เทคโนโลยีใหม่ ‘AI สแกนใบพืช’ บอกอาการขาดธาตุอาหารได้ทันที แค่ส่องก็รู้ ปรับแก้ได้ตรงจุด

ในยุคที่เทคโนโลยีการเกษตรพัฒนาอย่างก้าวกระโดด “การอ่านอาการพืชผ่านใบ” ไม่ได้เป็นเพียงทักษะเฉพาะของผู้มีประสบการณ์อีกต่อไป เพราะปัจจุบันมีเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ที่ช่วยให้เกษตรกรตรวจสุขภาพพืชได้แม่นยำยิ่งขึ้น เพียงถ่ายภาพหรือสแกนใบพืช ระบบก็สามารถวิเคราะห์ได้ทันทีว่าพืชกำลังขาดธาตุอาหารชนิดใด และควรปรับแก้อย่างไรให้เหมาะสม นับเป็นอีกหนึ่งนวัตกรรมที่ช่วยลดความสูญเสีย เพิ่มโอกาสทำผลผลิตให้สูงขึ้นและมีคุณภาพมากขึ้น

ลองจินตนาการดูว่า…ถ้าเดินเข้าไปในสวน อาจจะเป็นไร่องุ่น หยิบใบหนึ่งขึ้นมา แล้วใช้เครื่องสแกนเพียงไม่กี่วินาที ก็รู้ได้ทันทีว่าต้นพืชแข็งแรงดีหรือไม่ ต้องการปุ๋ยเพิ่มเติม หรือกำลังเผชิญภาวะเครียดบางอย่าง ทีมวิจัยจากภาควิชาวิศวกรรมชีวภาพและเกษตร มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส (University of California, Davis) ได้ทำให้ไอเดียนี้เกิดขึ้นจริงแล้ว

พวกเขาได้พัฒนา “Leaf Monitor” เครื่องมือแบบเคลื่อนที่ที่ทำงานร่วมกับสเปกโตรมิเตอร์ขนาดพกพา เชื่อมต่อกับระบบปัญญาประดิษฐ์ (AI) เพื่อช่วยเกษตรกรตรวจเช็กภาวะโภชนาการและลักษณะสำคัญของพืชได้แบบเรียลไทม์จากในแปลงจริง ถือเป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพในการเปลี่ยนวิธีที่เกษตรกรติดตามและตัดสินใจจัดการพืชผลอย่างสิ้นเชิง

“ข้อมูลเหล่านี้มีคุณค่ามากสำหรับเกษตรกร” อลิเรซา ปูร์เรซซา (Alireza Pourreza) รองศาสตราจารย์สหวิชาการ และผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการเกษตรดิจิทัลแห่ง UC Davis กล่าว “เพราะปัจจุบัน เกษตรกรสามารถรู้ระดับธาตุอาหารในใบพืชได้ภายในเวลาเพียง 5 วินาทีเท่านั้น”

มาฮา อาฟิฟี (Maha Afifi) ผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยด้านไวน์เทเบิลเกรป จากคณะกรรมาธิการองุ่นรับประทานสดแห่งแคลิฟอร์เนีย ซึ่งเป็นหนึ่งในหน่วยงานที่ร่วมพัฒนาโมเดล AI กล่าวว่า เครื่องมือนี้อาจกลายเป็น “ตัวเปลี่ยนเกม” ของอุตสาหกรรมองุ่นรับประทานสด หากช่วยให้เกษตรกรตัดสินใจเรื่องการใช้ปุ๋ยได้รวดเร็วและแม่นยำขึ้น เพราะการให้ปุ๋ยในปริมาณที่เหมาะสมมักนำไปสู่เถาองุ่นที่แข็งแรง ให้ผลผลิตมากขึ้น และมีขนาด น้ำหนัก และสีที่สวยงามตามต้องการ

“การประเมินสถานะธาตุอาหารของเถาองุ่นเป็นหนึ่งในภารกิจสำคัญที่สุดของเรา” อาฟิฟีกล่าว “พร้อมกันนั้น การมองหาและทดลองใช้เทคโนโลยีใหม่ๆ อย่างโครงการนี้ ก็เป็นเรื่องสำคัญลำดับต้นๆ เช่นกัน เพราะเทคโนโลยีเหล่านี้จะมีบทบาทอย่างมากต่ออนาคตของอุตสาหกรรมองุ่นรับประทานสด”

จากการทดลองในแปลงจริง

พาราสตู ฟาราจปูร์ (Parastoo Farajpoor) นักศึกษาปริญญาเอกจากภาควิชาวิศวกรรมชีวภาพและเกษตร ผู้รับผิดชอบโครงการนี้ ได้สาธิตการทำงานของเครื่องมือ Leaf Monitor ให้ชมเมื่อเช้าวันหนึ่งในสวนอัลมอนด์ของ Bullseye Farms ที่เมืองเดวิส

