปิด อย่างน้อยก็ขอทำประโยชน์ด้วยการส่งข่าว และข้อมูลจากในหมู่บ้าน ออกไปยังคนที่ต้องจากบ้านไปอยู่ข้างนอก

การตัดสินใจในวันนั้น ได้เปลี่ยนแปลงมุมมองและวิธีคิดของผมไปอย่างไม่มีวันหวนกลับคืน และมันได้ทำให้ชีวิตผมในวันนี้ไม่เหมือนเดิมอีกต่อไป ตลอดระยะเวลา 45 วันที่ผมได้มีโอกาสอาศัยอยู่ในน้ำ ทำให้ผมเรียนรู้อะไรมากมาย ทุกๆ วันที่ผมอยู่กับมันมีค่ามากจนรู้สึกคิดถึงเมื่อวันที่เจ้าน้ำได้จากไปในราวต้นเดือนธันวาคม การถูกน้ำท่วมทำให้ผมมองโลกในเชิงบวก รู้สึกเห็นอกเห็นใจเพื่อนร่วมชาติที่ต้องทนทุกข์ด้วยกัน อย่างไม่เคยเป็นมาก่อน ถ้าหากผมไม่โดนน้ำท่วมกับตัวเอง ผมก็คงจะไม่มีวันเข้าใจความรู้สึกของคนเหล่านั้นเลย ผมรู้สึกภูมิใจ ที่ได้เป็นส่วนหนึ่งของคนนับล้านที่ต้องกลายเป็นผู้ประสบภัยในครั้งนี้

โชคดีที่ผมเตรียมตัวค่อนข้างดีเพื่อต่อสู้กับน้ำ ที่บ้านมีเครื่องมือช่างครบ มีเซลล์สุริยะในกรณีที่อาจถูกตัดไฟ มีระบบไฟส่องสว่างสำรอง ผมเดินไฟใหม่สำหรับอยู่กับน้ำท่วมโดยเฉพาะ เรามีเครื่องคอมพิวเตอร์ 7 เครื่อง ทำงานตลอด 24 ชั่วโมง เพื่อเก็บข้อมูล รับข่าวสารต่างๆ จากโลกภายนอก ดูแผนที่อากาศ แผนที่ดาวเทียม มีวิทยุสื่อสาร 4 เครื่อง เพื่อสแกนหาข่าวตามช่องต่างๆ ในละแวกใกล้เคียง เพื่อประเมินสถานการณ์ความรุนแรงของพื้นที่น้ำท่วมฝั่งตะวันตก จนทำให้เราสามารถวิเคราะห์การไหลของน้ำในพื้นที่นี้ได้แม่นยำกว่า ดร.เสรี และ ดร.อานนท์ แห่ง ศปภ. ซึ่งก่อนหน้านี้ ดร.เสรี ได้ประเมินว่าหมู่บ้านที่ผมอยู่จะมีน้ำท่วมสูงถึง 2 เมตร จนภรรยาผมโทรมาบอกให้ผมอพยพออกมา แต่จากข้อมูลที่ผมได้เก็บจากแหล่งต่างๆ รวมทั้งข้อมูลจากเครือข่ายข่าวในพื้นที่ ผมได้บอกภรรยาไปว่า "จะเชื่อ ดร.เสรี หรือ สามีดีล่ะ เพราะตั้งแต่แต่งงานกันมาพี่ไม่เคยโกหกเลยนะ ... ฟังให้ดีนะ พี่จะบอกให้ว่า หมู่บ้านเราจะท่วมในวันที่ระดับน้ำขึ้นสูงสุดไม่เกิน 60 cm" ซึ่งก็เป็นจริงตามนั้น เพราะคราบน้ำที่มีอยู่ที่หมู่บ้านของเรา ยังสูงน้อยกว่าคราบน้ำที่บ้านของ ดร.เสรี เสียด้วยซ้ำ

ผมได้ส่งข่าวออกไปให้เพื่อนๆ ในหมู่บ้านและภรรยาอย่างต่อเนื่อง โดยแพร่ภาพ CCTV ออกไปผ่านอินเตอร์เน็ต และเพื่อความปลอดภัย เราติดระบบรักษาความปลอดภัยทั้ง CCTV กล้อง Night Vision และเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวรอบบ้านถึง 2 ชั้น ระบบอินเตอร์เน็ตที่ติดตั้งก็มีทั้ง 3G และ ADSL สำหรับกรณีที่ตู้ชุมสายโทรศัพท์อาจใช้การไม่ได้ ... แต่ ... มหัศจรรย์มาก ระบบอินเตอร์เน็ตระบบ ADSL ไม่เคยงอแงเลยตลอด 45 วันที่น้ำท่วม ไฟฟ้าไม่โดนตัดและไม่เคยตกตลอดเวลา 45 วัน ส่วนน้ำประปาก็มีปัญหาน้อยกว่าที่อื่นๆ

