ISSNIP 2014 - The 9th IEEE International Conference on Intelligent Sensors, Sensor Networks and Information Processing

(Credit - Picture from http://wallfive.com/)

โลกเรากำลังเข้าสู่ยุครุ่งเรื่องของเทคโนโลยีต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีวัสดุ ไอที เทคโนโลยีชีวภาพและการแพทย์ เทคโนโลยีการขนส่ง ซึ่งเทคโนโลยีที่เป็นตัวขับเคลื่อนให้เทคโนโลยีเหล่านี้เจริญก้าวหน้าได้ หรือจะเรียกว่าเป็น Enabling Technology ก็คือ "เซ็นเซอร์" ครับ เพราะเทคโนโลยีเซ็นเซอร์นี่เอง ได้เข้าไปช่วยให้เทคโนโลยีที่กล่าวมาข้างต้นพัฒนาอย่างรวดเร็ว

การประชุมวิชาการที่เรียกว่า IEEE International Conference on Intelligent Sensors, Sensor Networks and Information Processing เป็นการรวมตัวกันของเหล่านักวิทยาศาสตร์ และวิศวกรที่ทำวิจัยในเรื่องของเซ็นเซอร์ ซึ่งก็จัดเป็นประจำทุกปีจนมาถึงครั้งนี้ก็เป็นครั้งที่ 9 แล้วครับ โดยได้เลือกจัดที่ประเทศสิงคโปร์ ระหว่างวันที่ 21-24 เมษายน 2557 ซึ่งตัวผมเองคิดว่าจะส่งผลงานไปประชุมด้วยครับ

การประชุมนี้ได้แบ่งออกเป็นการประชุมย่อยที่เราเรียกว่า Symposium ซึ่งก็จะรวบรวมความสนใจในหัวข้อย่อย ๆ ที่ใกล้เคียงกัน เข้าด้วยกัน ดังนี้ครับ

(1) Symposium on Cognitive Computing in Information Processing
Development of metacognitive learning algorithm in neural network or neuro-fuzzy network
Learning on-the-go
Self-regulatory learning
Consciousness and cognition in memory/recall
Collaborative or competitive learning
Medical Informatics
Video Analytics
Financial Forecasting
Bioinformatics
Control and health monitoring

(2) Symposium on Human-Centric Sensing and Social Networks
Systems architecture for mobile sensing
New mobile sensing hardware
Security, privacy and mobile sensing
QoS/QoE mobile sensing
Mobile crowd-sourcing
Participatory/Opportunistic sensing
Contextual feedback
Image sensing
Mining human-centric sensing data
Experiences and users studies
Mobile sensing applications
Mobile social network
Cognitive radio based sensor network
Mobile cloud computing for sensors

(3) Symposium on Participatory Sensing and Crowdsourcing
Novel applications
Participatory sensing, opportunistic sensing and crowdsourcing paradigms
Middleware support and programming models
Mining large scale multi-modal sensor data
Intersections with cloud technologies
Interactions between mobile devices and humans
Novel user interfaces
Energy-efficient sensing
Activity recognition and high-level inferences
User privacy issues
Incentive mechanisms to motivate participation
Assesing data trustworthiness
Synergies between online social networks and participatory sensing
Application deployment issues and experiences with large-scale deployment

(4) Symposium on the Public Internet of Things
Extending social media platforms and social network paradigms to the IoT
Mechanisms and techniques for automatic discovery of openly available IoT resources
Mechanisms to handle unreliability of crowd-sourced IoT data sources for improved service provisioning
Open publically accessible IoT cloud infrastructures for intelligent information storage and information processing
Open service creation and innovation environments for crowd-sourced IoT resources
What are the business models for deployment and maintenance?
How can people take charge and how to deal with ownership of data?
IoT incentivation/gamification
Disruptive IoT services and applications.
Urban planning and decision making tools.
Challenging ownership models (e.g. most EVs are leased or Hilti BM)

(5) Symposium on Reliability and Data Quality in Wireless Sensor Networks
Data Aggregation, Storage and Management
Coding Theory and Techniques
Data Compression and Information Theory
Network Scheduling and Optimization
Condition Monitoring and Fault Diagnosis
Event Detection, Fault Tolerance and Identification
Networked Sensing and Control
Sensor Fusion, Tracking and Localization
Sensor Network Signal Processing and Data Modelling
Distributed Information Processing
Spatio-Temporal Data Mining and Analysis in Sensor Networks
Pattern Recognition and Machine Intelligence
Energy Efficient Algorithms
Middleware for Sensor Systems

(6) Symposium on Security, Privacy and Trust for Cyber-Physical Systems
cryptographic schemes, access control, intrusion detection and response systems for cyber-physical systems
cyber security of industrial control systems, including general SCADA systems and smart grid control systems
security of communication networks and network protocols in cyber-physical systems
security issues of wireless sensor networks and cloud computing in the cyber-physical context
trusted computing and resilient architectures for cyber-physical systems
formal verification of security protocols
detection of insider attacks
protection of the integrity of sensor-supplied data
assessment of the impact of maliciously injected false data and communication-oriented DoS attacks on control systems
design and analysis of resilient control systems
risk analysis and detection of intrusion of cyber-physical systems
privacy preservation in data mining