เธอเด็ดใบอัลมอนด์จากต้น นำมาวางระหว่างแผ่นสีดำและแหล่งกำเนิดแสงของสเปกโตรมิเตอร์แบบพกพา ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่สามารถตรวจจับแสงในช่วงความถี่ที่ตาเปล่ามองไม่เห็น แล้วทำการสแกนตัวอย่าง ผลลัพธ์ที่ได้ระบุข้อมูลโภชนาการ 10 รายการ เช่น ไนโตรเจน โพแทสเซียม และฟอสฟอรัส รวมถึงค่าชีวเคมีและโครงสร้างใบอีก 6 รายการ เช่น ปริมาณคลอโรฟิลล์ ปริมาณน้ำ โครงสร้างใบ และความหนาแน่น

ฟาราจปูร์อธิบายว่า “ภาวะขาดธาตุอาหารของพืชมักไม่ถูกสังเกตจนกระทั่งปลายฤดูกาล ซึ่งเป็นช่วงที่ความเสียหายมักแก้ไขไม่ได้แล้ว นี่จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมการตรวจพบตั้งแต่เนิ่นๆ จึงสำคัญมาก การใช้สเปกโตรเมทรีช่วยให้เราระบุภาวะเหล่านี้ได้อย่างรวดเร็วและเชื่อถือได้ ก่อนที่อาการจะปรากฏให้เห็นด้วยตาเปล่า”

Bullseye Farms เป็นผู้ผลิตวอลนัต พิสตาชิโอ มะเขือเทศ ข้าวโพด ข้าวสาลี ข้าว และทานตะวัน ในเขต Yolo และ Solano โดย เจฟฟ์ ไคลน์ (Geoff Klein) ผู้จัดการฝ่ายระบบชลประทาน กล่าวว่า เครื่องมือนี้สามารถช่วยลดต้นทุนและเพิ่มผลผลิตได้อย่างมีนัยสำคัญ

โดยทั่วไปแล้ว เกษตรกรมักจะเก็บตัวอย่างใบพืช นำไปอบให้แห้ง บดให้ละเอียด และส่งไปตรวจวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ ซึ่งขั้นตอนทั้งหมดอาจใช้เวลานานถึงสองกว่าจะได้รับผลตรวจกลับมา ขณะที่ฟาร์ม Bullseye จะสุ่มเก็บตัวอย่างใบประมาณปีละสามครั้ง

ไคลน์ กล่าวว่า “ตอนนี้มันยังไม่ค่อยคุ้มที่จะลงพื้นที่ไปเก็บตัวอย่างจากทุกมุมของแปลง เพราะต้นทุนค่อนข้างสูง ถ้าผมสามารถเดินลงไปในแปลง แล้วทดสอบเพียงไม่กี่จุดได้เลย จะเป็นเรื่องที่ดีมาก”

เครื่องมือ Leaf Monitor ช่วยให้เกษตรกรสามารถตัดสินใจจัดการแปลงปลูกได้อย่างเหมาะสมกับแต่ละพื้นที่ย่อย แทนการประเมินทั้งแปลงแบบรวมๆ การใช้ปุ๋ยอย่างแม่นยำโดยอ้างอิงข้อมูลแบบเรียลไทม์ช่วยลดการใช้ปุ๋ยเกินความจำเป็น และลดปัญหาการชะล้างไนโตรเจน ซึ่งเป็นทั้งภาระต้นทุนและความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมของผู้ปลูกจำนวนมาก

ไคลน์เสริมว่า “หลายครั้งเรารู้ว่าจริงๆ แล้วควรใส่ปุ๋ยน้อยกว่านี้ แต่กลับต้องใส่มากกว่า เพราะสูตรคำนวณการใช้ไนโตรเจนบอกให้ทำแบบนั้น แต่ด้วยแอปนี้ เราสามารถลดปริมาณลงได้ เพราะเรารู้สภาพจริงของต้นพืช ณ ขณะนั้น ผมคิดว่ามันเปิดโอกาสอีกมาก ทั้งการได้ข้อมูลแบบเรียลไทม์ และการควบคุมการจัดการแปลงจากข้อมูลที่แม่นยำกว่าเดิม”

แอปยังสามารถรวมข้อมูลการสแกนและสร้างแผนที่แสดงรูปแบบเชิงพื้นที่ของแปลงปลูกในบริเวณกว้างได้อีกด้วย

ปูร์เรซา กล่าวว่า “สิ่งที่เรารู้คือ ทุกแปลงปลูกล้วนมีความแปรปรวนภายในตัวเอง ซึ่งบางครั้งเกษตรกรอาจมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า”