การใช้ชีวิตในพื้นที่ประสบภัยทำให้ผมเรียนรู้อะไรใหม่ๆ หลายอย่าง ผมพบว่า ศปภ. (ศูนย์ปฏิบัติการช่วยเหลือผู้ประสบอุทกภัย) ทำงานโดยอาศัยข้อมูลจากดาวเทียมเป็นหลัก ซึ่งถือว่าหยาบมากๆ ในการจัดการรับมือน้ำในระดับพื้นที่ย่อย ข้อมูลที่ผมประมวลจากเซ็นเซอร์ของกรมชลประทาน สำนักระบายน้ำกรุงเทพมหานคร ข่าวพื้นที่ทั้งจากสื่อมวลชน และเครือข่ายวิทยุท้องถิ่น ทำให้ผมสามารถวิเคราะห์การไหล และระดับความรุนแรงของมวลน้ำได้แม่นยำกว่าของ ศปภ. โดยสามารถทำนายระดับความเสียหายที่จะเกิดขึ้นในหมู่บ้านที่ผมอยู่ได้ รวมไปถึงแนวโน้มของวิกฤติว่าจะผ่านพ้นไปเมื่อใด

การอยู่เก็บข้อมูลในช่วงน้ำท่วม ทำให้ผมได้ไอเดียหลายๆ อย่างที่จะนำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีเซ็นเซอร์สำหรับตรวจวัดน้ำซึ่งจะมีประโยชน์และสามารถประยุกต์ใช้ได้กว้างขวาง ทั้งในด้านเกษตรกรรม สิ่งแวดล้อม การต่อสู้ภัยพิบัติทางน้ำ ปัจจุบันการเลี้ยงสัตว์น้ำนั้นไม่ได้ทำในบ่อเลี้ยงเหมือนแต่ก่อน แต่ไปเลี้ยงกันในแหล่งน้ำธรรมชาติ ทั้งในแม่น้ำ ทะเลสาบ และทะเล เทคโนโลยีที่จะพัฒนาขึ้นนี้ สามารถนำไปใช้สำหรับสิ่งที่เรียกว่า Smart Aquaculture หรือฟาร์มสัตว์น้ำอัจฉริยะ ซึ่งจะทำให้ผู้เลี้ยงสามารถตรวจวัดความเป็นไปต่างๆ ในน้ำจากระยะไกล ผ่านระบบอินเตอร์เน็ต ผมจะนำเรื่องเหล่านี้มาทยอยเล่าในตอนต่อๆ ไปนะครับ

Information Technology for Agriculture (ตอนที่ 2)

กลับมาจากโตเกียวแล้วครับ ไปญี่ปุ่นครั้งนี้เพื่อไปประเมินสถานภาพทางเทคโนโลยีไอทีที่นำมาใช้ทางเกษตร ของญี่ปุ่น และประเทศอื่นๆที่เป็นคู่แข่งกับไทย ในงาน World Conference on Agricultural Informatics and IT 2008 ซึ่งจากภาพรวมก็พบว่ายังไม่มีเทคโนโลยีอะไรใหม่ๆ ที่มีสีสันฉูดฉาด สร้างความตื่นเต้นร้อนแรงมาแสดงในงาน นั่นอาจเป็นเพราะว่า สหรัฐอเมริกา กับ ออสเตรเลีย ไม่ได้มาร่วม เพราะว่าทางอเมริกาเขาก็มีการประชุมประจำปีของเขา ที่นั่นเรียกว่า Precision Agriculture ครับ เป็นศาสตร์ที่กว้างกว่า IT Agriculture มาก เพราะเชื่อมโยงเทคโนโลยีอื่นนอกเหนือ IT ด้วย ไม่ว่าจะเป็นเทคโนโลยีชีวภาพ วัสดุศาสตร์ ไปจนถึงนาโนเทคโนโลยี การประชุมที่โตเกียวครั้งนี้ จึงให้ภาพเพียงด้านเดียวของ Precision Agriculture เองครับ


