| ผู้เขียน | ศศิวัฒน์ ตันติบุญยานนท์ สถาบันการจัดการปัญญาภิวัฒน์ วิทยาเขต อีอีซี |
|---|---|
| เผยแพร่ |
บ่ายวันหนึ่งที่อากาศภายนอกอาคารร้อนจัด แดดจ้า ไม่เหมือนกับหลายๆ วันที่ผ่านมา ที่แทบทุกภูมิภาคของประเทศถูกพายุฝนโหมกระหน่ำ พื้นที่ภาคตะวันออกเฉียงเหนือบางส่วนประสบปัญหาน้ำท่วม ผู้เขียนมีนัดหมายพูดคุยกับ รองศาสตราจารย์ ดร. เอกรัฐ บุญภูงา ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ หลังจากไปร่วมงานแถลงข่าวการจัดงานประชุมวิชาการ สวก. 2562 จุดเปลี่ยนอนาคตไทย ด้วยงานวิจัยเกษตร Beyond Disruptive Technology และได้เห็นเครื่องต้นแบบจากโครงการการพัฒนาระบบเรดาร์เพื่อการจัดทำแผนที่ใต้ดินสำหรับการเกษตร
รองศาสตราจารย์ ดร. เอกรัฐ บุญภูงา เริ่มต้นเล่าถึงที่มาที่ไปของงานวิจัยอย่างน่าสนใจ ดังนี้ ต้นเรื่องไม่ใช่งานการเกษตร แต่สืบเนื่องมาจากเหตุการณ์ 3 จังหวัดชายแดนภาคใต้ การวางระเบิดจะใช้วิธีขุดจากด้านข้างถนนเข้าไปเพื่อฝังวัตถุระเบิด ปรกติทหารจะใช้วิธีลาดตระเวน ซึ่งเป็นความเสี่ยง จึงมีแนวคิดใช้เทคโนโลยีเรดาร์เพื่อช่วยค้นหาวัตถุระเบิดใต้ดิน เป็นการสร้างภาพมุมมองด้านบน (top view) และภาพแนวตัดขวางตามความลึกในระดับพอจะประเมินได้ว่ามีวัตถุระเบิดซุกซ่อนอยู่หรือไม่ โดยทดสอบที่ความลึก 1 เมตร ตามโจทย์ที่ได้รับมาว่า ส่วนใหญ่วัตถุระเบิดจะถูกฝังไว้ที่ความลึกประมาณ 50 เซนติเมตร แต่โดยศักยภาพของตัวเครื่องจะตรวจได้ลึกมากกว่านั้น เครื่องนี้จึงถูกพัฒนาเพื่อนำไปใช้งานจริงในพื้นที่เสี่ยง
ผู้เขียนฟังแล้วรู้สึกชื่นชมกับคณะทำงานที่ได้นำความรู้ ความสามารถ มาพัฒนาเป็นอุปกรณ์ได้อย่างสร้างสรรค์และเป็นประโยชน์ต่อประเทศชาติ
Ground Penetrating Radar (GPR) หรือที่ รองศาสตราจารย์ ดร. เอกรัฐ เรียกชื่อภาษาไทยว่า “เทคโนโลยีเรดาร์ทะลุพื้นดิน” เทคโนโลยีเรดาร์ไม่ใช่เทคโนโลยีใหม่แต่อย่างใด ในต่างประเทศเป็นเทคโนโลยีที่มีวัตถุประสงค์การใช้งานหลากหลายประเภท เช่น การค้นหาโบราณสถาน โบราณวัตถุ หรือการก่อสร้างถนน
จากแนวคิดข้างต้น ทำให้กรมพัฒนาที่ดิน กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ ประเมินว่า น่าจะนำไปช่วยในการเกษตรได้ โดยเอาเทคโนโลยีเรดาร์ทะลุพื้นดินมาสร้างเป็นแผนที่ใต้พื้นดินของการเพาะปลูกมันสำปะหลัง เพื่อหาดินดาน ทุนสำหรับงานวิจัยนี้ได้มาจาก สำนักงานพัฒนาการวิจัยการเกษตร (สวก.) ครั้งนี้นับว่าเป็นครั้งแรกที่มีนักวิจัยไทยนำเทคโนโลยีเรดาร์มาประยุกต์ใช้ในงานเกษตรเพื่อตรวจสภาพดิน