(7) Symposium on Sensing, Propagation, and Wireless Networks for Healthcare Applications
Biosignal sensors and signal processing
Wearable and implantable devices/systems
eHealth systems and pervasive healthcare
Body area network (BAN) for medical and healthcare
Human body communication
Antennas and propagation for wireless BAN
Smart textiles for wearable BAN
Preventive care & remote patient management
Radio coexistence and robustness
Privacy and Security issues
International standards and regulatory matters
Telemedicine, telemonitoring
Ambient assisted living
Rehabilitation and activity monitoring

(8) Symposium on Sensor Performance Characterization
Realization of reference standard physical quantities for the characterization and calibration of sensors
Standard reference materials for the characterization of chemical/biomedical sensors
Methodologies for sensor and sensor network characterization, calibration, and performance monitoring
Measurement and test platform for sensor characterization and calibration
Environmental disturbance quantification and control
Development of chip-scale or on-chip physical standards, including quantum-based standards, for the calibration of sensors
Establishing the traceability of sensor measurements to the International System of Units (i.e., establishing SI traceability)

(9) Symposium on Sensors, Interface and Integration
Interface and Integration for varied sensors
Phenomena, Modeling, and Evaluation of Sensors
Chemical Sensors
Bio-sensors
Optical Sensors
Physical and Inertial Sensors, MEMS Sensors
Solid-State Sensors
Magnetic Sensors
Sensors and Actuators
Energy Harvesting
Devices in Sensor Networks
Others related to Sensors, such as Materials, processes and signals, etc.
Applications

(10) Symposium on Smart Grids
Architectures and models for the smart grid
Networking for smart grid
Smart sensors and advanced metering infrastructure
Data analytics and demand response
Virtual power plants, distributed generation, microgrids, renewables and storage
Wide-area monitoring, protection, communication, and control in energy systems
Fault detection, classification, location, and diagnosis
Smart grid simulation and performance analysis
Smart grid cyber security and privacy
Multi-agent systems for smart grids
Architectures and models for the smart grid
Energy management systems

เครือข่ายกายสัมผัส - Body Area Network (ตอนที่ 2)

อีกไม่นานร่างกายของมนุษย์ ก็จะกลายมาเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายข้อมูลแล้วครับ ด้วยเทคโนโลยีเครือข่ายกายสัมผัส Body Area Network หรือ BAN นั้นจะทำให้เราสามารถส่งถ่ายข้อมูลไปให้ผู้อื่น หรือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ด้วยการสัมผัส นักวิจัยทั่วโลกกำลังก้มหน้าก้มตากันพัฒนาอุปกรณ์บนร่างกายมนุษย์ หรือ ฝังลงไปในร่างกายมนุษย์ เซ็นเซอร์ตรวจวัดต่างๆ เช่น การหายใจ จังหวะหัวใจ ปริมาณกลูโคส ความดันเลือด การเคลื่อนไหวกล้ามเนื้อ ซึ่งเซ็นเซอร์เหล่านี้จะอยู่บนเครือข่าย BAN โดยส่งข้อมูลคุยกันผ่านผิวหนังของมนุษย์นั่นเอง เซ็นเซอร์อาจนำไปติดบนเสื้อผ้า นาฬิกา รองเท้า หรือฝังไว้ใต้ผิวหนัง และอื่นๆ แล้วส่งข้อมูลมาที่อุปกรณ์มือถือ เพื่อส่งให้ Server ของโรงพยาบาล

งานประยุกต์ของ BAN มีได้มากมายครับ ไม่ใช่แค่ในเรื่องสุขภาพหรือการแพทย์เท่านั้น ยักษ์ใหญ่แห่งวงการอิเล็กทรอนิกส์อย่าง Philips กำลังทำการวิจัยอย่างเข้มข้นในเรื่องของการให้มนุษย์เข้าไปอยู่เป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายข้อมูล BAN สามารถทำแบบไร้สายเรียกว่า Wireless Body Area Networks ซึ่งจะทำให้อุปกรณ์บนร่างกายของเรา สามารถที่จะคุยกับอุปกรณ์อื่นๆ บนเครือข่ายอินเตอร์เน็ตได้ ที่ผมชอบมากๆ คือรูปทางซ้ายมือครับ Philips เขาคิดไอเดียที่จะสร้างเครือข่ายอารมณ์ หรือ Emotion Networks ต้นแบบที่เขานำมาสาธิตนั้นเป็นสร้อยคออารมณ์ ซึ่งจะเปลี่ยนสีตามอารมณ์ของผู้สวมใส่ มันจะตรวจวัดอัตราการเต้นของหัวใจ อัตราการหายใจ อุณหภูมิร่างกาย และอื่นๆ ซึ่งข้อมูลเหล่านี้สามารถส่งไปยังอุปกรณ์อื่นๆ รวมทั้งเจ้าสร้อยคออารมณ์สามารถคุยกันเองกับสร้อยคอที่คนอื่นใส่ ทำให้คนอื่นสามารถรับรู้สภาพอารมณ์ของเราได้ ก่อนหน้านี้ถ้ายังจำกันได้ ผมเคยนำเรื่องหมอนบอกรักได้มานำเสนอครั้งหนึ่งแล้ว ซึ่งนั่นก็เป็นรูปแบบหนึ่งของเครือข่ายอารมณ์ ที่เราสามารถส่งข้อมูลอารมณ์ ความรู้สึกของเราผ่านหมอนของเรา ไปยังหมอนใบอื่นๆ

