![]() |
i-SENSE Technology | ![]() |
|
| Add a sixth sense to human-being | |||
วิสาหกิจบ่มเพาะภายใต้ Nano-Entrepreneur Project, ศูนย์นาโนเทคโนโลยี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล |
|||
|
|
(c) Copyright 2007, 2008 Mahidol University and GranMonte Vineyard All Rights Reserved
-- ลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยมหิดล และ ไร่องุ่นไวน์กรานมอนเต้ -- |
||
ท่านที่เคยเดินทางไปเที่ยวเขาใหญ่ จะพบว่านอกจากความเป็นมรดกโลก (World Heritage) ที่น่าภาคภูมิใจแล้ว เขาใหญ่ยังเป็นแหล่งท่องเที่ยว ที่เน้นการท่องเที่ยวเชิงประสบการณ์ (Experience Tourism) ซึ่งเป็นการท่องเที่ยวแนวใหม่ ที่มุ่งทำให้นักท่องเที่ยว ได้รับประสบการณ์ตรงจากสถานที่ท่องเที่ยวนั้น การท่องเที่ยวเชิงประสบการณ์ จะทำให้นักท่องเที่ยว ได้รับการพัฒนาตนเองขึ้นเรื่อยๆ และเกิดความรู้สึกผูกพันกับสถานที่ท่องเที่ยวแห่งนั้น จนต้องกลับไปอีกหลายๆ ครั้ง เขาใหญ่มีสถานที่ท่องเที่ยวเชิงประสบการณ์หลายแห่ง เช่น ฟาร์มโชคชัย ที่ยิงความรู้สึกความเป็นคาวบอย ให้เข้าไปในหัวใจของเราทุกครั้งที่ไปเยือน ไร่ทองสมบูรณ์ที่มีเครื่องเล่นแบบผจญภัย รีสอร์ทหลายแห่งที่ให้ความรู้สึก ผสมผสานระหว่างการพักผ่อน กับ ความสนุกตื่นเต้น หลายคนอาจจะรู้จัก ไร่ไวน์กรานมอนเต้ (GranMonte) ที่เขาใหญ่ ไร่ไวน์แนวบูติคน่ารัก ที่ทำให้คนไทยเริ่มหลงใหล และอยากดื่มไวน์ไทย ไร่ไวน์แห่งนี้มีความลงตัวทั้งวิวทิวทัศน์ที่งดงาม รสชาติของไวน์ที่ได้มาตรฐานสากล ความเป็นกันเองของเจ้าของไร่ นักท่องเที่ยวที่ได้ไปเยือนจะได้ความรู้ ได้ประสบการณ์ว่า ในการที่จะได้ไวน์ดีๆ ออกมาสักขวดหนึ่งนั้น จะต้องผ่านการดูแล เอาใจใส่ขนาดไหน
โครงการ ไร่องุ่นไวน์อัจฉริยะ-กรานมอนเต้ (GranMonte Smart Vineyard) เป็นการประยุกต ์และใช้งานเทคโนโลยี Precision Farming / Smart Farm ในไร่ไวน์ โครงการนี้เป็นการผสมผสาน เทคโนโลยีหลายๆ ชนิด เพื่อให้เจ้าของไร่ไวน์ หรือผู้จัดการฟาร์ม สามารถเฝ้าติดตาม ความเป็นไปภายในไร่ จากอินเตอร์เน็ต และ โทรศัพท์มือถือ โดยอาศัยเทคโนโลยี Multi-functional andMulti-dimensional Sensors ซึ่งจะตรวจสภาพอุณหภูมิในอากาศ และดิน ความชื้นในอากาศและดิน ความเร็วและทิศทางลม ปริมาณน้ำฝน พลังงานแสง ความเคลื่อนไหวของมวลอากาศ ความเป็นไปในไร่จาก Image Array สภาพทางเคมีของดิน คุณภาพขององุ่นและไวน์ จาก Electronic Nose รวมไปถึงการนำ RFID ไปใช้ดูแลกิจกรรมในไร่ การพัฒนาซอฟต์แวร์ช่วยตัดสินใจ Decision Support System การบูรณาการข้อมูลภูมิสารสนเทศ และ อุตุนิยมวิทยาทั้งระดับไร่ และระดับภูมิภาค โดยมีเป้าหมายทำให้เกิด ไร่ไวน์อัจฉริยะ (Smart Vineyard)