ดินดานคือ เนื้อดินที่มีโครงสร้างที่ถูกอัดแน่น ไม่มีช่องระบายอากาศและน้ำ เกิดจากการทำการเกษตรอย่างขาดความรู้ ความเข้าใจ การทำเกษตรกรรมที่ผิดวิธี การไถพรวนบ่อยครั้งที่ระดับความลึกเดียวกันหลายๆ ปี ไถพรวนในขณะที่ดินมีความชื้นไม่เหมาะสม การลดลงของปริมาณอินทรียวัตถุในดิน ลดการกักเก็บน้ำและเพิ่มการชะล้างหน้าดิน ส่งผลให้ดินเกิดสภาวะเสื่อมโทรม เกิดการอัดแน่นของดินและเกิดเป็นชั้นดานขึ้น พื้นที่ที่เกิดปัญหาดินดานมักจะเกิดน้ำท่วมขัง เนื่องจากน้ำไม่สามารถซึมผ่านชั้นดินดานลงไปได้ และในฤดูแล้งมันสำปะหลังไม่สามารถดึงน้ำใต้ดินขึ้นมาใช้ประโยชน์ได้ ส่งผลให้ผลมันสำปะหลังแคระแกร็นหรือยืนต้นตายได้ ชั้นดินดานที่อยู่ตื้นกว่า 50 เซนติเมตร จะมีผลกระทบต่อการปลูกมันสำปะหลังมาก (สมาคมแป้งมันสำปะหลังไทย, 2556)
รองศาสตราจารย์ ดร. เอกรัฐ อธิบายเพิ่มเติมว่า ดินดานในพื้นที่ปลูกพืชประเภทมันสำปะหลัง จะอยู่ที่ความลึกระดับ 30-50 เซนติเมตร เกิดจากการใช้ดินและเครื่องมือเครื่องจักรกลบ่อยๆ นานๆ ก็จะอัดตัวแน่น หรือเกิดโดยธรรมชาติอยู่แล้ว ดินดานจะทำให้รากหรือหัวของมันสำปะหลังไม่สามารถทะลุทะลวงลงไปได้ ฝนตกลงมาน้ำจะขัง หัวมันสำปะหลังจะเกิดการเน่า
ปรกติวิธีการแก้ไขที่ง่ายที่สุด คือ การไถ ซึ่งการแก้ไขดังกล่าวถือว่าเป็นการเพิ่มภาระและค่าใช้จ่ายของเกษตรกร ทำให้ต้นทุนการผลิตสูงขึ้น เกษตรกรจึงมักนิยมตั้งข้อสมมุติฐานว่า ตนเองไม่น่าจะมีปัญหานี้ เมื่อทำการเพาะปลูกและพบดินดาน จึงได้ผลผลิตต่ำ ดังนั้น มีความจำเป็นต้องใช้เครื่องมือในการค้นหาดินดาน เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์นี้จะทำให้เกษตรกรเชื่อว่า พื้นที่ของตนเองมีดินดานจริงหรือไม่ หากมีจะได้แก้ปัญหาก่อนการเพาะปลูก เพื่อให้ได้ผลผลิตเต็มเม็ดเต็มหน่วย คุ้มค่าต่อการลงทุน
“เครื่องนี้คล้ายเครื่องเอกซเรย์หรืออัลตราซาวด์ เอกซเรย์ใช้รังสีเอกซ์ อัลตราซาวด์ใช้คลื่นเสียงความถี่สูง เครื่องนี้ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้น ถ้าอัลตราซาวด์ เห็นตัวเด็กได้ เครื่องนี้ก็ทำนองเดียวกัน หลักการเดียวกัน”