Super Sense - เทคโนโลยีกำหนดชะตาประเทศ

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดเกิดมาพร้อมกับประสาทสัมผัส ตั้งแต่สิ่งมีชีวิตชั้นต่ำอย่างแบคทีเรีย จนถึงสัตว์ชั้นสูงอย่างมนุษย์ เซ็นเซอร์เพื่อรับรู้สภาพล้อมรอบตัว มีหลากหลาย เช่น เซ็นเซอร์ตรวจจับความดัน ตรวจจับเสียง ตรวจจับแสง ตรวจจับกลิ่นและเคมี มนุษย์มีความฝันที่จะติดเซ็นเซอร์ให้กับสิ่งมีชีวิต เพื่อทำให้สิ่งมีชีวิตมีความสามารถเหนือธรรมชาติ หรือมี Supersense ขึ้นมา ทหารอเมริกันในสนามรบมีเทคโนโลยีตาทิพย์ จมูกทิพย์ ที่สามารถรับรู้ความเคลื่อนไหวของข้าศึก และปล่อยอาวุธเข้าทำลายข้าศึกจากระยะเป็นพันๆ กิโลเมตร โดยไม่จำเป็นต้องเห็นหน้า หรือแม้กระทั่งส่งอาวุธจากใต้พื้นน้ำลึกหลายสิบเมตร โดยไม่ได้โผล่พ้นพื้นน้ำขึ้นมาเป็นเดือนๆ เซ็นเซอร์เป็น Enabling Technology หรือ เทคโนโลยีก่อกำเนิด ซึ่งจะไปจับคู่กับเทคโนโลยีอื่นๆ แล้วไปมีผลทำให้เทคโนโลยีนั้นๆ ก้าวหน้ายิ่งขึ้น มีความสามารถยิ่งขึ้นจนล้ำหน้าคู่แข่งได้ เช่น การนำเซ็นเซอร์มาใช้ในทางการแพทย์ ก็จะทำให้การตรวจรักษาโรค มีความแม่นยำสูงขึ้น สามารถกำหนดการรักษาได้ดีขึ้น หากนำเซ็นเซอร์มาใช้ในการเกษตร ก็จะทำให้การเกษตรมีความแม่นยำสูง สามารถที่จะกำหนดการใช้ input อย่างมีประสิทธิภาพ ได้ผลผลิตหรือ output ที่คุ้มค่า หากนำหลอมรวมกับเทคโนโลยีหุ่นยนต์ ก็จะทำให้หุ่นยนต์มีประสาทสัมผัสที่เหนือสิ่งมีชีวิตได้ เซ็นเซอร์จึงเป็นศาสตร์ที่ประเทศที่ต้องการเป็นผู้นำเทคโนโลยี จะต้องพยายามเป็นเจ้าของและจับจองพื้นที่ให้ได้

ภาพด้านขวา - หุ่นยนต์แมงกระพรุนที่นำออกมาโชว์ตัวในงานนิทรรศการเทคโนโลยี ณ เมือง Hannover ประเทศเยอรมัน สามารถว่ายน้ำ ดำน้ำขึ้นๆลงๆ ขึ้นมาเติมพลังงานที่ผิวน้ำ สามารถสื่อสารกับตัวอื่นเพื่อทำงานที่ได้รับมอบหมายได้

Smart Dust - ฝุ่นฉลาดสำหรับการเกษตร

Smart Dust หรือ ฝุ่นฉลาด หรือ ขี้ผงอัจฉริยะ นั้นแรกเริ่มคิดค้นโดย มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย เบอร์คลีย์ (UC Berkeley) โดยให้เซ็นเซอร์สามารถติดต่อพูดคุยกันแบบไร้สาย ไม่ต้องคำนึงว่าที่ตั้งของแต่ละอุปกรณ์ (หรือโหนด) แต่ละตัวจะอยู่ตรงไหน ขอเพียงให้มีโหนดอย่างน้อย 2 โหนดอยู่ในรัศมีที่สามารถคุยกันถึง เครือข่ายทั้งก้อนก็จะสามารถทำงานได้ในรัศมีที่กว้างไกลไม่สิ้นสุด ยกตัวอย่างหากมีเซ็นเซอร์อยู่ 20 ตัว แต่ละตัวมีรัศมีทำการได้ 200 เมตร (ปัจจุบันสามารถทำให้รัศมีไปไกลมากกว่า 1 กิโลเมตร) เราสามารถนำเซ็นเซอร์มาวางเรียงกันได้ความยาว 4 กิโลเมตร โดยเซ็นเซอร์แต่ละตัวสามารถคุยข้ามไปยังเซ็นเซอร์ตัวไหนก็ได้ ดังนั้นหากเซ็นเซอร์ตัวใดตัวหนึ่งเชื่อมโยงกับเครือข่ายภายนอก เช่น เอา Pocket PC มาจ่อที่เซ็นเซอร์ตัวใดตัวหนึ่ง ก็สามารถดาวน์โหลดข้อมูลทั้งหมดที่เซ็นเซอร์แต่ละตัวบันทึกไว้ออกมาได้หมด เครือข่ายเหล่านี้ยังมีความสามารถในการรักษาตัวเอง (Self Healing) เช่น หากมีโหนดใดหยุดทำงานไป มันก็จะพยายามติดต่อกับตัวที่เหลือแล้วสร้างแผนที่เครือข่ายขึ้นใหม่ ปัจจุบันได้มีความตื่นตัวในอุตสาหกรรมเซ็นเซอร์ประเภทนี้เป็นอย่างมาก มีบริษัทผู้ผลิตและผู้ใช้กว่า 200 บริษัททั่วโลกได้รวมตัวกัน เรียกว่า ซิกบีคอนซอร์เทียม (Zigbee Consortium) เพื่อกำหนดมาตรฐานและร่วมมือกันพัฒนาอุตสาหกรรมนี้ ปัจุบันเราสามารถสั่งอุปกรณ์แบบ Zigbee นี้มาทดสอบและใช้งานได้ โดย ทีมงานผู้เขียน กับทีมงานของ ดร.อดิสร ที่ NECTEC กำลังพัฒนาเทคโนโลยีเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายแบบ Zigbee เพื่อนำไปใช้ในไร่องุ่น และในฟาร์มเลี้ยงไก่ ซึ่งแต่ละโหนดนั้นจะติดตั้งเซ็นเซอร์ตรวจวัดแสง ความชื้นในอากาศ ความชื้นในดิน อุณหภูมิ เซ็นเซอร์ตรวจวัดความเคลื่อนไหว โดยตัวมันจะติดตั้ง GPS และเซลล์สุริยะเพื่อที่จะให้มันสามารถเก็บเกี่ยวพลังงานมาใช้เอง เจ้าเครือข่ายเซ็นเซอร์นี้จะรวบรวมข้อมูลและนำมาประมวลผล เพื่อให้เจ้าของฟาร์มเกษตรสามารถที่จะตัดสินใจในกิจกรรมของฟาร์ม ทั้งนี้เชื่อว่า ในอนาคตอันใกล้เทคโนโลยีดังกล่าวจะได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ เพราะภาวะโลกร้อนทำให้สภาพผลผลิตมีความไม่แน่นอน และต้องการข้อมูลเพื่อตัดสินใจมากขึ้น