โครงการพัฒนาไร่ไวน์อัจฉริยะนี้ เกิดจากแนวคิดที่ว่า ตลาดของไวน์ที่บริโภคกันในประเทศไทยนั้น มีมูลค่านับพันล้านบาท แต่มักเป็นไวน์ที่นำเข้าจากต่างประเทศเป็นหลัก ทั้งๆ ที่ประเทศไทยมีสวนไวน์ และมีไวน์รสชาติดีผลิตออกมาไม่ต่ำกว่าสิบแบรนด์ แต่ที่ผ่านมา ภาครัฐกลับไม่สนับสนุนผู้ประกอบการไทย ปล่อยให้ผู้ประกอบการไทย รวมตัวกันเอง เพื่อพัฒนาไวน์ไทยให้ก้าวหน้าแข่งกับต่างประเทศ ท่ามกลางอุปสรรคหลายๆเรื่อง รวมทั้งการที่หน่วยงานบางหน่วยงาน เช่น สำนักงานกองทุนสนับสนุนการสร้างเสริมสุขภาพ หรือ สสส. มา Lobby รัฐบาลให้เพิ่มกฎระเบียบซ้ำเติมเข้าไปอีก โดยขาดความเข้าใจว่า ไวน์เป็นเครื่องดื่มที่ขาย Aroma ไม่ใช่อัลกอฮอล์ และก็เพราะเจ้า Aroma ที่มีเอกลักษณ์ของไวน์ไทยนี่เอง ที่ทำให้น่าสนใจว่า ไวน์ไทยอาจจะก้าวขึ้นไปอยู่ในระดับโลกได้ ในแง่ของความเป็น New Latitude Wine ดังนั้นจึงควรมีงานวิจัยของคนไทย เพื่อช่วยคนไทยด้วยกัน ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรมที่มีการพึ่งพาธรรมชาติเป็นหลัก มีการนำเทคโนโลยีมาช่วย เพิ่มผลผลิตอยู่บ้าง แต่ก็เป็นเทคโนโลยีที่ไม่สูงนัก เช่น การใช้ปุ๋ยเคมี การชลประทาน และการใช้งานจักรกลการเกษตร ในขณะที่เทคโนโลยีชั้นสูงอย่างเช่น ภูมิสารสนเทศ และ เซ็นเซอร์ตรวจวัดสภาพล้อมรอบ อาจถูกมองว่าไม่คุ้มค่าเมื่อเทียบกับราคาพืชผลที่ขายได้ อย่างไรก็ดี พืชหลายชนิดมีราคาค่อนข้างสูงอย่างเช่น ชา กาแฟ และ องุ่นเพื่อทำไวน์ เป็นต้น พืชเหล่านี้ต้องการการดูแลเอาใจใส่เป็นพิเศษ การนำเทคโนโลยีชั้นสูงมาใช้ สามารถช่วยเพิ่มมูลค่าของสินค้าที่เกิดจากพืชเหล่านี้ ทำให้คุ้มค่าต่อการนำมาใช้งาน ดังนั้นการพัฒนาเทคโนโลยีการเกษตรแม่นยำสูง (Precision Farming) จึงน่าที่จะลงทุน ให้เกิดขึ้นในประเทศไทยเป็นอย่างยิ่ง