คู่คิดเกษตรกรยุคดิจิทัล ‘FarmOne’ แอปที่ช่วยจัดการไร่แบบมือโปร

ซึ่งในปัจจุบันในประเทศไทยก็มีหลายๆ หน่วยงานเข้ามาผลักดันเรื่องของการนำนวัตกรรมและเทคโนโลยีเข้ามาปรับใช้ในภาคการเกษตร ให้การทำเกษตรของเกษตรกรมีประสิทธิภาพมากขึ้น ลดต้นทุน และเพิ่มผลผลิต

อนาคตเกษตรไทยอยู่ที่การสร้าง Ecosystem ร่วมมือทุกภาคส่วน ขับเคลื่อนด้วยเทคโนโลยี

นายบดินทร์ มิลินทางกูร ผู้อำนวยการด้านส่งมอบระบบไอทีเพื่อธุรกิจ FIT และ CPCRT แบรนด์ AXONS เปิดเผยว่า แนวทางการพัฒนาภาคการเกษตรในปัจจุบัน ต้องให้ความสำคัญกับการสร้างระบบนิเวศ (Ecosystem) ที่เอื้อต่อการแก้ไขปัญหาและสนับสนุนเกษตรกรอย่างแท้จริง

“สิ่งที่เราโฟกัสคือหลักเกณฑ์ของภาคการเกษตรในปัจจุบัน เรามุ่งออกแบบ Ecosystem เพื่อให้ผู้ที่เกี่ยวข้องสามารถเข้ามามีบทบาทร่วมกัน ในการแก้ปัญหาและผลักดันให้เกิดการพัฒนาได้จริง” นายบดินทร์กล่าว

โดยอธิบายเพิ่มเติมว่า จุดเริ่มต้นของการสร้าง Ecosystem คือการพัฒนาเครื่องมือที่ตอบโจทย์ปัญหาที่เกษตรกรประสบอยู่จริง โดยแนวทางการทำงานจะไม่ใช่การกำหนดจากส่วนกลางว่าควรทำอะไรให้เกษตรกร แต่เป็นการลงพื้นที่เพื่อรับฟังและร่วมพัฒนาในสิ่งที่เกษตรกรต้องการใช้จริง ซึ่งจะนำไปสู่การยกระดับภาคการเกษตรให้มีความยั่งยืนและสอดคล้องกับความต้องการของผู้ปฏิบัติในภาคสนาม

แอปพลิเคชัน FarmOne ถูกพัฒนาเพื่อเป็นเครื่องมือวางแผนและติดตามการเพาะปลูกสำหรับเกษตรกรไทย โดยออกแบบจากความต้องการและปัญหาจริงในภาคการเกษตร ฟีเจอร์สำคัญของแอปประกอบด้วย

การพยากรณ์อากาศ : ใช้โมเดลพยากรณ์ความละเอียดสูง สามารถพยากรณ์ได้แม่นยำถึงระดับแปลง และดูข้อมูลล่วงหน้าได้นานถึง 14 วัน
การตรวจโรคและแมลง : ใช้เทคโนโลยี AI Vision Model พร้อมคำแนะนำวิธีป้องกันและรักษา
คำแนะนำการดูแลแปลงปลูก : ช่วยเพิ่มคุณภาพผลผลิต ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และออกแบบแนวทางการเพาะปลูกให้สอดคล้องกับเป้าหมายของเกษตรกร
การประเมินสุขภาพแปลง : เชื่อมโยงข้อมูลชนิดและอายุพืชกับภาพถ่ายดาวเทียม NDVI แปลงผลให้เข้าใจง่าย พร้อมคำแนะนำและ Dashboard วิเคราะห์คุณภาพแปลง รวมถึงติดตามสถานะการเพาะปลูกรายวันและรายพื้นที่

ฟีเจอร์เหล่านี้ช่วยให้เกษตรกรสามารถวางแผนการปลูก วิเคราะห์ความเสี่ยง และบริหารจัดการแปลงเพาะปลูกได้แบบ เรียลไทม์ เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานและการตัดสินใจในทุกขั้นตอนของการเกษตร

เทคโนโลยี “AI สแกนใบพืช” คือเครื่องมือใหม่ที่ช่วยให้การทำเกษตรมีประสิทธิภาพมากขึ้น สามารถบอกอาการขาดธาตุอาหารได้ทันที ทำให้เกษตรกรปรับแก้ได้อย่างถูกต้องและแม่นยำ ลดต้นทุน เพิ่มผลผลิต และช่วยให้การจัดการฟาร์มง่ายกว่าที่เคย เป็นก้าวสำคัญของการทำเกษตรสู่ยุคดิจิทัล

ขอบคุณภาพและข้อมูลจาก : Leaf Monitor :  Digital Agriculture ของ UC Davis , https://techsauce.co/sustainable-focus/ai-checks-plant-leaves-in-5-seconds-uc-davis-leaf-monitor