Thailand Smart Vineyard - ตอนที่ 5

ข้อมูลสภาพภูมิอากาศที่ได้จากดาวเทียม เป็นข้อมูลเฉลี่ยเชิงพื้นที่บริเวณกว้าง ซึ่งความจริงแล้ว ในฟาร์มหรือไร่นาที่มีขนาดใหญ่ที่แม้จะอยู่ในพื้นที่เดียวกัน ก็ยังอาจมีผลผลิตที่แตกต่างกันในแต่ละพื้นที่ย่อยๆได้ ดังนั้นจึงต้องมีการเก็บข้อมูลสภาพแวดล้อม ณ พื้นที่จริงด้วย ในเวลาแบบเรียลไทม์ ปัจจุบันเซ็นเซอร์ตรวจสภาพอากาศหรือ Weather Station ได้พัฒนาไปมากทำให้สามารถส่งข้อมูลแบบไร้สาย จากสถานที่ติดตั้งในสวนให้มายังบ้านเจ้าของได้ ทั้งนี้ได้มีการพัฒนาไปหลายรูปแบบ เช่น มีการลดขนาดให้เล็กลง และสามารถเชื่อมเครือข่ายข้อมูลแบบตามใจชอบ หรือ แบบ ad hoc เช่น หากนำเซ็นเซอร์เหล่านี้ไปติดตั้งตามจุดต่างๆ ข้อมูลทั้งหมดจะกระโดดไปมาจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง จนมาถึงคอมพิวเตอร์ของเจ้าของสวนได้ ทำให้เซ็นเซอร์ไร้สายนี้สามารถนำไปติดตั้งครอบคลุมพื้นที่ได้กว้าง ขอเพียงให้เซ็นเซอร์แต่ละตัวอยู่ในรัศมีทำการของเซ็นเซอร์อีกตัวก็พอ เซ็นเซอร์ตรวจสภาพอากาศจะบันทึกข้อมูลและรายงานผลมายังบ้านเจ้าของสวน ทำให้สามารถตัดสินใจได้ทันท่วงที เช่น ในประเทศสหรัฐอเมริกามีการนำไปใช้ในสวนองุ่น และสามารถทราบล่วงหน้าถึงน้ำค้างแข็งที่จะเกิดขึ้น และนำไปสู่การปกป้องผลผลิต ในกรณีของ GranMonte Smart Vineyard ข้อมูลจะถูกส่งขึ้นอินเตอร์เน็ต เพื่อให้เจ้าของสวนไวน์ เฝ้าดูจากบ้านในกรุงเทพฯ

ปัจจุบันคณะผู้วิจัยเป็นผู้นำในการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ตรวจสภาพอากาศแบบ Micro-climate Monitoring ได้แก่ ข้อมูลอุณหภูมิในดินและในอากาศ ความชื้นในดินและในอากาศ ความเข้มแสง ความเร็วลม ความดันอากาศ และการนำไปใช้ หาความสัมพันธ์กับสภาพผลผลิต ซึ่งคณะผู้วิจัยได้พัฒนาซอฟต์แวร์สำหรับใช้วิเคราะห์ข้อมูล พยากรณ์อากาศ ณ ตำแหน่งของฟาร์มว่าจะเกิดอะไรขึ้น รวมไปถึงการสื่อสารข้อมูลผ่านระบบอินเตอร์เน็ต เทคโนโลยี Micro-climate Monitoring นี้สามารถนำมาใช้ควบคุมและจัดการการเปิดปิดระบบรดน้ำสำหรับพืชได้ โดยวิเคราะห์จากความต้องการน้ำของพืช ภายใต้สภาพอากาศแบบนั้นๆ หากเป็นฟาร์มปศุสัตว์ก็สามารถนำมาใช้ตัดสินใจเปิด-ปิดระบบระบายอากาศ หรือ ยาฆ่าเชื้อโรค เป็นต้น คณะผู้วิจัยประกอบด้วยทีมงานของนักวิทยาศาสตร์ วิศวกร และนักคอมพิวเตอร์ ทำให้สามารถพัฒนาทั้งระบบซอฟต์แวร์ และ ฮาร์ดแวร์ ได้ โดยสามารถพัฒนา Solution ให้เหมาะกับโจทย์ของเกษตรความแม่นยำสูงที่ผู้ใช้ต้องการ เช่น โปรแกรมควบคุมการจ่ายน้ำในฟาร์มและไร่นาตามข้อมูลวิเคราะห์จากสภาพแวดล้อม หรือการควบคุมระบบอื่นๆ ในฟาร์ม โดยอาศัยข้อมูลจากสถานีตรวจอากาศ และ เครือข่ายของเซ็นเซอร์โมเลกุล รวมไปถึงข้อมูลจากดาวเทียมต่างๆ