ราคาของไวน์นั้นขึ้น กับความพึงพอใจของผู้บริโภคที่มีต่อกลิ่นและรสชาติของมัน ดังนั้นการขายผลิตภัณฑ์เหล่านี้ จึงเท่ากับเป็นการขายโมเลกุลหอมระเหย (Aroma Molecules) ที่มีอยู่ในพืชเหล่านี้ กลิ่นและรสชาติของไวน์ ขึ้นอยู่กับชนิด จำนวน และอัตราส่วนของโมเลกุลหอมระเหยที่มีอยู่ ซึ่งผันแปรไปตามพันธุ์ที่ปลูก สภาพของดิน การให้ปุ๋ย การให้น้ำ แสงแดดที่ได้รับ สภาพภูมิอากาศในแปลงปลูก การควบคุมให้รสชาติของผลิตภัณฑ์ให้คงที่จึงเป็นเรื่องที่ยากและท้าทายมาก ดังจะเห็นได้จากไวน์ที่ผลิตออกมาจากไร่เดียวกันแต่ต่างปีก็จะมีรสชาติที่แตกต่างกัน ทำให้ราคาแตกต่างกันได้อย่างเหลือเชื่อ เช่นไวน์ยี่ห้อ ชาโต้ ลาตูร์ (Ch?teau Latour) ปี 1992 ขายกันในราคาขวดละ 7,000 บาท ในขณะที่ของปี 1990 กลับมีราคาสูงถึง 30,000 บาท โดยที่ไวน์ที่ผลิตในปีก่อนหน้าเพียงแค่ปีเดียวนั้นขายกันในราคาเพียง 10,000 บาทเท่านั้น ความแตกต่างในรสชาติ อันเนื่องมาจากการมีอัตราส่วน ของโมเลกุลหอมระเหยในน้ำไวน์ที่แตกต่างกันนี้ ไม่ใช่เรื่องของอุปาทาน แต่อธิบายได้ด้วยวิทยาศาสตร์และการนำเทคโนโลยี Smart Vineyard เข้ามาใช้งานน่าจะช่วยในเรื่องความเข้าใจ ความสัมพันธ์ระหว่างกลิ่น และรสของไวน์ กับ ปัจจัยแวดล้อมเหล่านั้น เพื่อที่ผู้ประกอบการจะสามารถวิศวกรรมกลิ่นของไวน์ (Aroma Engineering) ให้เป็นไปตามที่ตลาดต้องการได้มากที่สุด ในเรื่องของชาก็เช่นเดียวกัน ภูมิปัญญาชาวบ้านต่างก็รู้ดีว่า ผลิตภัณฑ์ชาที่เก็บจากสวนเดียวกันในวันเดียวกัน แต่คนละแปลงปลูก ก็อาจจะให้กลิ่นรสที่แตกต่างกันได้ ดังนั้นไร่ชาในภาคเหนือที่เป็นสวนเล็กๆ มักจะรวมตัวกันเป็นสหกรณ์ เพื่อที่จะออกข้อกำหนดร่วมกัน เช่น การพรวนดิน การรดน้ำ การให้ปุ๋ยเหมือนๆกัน เพื่อที่จะทำให้กลิ่นและรสของชาออกมาเหมือนๆกัน เพื่อเป็นผลดีต่อการกำหนดแบรนด์ของมัน อย่างไรก็ดี เกษตรกรของเราเอง ก็ยังไม่รู้ว่าเป็นอย่างที่คิดไว้จริงๆหรือเปล่า เนื่องจากยังไม่ได้ มีการนำเทคโนโลยีตรวจวัดไอโมเลกุลหอมระเหย มาใช้งาน จะขอยกตัวอย่างที่ Napa Valley แหล่งผลิตไวน์อันเลื่องชื่อของมลรัฐแคลิฟอร์เนียนั้น เกษตรกรเจ้าของสวน ถึงกับมีการศึกษาว่าสภาพแวดล้อมแบบไหน ควรจะปลูกไวน์พันธุ์ใด แม้แต่ในสวนเดียวกัน หากสภาพแวดล้อม (Local Environment) แตกต่างกัน ก็อาจจะทำให้กลิ่นรสของไวน์แตกต่างกันได้ ทำให้ต้องกำหนดแบรนด์ให้เหมาะสมกับพื้นที่ปลูก เช่น ในสวนของ Mr. John Caldwell เกษตรกรรายหนึ่งใน Napa Valley เขาได้ทำการเก็บข้อมูลความชื้น อุณหภูมิ และแสงแดดที่ได้รับ จากนั้นจึงกำหนดพันธุ์ปลูก ที่แตกต่างกันในพื้นที่ๆมีความลาดชันต่างกัน แม้จะอยู่ในไร่เดียวกันก็ตาม