เครื่องเรดาร์ทะลุพื้นดินมีหลักการทำงานทางวิศวกรรม เหมือนเครื่องเรดาร์ประเภทอื่นๆ ที่รู้จักกันดีอยู่แล้ว เช่น เรดาร์ทางการทหาร เรดาร์งานด้านอากาศยาน กล่าวคือ เครื่องเรดาร์ทะลุพื้นดิน ใช้วิธีการส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าลงไปใต้พื้นดิน ส่งคลื่นไปและรอคลื่นที่สะท้อนกลับมา เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่ต่างกัน เช่น คลื่นผ่านอากาศ ผ่านพื้นดิน แล้วไปเจอดินดาน คลื่นส่วนหนึ่งจะสะท้อนกลับขึ้นมา ก็จะมีสายอากาศตัวรับคลื่น เอาคุณสมบัติของคลื่นที่สะท้อนกลับมา ตีความสร้างเป็นภาพเพื่ออธิบายถึงคุณสมบัติของดิน การสะท้อนของคลื่นที่มีตัวกลางต่างกันจะมีคุณสมบัติต่างกัน คล้ายกับการโยนลูกบอลลงไปที่พื้นปูนซีเมนต์ หรือลงไปที่พื้นไม้ จะกระเด้งกระดอนไม่เหมือนกัน ความเร็ว การดูดซับลูกบอล มีความแตกต่างกัน
เครื่องนี้มีส่วนประกอบหลักๆ 3 ส่วน คือ
ส่วนที่หนึ่ง ภาคส่ง-ภาครับ (transmitter-receiver) ของตัวคลื่น ทำหน้าที่อย่างแรก คือ สร้างสัญญาณขึ้นมา ส่งผ่านส่วนที่สอง เรียกว่า สายอากาศ (antenna) ทำหน้าที่ในการปล่อยคลื่นลงไปใต้พื้นดิน และก็รับสัญญาณสะท้อนกลับมาที่สายอากาศตัวรับ ส่วนสุดท้าย คือ คอมพิวเตอร์ ทำหน้าที่ประมวลผล เป็นตัวตีความว่าสัญญาณที่เข้ามา คือสัญญาณที่สะท้อนจากอะไร จากนั้นนำมาสร้างเป็นภาพ
ตัวเครื่องต้นแบบนี้ใช้ติดกับรถเข็นเพื่อทำการทดลอง แต่เป้าหมายจริงๆ สามารถนำไปติดที่รถแทรกเตอร์หรือรถไถ เพื่อให้วิ่งในไร่ในสวนได้ง่าย และยังเหมาะกับพื้นที่ขนาดใหญ่ด้วย
ระยะเวลาโครงการจนถึงขั้นตอนการทดสอบเบื้องต้น ได้ดำเนินการเรียบร้อยแล้ว ใช้ระยะเวลาประมาณ 2 ปี โดยกรมพัฒนาที่ดินจะขุดดินกว้าง ยาว ลึก 1 ลูกบาศก์เมตร เพื่อดูพื้นที่หน้าตัด และเก็บตัวอย่างดินไปเข้าห้องแล็บ เพื่อตรวจทานกับผลที่ได้รับจากเครื่อง เช่น เครื่องเจอดินดานที่ความลึก 30 เซนติเมตร ในห้องแล็บก็เจอที่ ความลึก 30 เซนติเมตร เช่นเดียวกัน ถือว่าเป็นการยืนยันผลการทดลอง พิสูจน์แล้วว่าสามารถใช้งานได้
ผู้เขียนทราบมาว่า โครงการนี้เป็นเพียงการสร้างเครื่องต้นแบบและกำลังดำเนินการจดสิทธิบัตร โดยทีมวิจัยหวังว่าจะมีโครงการต่อเนื่องเพื่อขยายศักยภาพของเครื่องนี้ต่อไป
(อ่านตอนจบฉบับถัดไป)
digital disruption
การเปลี่ยนฉับพลันทางดิจิทัล
การเปลี่ยนรูปแบบการทำงานให้ใช้คอมพิวเตอร์ในลักษณะที่ก้าวหน้าขึ้น จนอาจถึงขั้นไม่ต้องใช้แรงงานคน มักเป็นการเปลี่ยนอย่างทันทีทันใด จนทำให้รูปแบบการทำงานแบบเดิมต้องยุติลง เช่น การใช้หุ่นยนต์ทำงานซ้ำซากแทนแรงงานคน การถ่ายภาพที่ใช้ฟิลม์มาเป็นการใช้กล้องดิจิทัล ซึ่งบันทึกภาพเป็นข้อมูลทันที การทำให้อุปกรณ์ต่างๆ มีความสามารถในการตัดสินใจเองโดยใช้หลักการปัญญาประดิษฐ์
ที่มา : ราชบัณฑิตยสภา