โครงการ Thailand Smart Vineyard - GranMonte ได้รับการสนับสนุนงบประมาณวิจัยจาก มหาวิทยาลัยมหิดล และ NECTEC โดยได้รับการเอื้อเฟื้อด้านสถานที่ แรงบันดาลใจ องค์ความรู้ด้านการปลูก และดูแลไร่ไวน์ รวมทั้งการสนับสนุนด้านอื่นๆ จาก คุณวิสุทธิ์ โลหิตนาวี คุณสกุณา โลหิตนาวี และ คุณนิกกี้ โลหิตนาวี เจ้าของไร่ไวน์ GranMonte เขาใหญ่ นครราชสีมา

จมูกหมาอิเล็กทรอนิกส์

หน่วยนาโนฯ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล วิจัยพัฒนาจมูกอิเล็กทรอนิกส์ สำหรับติดตั้งในหุ่นยนต์ เน้นประสิทธิภาพจดจำและค้นหาต้นตอกลิ่น ทำงานเลียนแบบจมูกสุนัข ประยุกต์ใช้เป็นเครื่องมือแปลข้อมูลกลิ่นให้เป็นแถบสีสำหรับวงการวิจัย เผยโชว์ซอฟต์แวร์จำแนกกลิ่นตัว เทคโนโลยีระบุตัวตนใหม่แทนฟิงเกอร์พริ้นต์

ผศ. ดร. ธีรเกียรติ์ เกิดเจริญ ภาควิชาฟิสิกส์ และหน่วยสร้างเสริมศักยภาพทางนาโนศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวว่า "จมูกหมา" เป็นชื่อโครงการวิจัยและพัฒนาจมูกอิเล็กทรอนิกส์ ที่มีประสิทธิภาพใกล้เคียงกับการทำงานของจมูกสุนัขตามธรรมชาติ ซึ่งสามารถจดจำเจ้าของได้จากกลิ่น อีกทั้งลักษณะการทำงานของจมูกหมาอิเล็กทรอนิกส์ ยังเลียนแบบการทำงานของจมูกสุนัขอีกด้วย ที่ต้องมีการ "ย้ำกลิ่น" หรือให้ดมวัตถุซ้ำบ่อยครั้ง ในการติดตามวัตถุหรือบุคคลเป้าหมาย
การพัฒนาจมูกหมาอิเล็กทรอนิกส์นี้ นักวิจัยได้ประสานความร่วมมือกับนักชีววิทยา เพื่อศึกษาจมูกอย่างละเอียด โดยเฉพาะระบบรับและจำแนกกลิ่น สำหรับใช้เป็นข้อมูลเพื่อการออกแบบพัฒนา จากนั้นจะนำไปติดตั้งในหุ่นยนต์ ก็จะกลายเป็น "หุ่นยนต์ดมกลิ่น" ส่วนความคืบหน้าโครงการจมูกหมา ขณะนี้ได้พัฒนาเซ็นเซอร์รับกลิ่นเรียบร้อยแล้ว ซึ่งสามารถเปรียบเทียบและจำแนกกลิ่นที่มาจากสองทิศทาง และเมื่อนำไปติดตั้งในหุ่นยนต์ จะทำให้หุ่นยนต์หันซ้าย-ขวาไปตามแหล่งกำเนิดกลิ่น

"ผลงานวิจัยของไทยในเรื่องของจมูกค่อนข้างหายาก เมื่อเทียบกับตา หูและลิ้น เราแทบจะไม่ทราบข้อมูลว่าระบบประสาทการรับกลิ่นมีเท่าไร ทำงานอย่างไร ทั้งๆ ที่เป็นเรื่องสำคัญ เพราะมีผู้วิจัยพิสูจน์แล้วว่า การกินอาหารโดยที่ระบบประสาทรับกลิ่นบกพร่อง มีผลให้การรู้รสอาหารลดลงด้วย" ผศ.ดร.ธีรเกียรติ์ กล่าวและว่า งานวิจัยจะเป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่ระบบรับรู้กลิ่นบกพร่อง เนื่องจากอุบัติเหตุ โรคติดเชื้อและภูมิแพ้ เป็นต้น