ทำไมจึงควรสนใจที่จะตรวจวัดสภาพในไร่ในช่วง Pre-Harvest? ทั้งนี้เพราะราคาของผลิตภัณฑ์ที่มี Aroma ขึ้นอยู่กับโมเลกุลหอมระเหย ที่สะสมเข้าไปในต้นพืชในช่วงที่เพาะปลูกอยู่ ซึ่งขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม ขณะเพาะปลูก การรู้ข้อมูลสภาพแวดล้อมขณะเพาะปลูกจึงเป็นข้อได้เปรียบ (ช่วง Post-Harvest เป็นช่วงที่ควบคุมง่ายกว่า เช่น กระบวนการหมักไวน์สามารถควบคุมให้เหมือนกันทุก Batchได้ไม่ยากนัก แต่การปลูกองุ่นให้มีน้ำองุ่นใกล้คียงกันทุกล็อต เป็นเรื่องที่แทบจะเป็นไปไม่ได้) เหตุนี้ คณะวิจัยจึงต้องการพัฒนา ระบบฮาร์ดแวร์ และซอฟท์แวร์ ที่มีความสามารถตรวจวัดสภาพล้อมรอบ (Ambient Sensing) ในขณะเพาะปลูก เพื่อนำมาใช้ทำความเข้าใจว่าสภาพแวดล้อมอย่างไร ให้กลิ่นและรสชาติออกมาแบบนี้ อันจะนำไปสู่ ความสามารถในการวิศวกรรมกลิ่นหรือรสชาติ (Flavor Engineering) ต่อไปได้ เพื่อทำให้ GranMonte Smart Vineyard มีผลตอบแทนที่คุ้มค่ากับการนำเทคโนโลยีหลากหลายเหล่านั้นมาใช้ ทั้งชาและไวน์เป็นผลิตภัณฑ์ที่ขายกลิ่นและรสชาติซึ่งเกิดจากโมเลกุลหอมระเหย (Aroma Molecules) ที่สะสมขึ้นในต้นพืชในระหว่างเพาะปลูก (Pre-Harvest) และเกิดในระหว่างกระบวนการหลังเก็บเกี่ยว (Post-Harvest) เช่นในกรณีของชาอาจเกิดขึ้นในช่วงการหมัก ถ้าเป็นไวน์ก็เกิดขึ้นในช่วงของการบ่ม เป็นต้น กระบวนการหลังการเก็บเกี่ยวนี้สามารถควบคุมให้เป็นมาตรฐานได้ แต่กระบวนการระหว่างการเพาะปลูกอย่างเช่น แสงแดดที่ได้รับ อุณหภูมิ ความชื้น น้ำที่พืชได้รับ เป็นต้น เป็นปัจจัยที่ยากจะควบคุม และจนถึงปัจจุบันก็มีคนศึกษากันน้อยมากว่า ปัจจัยเหล่านี้ มีผลต่อกลิ่นและรสชาติ ของผลิตภัณฑ์เหล่านี้อย่างไร
เมื่อจมูกอิเล็กทรอนิกส์สามารถกำหนดเกณฑ์ที่บอกว่าชา/ไวน์แบบไหนมีคุณภาพกลิ่นดีแล้ว เราสามารถนำเกณฑ์เหล่านั้นไปชี้ว่าปัจจัยแวดล้อมอย่างไรที่จะนำมาสู่กลิ่นแบบนั้น เช่น การหมักที่เวลาแตกต่างกัน นำมาสู่กลิ่นที่แตกต่างกันมากน้อยอย่างไร และสภาพภูมิอากาศที่เปลี่ยนไปมีผลต่อกลิ่นของชา/ไวน์มากน้อยเพียงใด ทั้งนี้สามารถนำข้อมูลจากดาวเทียม ข้อมูลดิน ข้อมูลน้ำ มาประมวลผลคุณภาพชา/ไวน์ ที่ได้รับสภาพเหล่านั้นต่างพื้นที่กัน โดยข้อมูลจากดาวเทียมเป็นเพียงข้อมูลบอกค่าเฉลี่ยทั่วไป ในขณะที่ข้อมูลของสภาพล้อมรอบแบบ Microclimate สามารถเก็บได้แบบเรียลไทม์โดยอาศัย Ambient Sensor Technology ซึ่งจะทำให้ทราบว่าสภาพของ Microclimate แบบใดที่มีผลต่อต้นพืชในการสะสมโมเลกุลหอมระเหย ซึ่งนำไปสู่กลิ่น/รสชาติที่แตกต่างได้