ผมเป็นคนจากสาขานาโน พอเข้าไปเข้าร่วมประชุมในงานของทางเกษตร มันมีความรู้สึกหนึ่งเข้ามา นั่นคือ แต่ละคนแต่ละประเทศดูจะหวงๆ ศาสตร์ ความรู้ และเทคนิคของตัวเอง ขนาดการประชุมทางด้านนี้ยังแบ่งเป็นทวีปๆ อย่างชัดเจน เช่น อเมริกาก็มีของเขา ออสเตรเลีย ยุโรป และ เอเชีย ก็ชอบจัดงานแยกกัน ที่ผมพอจะอธิบายได้ก็คือ (1) การเกษตร เป็นเรื่องของ Geo-specific ครับ คือ แต่ละถิ่นปลูกพืชไม่เหมือนกัน ความสนใจจึงต้องกำหนดขอบเขตทางด้านภูมิศาสตร์ด้วย (2) การเกษตรเป็นอะไรที่แต่ละประเทศหวงแหน เป็นอาชีพที่รัฐอุดหนุนไม่ให้ล้มตาย จึงต้องพยายามรักษาสถานภาพในการแข่งขันของตัวเองให้สูงอยู่เสมอ ถึงแม้ผู้ร่วมประชุมแต่ละท่านจะมีความเป็นนักวิชาการ แต่การเปิดเผยข้อมูล หรือ ความรู้ที่ตัวเองทำก็ค่อนข้างระมัดระวังครับ


สิ่งที่น่าจับตาของญี่ปุ่นก็คือ เขาได้พัฒนาเซ็นเซอร์ภาคสนาม (Field Server) ของเขาเอง ซึ่งประกอบไปด้วยเซ็นเซอร์วัดแสง อุณหภูมิ ความชื้นในอากาศ ความชื้นในอากาศ ความชื้นในดิน กล้อง โดยเขาได้ตั้งบริษัทขึ้นมาชื่อว่า elab experience ตอนนี้เขาก็พยายามทำตลาดในประเทศญี่ปุ่น เท่าที่ผมประเมินดูคิดว่าการทำตลาดในประเทศไทยเราไม่น่าง่าย อย่างไรก็ตามเขาพยายามแทรกซึมเข้ามาด้วยการร่วมงานวิจัยผ่านมหาวิทยาลัยบางแห่งของไทย ซึ่งก็มีนักศึกษาไทยทำงานร่วมอยู่กับเขาครับ ก็ยังพอมีเวลาหากประเทศไทยเราจะพัฒนาเทคโนโลยี Smart Farm ของตัวเอง เพื่อแข่งกับต่างประเทศครับ

Virtual Fence - คอกอิเล็กทรอนิกส์

ใครที่ชอบขับรถไปเที่ยวชนบทต่างจังหวัด น่าจะมีประสบการณ์อย่างน้อยก็สักครั้ง ที่ต้องระวังฝูงวัวที่กำลังข้ามทางหลวง ไปหาที่เล็มหญ้าอร่อยๆกิน บ่อยๆ ที่เห็นฝูงวัวเหล่านั้นเล็มหญ้าริมทางหลวง แล้วเสียวไส้ กลัวพวกมันจะเดินขึ้นมาบนไหล่ทาง แต่ดูเหมือนว่าพวกมันจะรู้ว่าห้ามขึ้นไปบนทางหลวงนะ จริงๆ แล้ววัวเขารู้ว่าขอบเขตของการกินอยู่ที่ทางหลวง เพราะมันมีเส้นแบ่งชัดเจน แต่ถ้าเป็นทุ่งหญ้ากว้างๆ ล่ะ มันจะรู้มั้ย แน่นอนถ้าปล่อยให้พวกมันกินหญ้าไปเรื่อยๆ มันก็เดินของมันไปเรื่อยๆ ซึ่งอาจออกนอกอาณาเขตของฟาร์มได้ จึงทำให้เกิดแนวคิดในการล้อมคอกฝูงวัว โดยใช้ Virtual Fencing ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ไปติดบนหัววัว อุปกรณ์นี้ประกอบด้วย GPS เพื่อดูพิกัดที่วัวอยู่ แบตเตอรี โซลาร์เซลล์ Accelerometer กับ Magnetometer เพื่อดูทิศทางที่วัวกำลังเดินหรือมันกำลังเคลื่อนร่างกายอย่างไรอยู่ หากวัวกำลังจะออกนอกเขตรั้ว ขั้วไฟฟ้าที่จิ้มอยู่ที่ข้างแก้มจะปล่อยกระแสไฟฟ้าไปกระตุ้นวัว ให้เดินกลับมา พร้อมกันนั้นที่หูของมันยังมีหูฟังเพื่อปล่อยเสียงเรียกพวกมัน หรือ บอกให้มันมารวมฝูงกัน เพื่อเดินกลับไปที่พัก อุปกรณ์ที่ติดกับวัวนี้ยังเชื่อมโยงกันเป็นระบบเครือข่าย เพื่อให้ติดต่อกันได้ นักวิจัยยังใช้ข้อมูลต่างๆ เพื่อศึกษาพฤติกรรมการรวมฝูง การกินอาหาร ซึ่งจะมีประโยชน์ในศาสตร์ของ Swarm Computing หรือ การประมวลผลแบบฝูง

ต่อไปแบบนี้ก็คงมีให้ใช้กับมนุษย์ เหมือนกับในภาพยนตร์เรื่อง Fortress ไงครับ .......

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)

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)

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)

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/)