นอกจากนี้ โครงการจมูกหมาอิเล็กทรอนิกส์ ยังสามารถประยุกต์ทำเป็นอุปกรณ์แปลกลิ่นให้เป็นสี เพื่อประโยชน์ด้านการสื่อสารที่ชัดเจนยิ่งขึ้น เพราะลักษณะและระดับความแรงของกลิ่น เป็นข้อมูลที่อธิบายได้ยาก ฉะนั้น หากมีเครื่องมือที่สามารถแปลข้อมูลให้แสดงออกมาในรูปของแถบสี จะช่วยให้การสื่อสารตรงกันยิ่งขึ้น ซึ่งถือเป็นเรื่องสำคัญสำหรับวงการวิจัย

นอกจากนี้ ทีมงานในศูนย์นาโนศาสตร์ร่วมกันพัฒนา "ซอฟต์แวร์จดจำกลิ่น" ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์สนับสนุนโครงการจมูกอิเล็กทรอนิกส์ ปัจจุบันซอฟต์แวร์ดังกล่าว พบว่าสามารถจดจำและจำแนกกลิ่นกายมนุษย์ตัวอย่าง โดยการทดลองอาศัยกลิ่นกายที่แตกต่างกันชัดเจน ระหว่างกลิ่นกายชาวต่างชาติกับคนไทย ทั้งยังสามารถจำแนกได้ระดับหนึ่ง ในกรณีที่กลิ่นกายนั้นใช้สเปรย์ระงับกลิ่นกายยี่ห้อเดียวกัน

อย่างไรก็ตาม ทีมงานยังต้องพัฒนาซอฟต์แวร์ดังกล่าวให้แม่นยำยิ่งขึ้น และสามารถจดจำและจำแนกกลิ่นได้หลากหลายขึ้น เช่น กลิ่นกายของผู้ที่ดื่มแอลกอฮอล์ กลิ่นกายของผู้ที่กินกระเทียม ในอนาคตซอฟต์แวร์นี้สามารถใช้ประโยชน์สำหรับ "การระบุตัวตน" คล้ายกับเทคโนโลยีฟิงเกอร์พริ้นต์ รวมทั้งประโยชน์ด้านการพัฒนาน้ำยาระงับกลิ่นกายด้วย

โครงการจมูกหมาอิเล็กทรอนิกส์นี้ ได้รับการสนับสนุนจากทุนวิจัยเงินงบประมาณแผ่นดินของ มหาวิทยาลัยมหิดล ร่วมกับ ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ

(จากหนังสือพิมพ์ กรุงเทพธุรกิจ 8 กุมภาพันธ์ 2550)

Sensor Web - การมาถึงของเว็บเวอร์ชัน 2.0

เมื่อประมาณ 10 ปีมาแล้ว มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย เบอร์คลีย์ (UC Berkeley) ได้เริ่มพัฒนาระบบเครือข่ายแบบไร้สาย ที่สามารถคุยกันและทำงานร่วมกันแบบไม่ต้องคำนึงว่าที่ตั้งของแต่ละอุปกรณ์ (หรือโหนด) แต่ละตัวจะอยู่ตรงไหน ขอเพียงให้มีโหนดอย่างน้อย 2 โหนดอยู่ในรัศมีที่สามารถคุยกันถึง เครือข่ายทั้งก้อนก็จะสามารถทำงานได้ในรัศมีที่กว้างไกลไม่สิ้นสุด ยกตัวอย่างหากมีเซ็นเซอร์อยู่ 20 ตัว แต่ละตัวมีรัศมีทำการได้ 200 เมตร เราสามารถนำเซ็นเซอร์มาวางเรียงกันได้ความยาว 4 กิโลเมตร โดยเซ็นเซอร์แต่ละตัวสามารถคุยข้ามไปยังเซ็นเซอร์ตัวไหนก็ได้ ดังนั้นหากเซ็นเซอร์ตัวใดตัวหนึ่งเชื่อมโยงกับเครือข่ายภายนอก เช่น เอา Pocket PC มาจ่อที่เซ็นเซอร์ตัวใดตัวหนึ่ง ก็สามารถดาวน์โหลดข้อมูลทั้งหมดที่เซ็นเซอร์แต่ละตัวบันทึกไว้ออกมาได้หมด เครือข่ายเหล่านี้ยังมีความสามารถในการรักษาตัวเอง (Self Healing) เช่น หากมีโหนดใดหยุดทำงานไป มันก็จะพยายามติดต่อกับตัวที่เหลือแล้วสร้างแผนที่เครือข่ายขึ้นใหม่

เมื่อครั้งที่ UC Berkeley เริ่มพัฒนาโครงการดังกล่าว ขนาดของโหนดเซ็นเซอร์มีขนาดใหญ่เท่าบัตรเครดิต ปัจจุบันสามารถลดขนาดลงไปเท่าเหรียญบาทจนถึงเม็ดถั่ว จนได้รับการขนานนามว่า ขี้ผงอัจฉริยะ (Smart Dust) ในอนาคตวงจรต่างๆ ของเจ้าขี้ผงนี้ยังมีโอกาสที่จะย่อส่วนลงไปเรื่อยๆ ซึ่งหากทำให้เล็กลงไปได้ถึงระดับนาโนเมื่อไหร่ ก็คงจะมีความคล้ายคลึงกับฝุ่นนาโนในนิยายวิทยาศาสตร์เรื่อง Prey ซึ่งแต่งโดยไมเคิล ไครตัน

เซ็นเซอร์ใยแมงมุมเป็นเทคโนโลยีก่อกำเนิดที่จะส่งผลกระทบต่อเทคโนโลยีตัวอื่นๆ เช่น RFID (Radio Frequency Identification) ซึ่งกำลังนำมาใช้ในเชิงการค้าซึ่งจะทำให้สินค้าทุกชิ้นถูกตรวจสอบได้ตั้งแต่ผู้ผลิตไปจนถึงการใช้งาน จนกระทั่งถูกทิ้งเป็นขยะ เป็นต้น มันยังจะไปช่วยทำให้เทคโนโลยีด้านเกษตรก้าวหน้า (Advanced Farming) พัฒนาขึ้นไปอีกระดับ ทั้งนี้ได้มีผู้ทดลองนำเซ็นเซอร์ใยแมงมุมไปใช้ในไร่องุ่น เพื่อควบคุมการปล่อยน้ำและอาหาร เซ็นเซอร์สามารถถูกโปรแกรมจากในบ้านของเจ้าของไร่ผ่านทาง Wi-Fi แต่ละโหนดจะหลับอยู่เกือบตลอดเวลาและจะตื่นขึ้นมาในเวลาที่ตั้งไว้ (เพื่อประหยัดพลังงาน) เพื่อเก็บข้อมูลที่ต้องการ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น ความเข้มแสง โมเลกุลเคมี เป็นต้น ทางกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ กำลังออกแบบเซ็นเซอร์ใยแมงมุมเพื่อนำไปใช้ควบคุมอาวุธในสนามรบ เช่น ใช้เซ็นเซอร์ใยแมงมุมวางไว้ทั่วบริเวณชายแดน แทนที่จะใช้กำลังทหารเพื่อเฝ้าเขตแดน

Sensor Web จึงเป็นจุดกำเนิดของ Web Version 2.0 อย่างแท้จริง หาใช่ YouTube อย่างที่เข้าใจผิดกันไม่ เมื่อเทคโนโลยีนี้พัฒนาเบ่งบานเต็มที่ มนุษย์จะสื่อสารกับเซ็นเซอร์ และเซ็นเซอร์ก็จะสื่อสารกับเซ็นเซอร์ รวมไปถึงจักรกลอื่นๆได้ทางอินเตอร์เน็ต โลกทั้งใบจะสามารถถูกเฝ้ามองได้อย่างทั่วถึง

(ภาพบนสุด - เครือข่ายเซ็นเซอร์ใยแมงมุม ที่มีความสามารถในการเฝ้ามอง เก็บข้อมูล แลกเปลี่ยนสื่อสารระหว่างกัน บนเครือข่ายอินเตอร์เน็ตที่เราคุ้นเคยกันดี ทำให้ต่อไปโลกทั้งใบจะอยู่บนหน้าจอของคุณที่ใดก็ได้)

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

(ภาพด้านบนขวา - Remote Sensing; ภาพด้านล่าง - Proximal Sensing)

บรรจุภัณฑ์ฉลาด - Smart Packaging

ในช่วง 2-3 ปีที่ผ่านมานั้นมีการกล่าวถึง RFID (Radio Frequency Identification tag) กันอย่างกว้างขวางมาก ว่าจะเข้ามาแทนที่ตำแหน่งของบาร์โค้ดในที่สุด และยังจะเขยิบเข้าไปในงานประยุกต์อื่นๆ ที่เคยอยู่นอกเหนือจินตนาการ RFID สามารถใช้ติดสินค้าและป้อนข้อมูลต่างๆ เข้าไปหรืออ่านข้อมูลออกมา ทำให้สินค้าถูกติดตามได้ตั้งแต่ออกจากแหล่งกำเนิด ไปสู่ผู้บรรจุ ไปยังรถหรือเรือส่งสินค้า ห้างสรรพสินค้า ไปจนกระทั่งถึงถังขยะ และแหล่งทำลายหรือนำกลับมาใช้ใหม่ นัยสำคัญของ RFID ไม่ใช่เป็นเพียงป้ายเก็บข้อมูลเพื่อทำสต็อกสินค้าเท่านั้น หากแต่มันยังมีคุณูปการต่อการควบคุมคุณภาพสินค้า ตลอดจนความปลอดภัยของผู้บริโภค ผู้ผลิตสามารถนำข้อมูลที่เก็บใน RFID ไปทำการตลาดได้ การนำวัสดุกลับมาใช้ใหม่ซึ่งเคยมีต้นทุนที่สูงลิ่วจะมีประสิทธิภาพมากขึ้น บริษัทวิจัยตลาด IDTechEx คาดการณ์ว่าในปี ค.ศ. 2007 นี้ มูลค่าตลาดของชิพ RFID ที่ผลิตขึ้นจะสูงถึง 1.71 พันล้านเหรียญสหรัฐ เมื่อรวมกับอุปกรณ์พ่วงอื่นๆ ที่นำมาใช้งานร่วมกับ RFID จะมีมูลค่าสูงถึง 4.96 พันล้านเหรียญ และเมื่อถึงปี ค.ศ. 2017 ก็จะมีมูลค่ากว่า 28 พันล้านเหรียญสหรัฐ