การนำเอาข้อมูลทางด้านภูมิศาสตร์ และสภาพภูมิอากาศ มาหาความสัมพันธ์ กับผลผลิตที่เกิดขึ้นจากเกษตรกรรม โดยมีสมมติฐานว่าปัจจัยเหล่านั้นมีผลโดยตรงกับปริมาณและคุณภาพของผลผลิต ข้อมูลที่น่าจะเกี่ยวข้อง กับการผลิตได้แก่ ปริมาณแสงที่พืชได้รับ ปริมาณน้ำฝนที่ตกลงไป และปริมาณน้ำที่ระเหยขึ้นมา ลักษณะของดินที่เพาะปลูก ซึ่งข้อมูลเหล่านี้ สามารถได้มาจากดาวเทียมและสถานีวัด เป็นงานที่น่าจะพัฒนาขึ้นในประเทศไทยให้เกิดความเข้มแข็ง ตัวอย่างที่คณะวิจัยของ ดร. กฤษณะเดช เจริญสุธาสินี แห่งมหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ ได้เคยศึกษาได้แก่การศึกษารอบการปลูกของมังคุด โดยนำข้อมูลภูมิศาสตร์ และสภาพภูมิอากาศของสวนมังคุด ในแปลงปลูกภาคใต้ ภาคตะวันออก และภาคอีสานตอนล่าง มาหาความสัมพันธ์กับผลผลิตมังคุด โดยการสร้างโมเดลที่เรียกว่า โมเดลของน้ำที่พืชใช้งานได้จริง (Plant Avaliable Water PAW) นำมาสู่การสนับสนุนสมมติฐานที่ว่า มังคุดเป็นพืชที่เก็บเกี่ยวได้เพียงปีละหนึ่งครั้งเท่านั้น และสามารถทำนายได้ว่า หากปีใดมีฝนตกและมีการทิ้งช่วงที่ดีพอ จะมีผลผลิตมังคุดที่ดี และผลผลิตมังคุดจะแย ่หากมีฝนชุกจนเกินไป ข้อมูลสภาพภูมิอากาศที่ได้จากดาวเทียม เป็นข้อมูลเฉลี่ยเชิงพื้นที่บริเวณกว้าง ซึ่งความจริงแล้ว ในฟาร์มหรือไร่นา ที่มีขนาดใหญ่ที่แม้จะอยู่ในพื้นที่เดียวกัน ก็ยังอาจมีผลผลิต ที่แตกต่างกันในแต่ละพื้นที่ย่อยๆได้ ดังนั้นจึงต้องมีการเก็บข้อมูลสภาพแวดล้อม ณ พื้นที่จริงด้วย ในเวลาแบบเรียลไทม์ ปัจจุบันเซ็นเซอร์ตรวจสภาพอากาศ หรือ Weather Station ได้พัฒนาไปมาก ทำให้สามารถส่งข้อมูลแบบไร้สาย จากสถานที่ติดตั้งในสวนให้มายังบ้านเจ้าของได้ ทั้งนี้ ได้มีการพัฒนาไปหลายรูปแบบ เช่น มีการลดขนาดให้เล็กลง และสามารถเชื่อมเครือข่ายข้อมูลแบบตามใจชอบ หรือ แบบ ad hoc เช่น หากนำเซ็นเซอร์เหล่านี้ไปติดตั้งตามจุดต่างๆ ข้อมูลทั้งหมด จะกระโดดไปมาจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง จนมาถึงคอมพิวเตอร์ของเจ้าของสวนได้ ทำให้เซ็นเซอร์ไร้สายนี้ สามารถนำไปติดตั้งครอบคลุมพื้นที่ได้กว้าง ขอเพียงให้เซ็นเซอร์แต่ละตัวอยู่ในรัศมีทำการของเซ็นเซอร์อีกตัวก็พอ เซ็นเซอร์ตรวจสภาพอากาศ จะบันทึกข้อมูลและรายงานผลมายังบ้านเจ้าของสวน ทำให้สามารถตัดสินใจได้ทันท่วงที เช่น ในประเทศสหรัฐอเมริกา มีการนำไปใช้ในสวนองุ่น และสามารถทราบล่วงหน้าถึงน้ำค้างแข็ง ที่จะเกิดขึ้น และนำไปสู่การปกป้องผลผลิต ในกรณีของ GranMonte Smart Vineyard ข้อมูลจะถูกส่งขึ้นอินเตอร์เน็ต เพื่อให้เจ้าของสวนไวน์ เฝ้าดูจากบ้านในกรุงเทพฯ
ปัจจุบันคณะผู้วิจัย เป็นผู้นำในการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ตรวจสภาพอากาศแบบ Micro-climate Monitoring ได้แก่ ข้อมูลอุณหภูมิในดินและในอากาศ ความชื้นในดินและในอากาศ ความเข้มแสง ความเร็วลม ความดันอากาศ และการนำไปใช้ หาความสัมพันธ์กับสภาพผลผลิต ซึ่งคณะผู้วิจัย ได้พัฒนาซอฟต์แวร์สำหรับใช้วิเคราะห์ข้อมูล พยากรณ์อากาศ ณ ตำแหน่งของฟาร์มว่าจะเกิดอะไรขึ้น รวมไปถึงการสื่อสารข้อมูลผ่านระบบอินเตอร์เน็ต เทคโนโลยี Micro-climate Monitoring นี้ สามารถนำมาใช้ควบคุม และจัดการการเปิดปิดระบบรดน้ำสำหรับพืชได้ โดยวิเคราะห์จากความต้องการน้ำของพืช ภายใต้สภาพอากาศแบบนั้นๆ หากเป็นฟาร์มปศุสัตว์ ก็สามารถนำมาใช้ตัดสินใจเปิด-ปิดระบบระบายอากาศ หรือ ยาฆ่าเชื้อโรค เป็นต้น คณะผู้วิจัยประกอบด้วย ทีมงานของนักวิทยาศาสตร์ วิศวกร และนักคอมพิวเตอร์ ทำให้สามารถพัฒนาทั้งระบบซอฟต์แวร์ และ ฮาร์ดแวร์ ได้ โดยสามารถพัฒนา Solution ให้เหมาะกับโจทย์ ของเกษตรความแม่นยำสูงที่ผู้ใช้ต้องการ เช่น โปรแกรมควบคุม การจ่ายน้ำในฟาร์มและไร่นาตามข้อมูลวิเคราะห์จากสภาพแวดล้อม หรือการควบคุมระบบอื่นๆ ในฟาร์ม โดยอาศัยข้อมูลจากสถานีตรวจอากาศ และ เครือข่ายของเซ็นเซอร์โมเลกุล รวมไปถึงข้อมูลจากดาวเทียมต่างๆ
โครงการนี้ได้รับการสนับสนุนงบประมาณวิจัยจาก มหาวิทยาลัยมหิดล และ NECTEC โดยได้รับการเอื้อเฟื้อด้านสถานที่ แรงบันดาลใจ (Mental Support) องค์ความรู้ด้านการปลูก และดูแลไร่ไวน์ จาก คุึุณวิสุทธิ์ โลหิตนาวี คุณสกุณา โลหิตนาวี และ คุณนิกกี้ โลหิตนาวี เจ้าของไร่ไวน์ GranMonte เขาใหญ่ นครราชสีมา สนใจนำเทคโนโลยี Smart Vineyard ไปใช้ในไร่องุ่นของท่าน ติดต่อ ดร.ธีรเกียรติ์ เกิดเจริญ มหาวิทยาลัยมหิดล โทร 086-6037395 หรือ คุณวิสุทธิ์ โลหิตนาวี ไร่องุ่นไวน์กรานมอนเต้ โทร 081-4594201 New Latitude Wines for New Attitude Wine Lovers .......
|
|||