ผลิตภัณฑ์อีกประเภทหนึ่งที่มีความเชื่อมโยงกับ RFID ก็คือ บรรจุภัณฑ์ฉลาด โดยมันอาจจะหยิบยืม RFID มาช่วยงานร่วมกับเทคโนโลยีอื่นๆ ด้วย เช่น เซ็นเซอร์ แบตเตอรีฟิล์มบาง ฟิล์มแสดงผล เป็นต้น บริษัท NanoMarkets ประมาณการมูลค่าตลาดของบรรจุภัณฑ์ฉลาดในปี ค.ศ. 2013 ที่ 14.1 พันล้านเหรียญ โดยบรรจุภัณฑ์ฉลาดจะเริ่มเข้าไปมีบทบาทในสินค้าประเภทอาหาร เกษตร และเภสัช โดยเฉพาะเรื่องที่เกี่ยวกับความสดของอาหาร บรรจุภัณฑ์ที่ต่อต้านจุลชีพซึ่งสามารถปลดปล่อยยาปฏิชีวนะออกมาจัดการเชื้อโรคได้ด้วยตนเอง หรือ อย่างน้อยก็แจ้งเตือนผู้บริโภคได้

บริษัท NanoMarkets ประมาณการว่าการใช้งานบรรจุภัณฑ์ฉลาดสำหรับสินค้าอาหารจะเพิ่มจาก 160 ล้านเหรียญในปี ค.ศ. 2006 ไปเป็น 8.8 พันล้านเหรียญในปี ค.ศ. 2013 ส่วนทางด้านเครื่องสำอางนั้นจะมีการเพิ่มการใช้งานจากเพียง 9 ล้านเหรียญสหรัฐในปี ค.ศ. 2006 ไปเป็น 618 ล้านเหรียญในปี ค.ศ. 2013

ถึงเวลาแล้วล่ะครับที่ประเทศไทยจะต้องให้ความสนใจกับเทคโนโลยีนี้ เพราะเรามีสินค้าประเภทอาหาร เกษตร เยอะ ได้ยินมาว่าทาง NECTEC ก็กำลังคิดจะขยับตัวอยู่ครับ ......

(ภาพด้านบน - ripeSense – เซ็นเซอร์ตรวจความสุกของลูกแพร์ ซึ่งอาจทำให้มีราคาถูกได้ด้วยวิธีการพิมพ์)

เครือข่ายเซ็นเซอร์ สำหรับควบคุมการใช้น้ำในฟาร์มเกษตร

ไม่กี่วันก่อน nanothailand ได้เกริ่นเรื่อง Smart Farm กับนิยามของคำว่า เกษตรความแม่นยำสูง ไปนิดหน่อยแล้ว วันนี้จะมาเล่าในเทคโนโลยีบางตัวที่ Precision Farming นำมาใช้ เพื่อเก็บข้อมูลต่างๆของฟาร์ม อันจะนำไปสู่การตัดสินใจกระทำการหรือกิจกรรมต่อไป หากนาโนเทคโนโลยีทำให้เซ็นเซอร์เป็นส่วนหนึ่งของชีวิตเราได้ ก็เหมือนกับเรามีหูตาจมูกในทุกๆที่ และเป็นหูตาจมูกที่เก็บข้อมูลรายละเอียดทุกๆอย่างในทุกๆมุมของวิถีชีวิตเรา ซึ่งจะนำไปสู่การตัดสินใจหรือตอบสนองได้ทันเวลาในทุกๆเรื่อง ตัวอย่างที่ใกล้ตัวมากในอดีตนั้นข้อมูลน้ำในประเทศไทยไม่เคยมีใครรู้ว่าน้ำทั้งประเทศมีจำนวนเท่าไหร่ มีความต้องการใช้เท่าไหร่ ตัวเลขที่มีล้วนเป็นการประมาณทั้งสิ้น หากมีระบบเซ็นเซอร์แบบ Intelligent Grid เราจะมีตัวเลขทุกๆอย่างขึ้นมาทันที

จินตนาการถึงการติดตั้งเครือข่ายเซ็นเซอร์ซึ่งมีหน่วยประมวลผลขนาดจิ๋วในดิน และในเรือกสวนไร่นา เชื่อมโยงกันเป็นระบบ Intelligent Grid แบบไร้สาย โดยเม็ดเซ็นเซอร์เหล่านั้นจะบอกคอมพิวเตอร์ของเจ้าของสวนให้เริ่มสูบน้ำเข้าสวนหรือเริ่มฉีดน้ำเมื่อถึงจุดที่ความชื้นในดินลดลงมาก คอมพิวเตอร์กลางของแต่ละสวนจะรับข้อมูลจากคอมพิวเตอร์จิ๋วของเซ็นเซอร์และจะประมวลผลขั้นต้นก่อนที่จะส่งข้อมูลที่จำเป็นไปยังคอมพิวเตอร์ของกรมชล-ประทาน แล้วคอมพิวเตอร์กรมชลประทานจะคำนวณปริมาณน้ำที่จะปล่อย ทำให้ไม่ปล่อยน้ำมากเกินไปซึ่งอาจถูกระเหยโดยแสงแดดหมด หากน้ำที่ปล่อยออกมายังไม่พอ เพราะเซ็นเซอร์ตามเรือกสวนไร่นายังร้องขอน้ำอยู่ คอมพิวเตอร์ของชลประทานจะคำนวณข้อผิดพลาดในซอฟท์แวร์ว่ามีน้ำหายไปอย่างไร โดยเก็บข้อมูลอุณหภูมิและความเข้มแสงจากเครือข่ายเซ็นเซอร์ของสวนต่างๆตลอดแนวคลองส่งน้ำ 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 และ Nano-Farming

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

(ภาพซ้ายมือ - การนำเซ็นเซอร์มาตรวจวัดและทำแผนที่สภาพดิน ใน Napa Valley - Picture from www.winebusiness.com)