“กาศยานไร้คนขับ” สำหรับไร่-นา เพิ่มประสิทธิภาพการจัดการ

นับวัน “แรงงาน” ในภาคการเกษตรยิ่งหายากขึ้นทุกที ทั้งยังมีราคาค่าจ้างที่แพงตามค่าแรงขั้นต่ำ วันหนึ่งไม่น้อยกว่า 300 บาท ทำให้ต้นทุนการผลิตของเกษตรกรสูงขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ขณะที่การใช้แรงงานคนก็ยังมีข้อจำกัดหลายประการ โดยเฉพาะประสิทธิภาพการทำงาน ต่อคนสามารถดูแลพื้นที่การเกษตร ไม่ว่าจะเป็นขั้นตอนของการเพาะปลูก การดูแล หรือการเก็บเกี่ยวได้ไม่มากนัก ซึ่งยังไม่นับรวมถึงความรู้ความชำนาญด้านการเกษตรของตัวแรงงานเอง ที่ส่วนใหญ่มีเชี่ยวชาญค่อนข้างน้อย จำเป็นต้องมีการฝึกฝน ซึ่งกว่าจะเข้าที่เข้าทางและทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพต้องใช้เวลาพอสมควรเลยทีเดียว

“กาศยานไร้คนขับ” นวัตกรรมใหม่ด้านการเกษตร

อีกขั้นตอนสำคัญของการเกษตร คือ “การฉีดพ่นยา สารเคมี” รวมถึงฮอร์โมนและธาตุอาหารต่าง ๆ ให้กับพืช ซึ่งเป็นขั้นตอนของการดูแลและจัดการให้ผลผลิตได้คุณภาพ ปราศจากโรคและแมลงศัตรูรบกวน ที่ผ่านมาใช้แรงงานคนในการฉีดพ่น ทว่าต้องใช้ระยะเวลาการทำงานค่อนข้างนาน ยิ่งถ้าเป็นพื้นที่นาหรือไร่ขนาดใหญ่ ต้องฉีดพ่นกันหลายวันกว่าจะแล้วเสร็จ ซึ่งการทำงานต่อเนื่องเป็นระยะเวลานานย่อมส่งผลถึงประสิทธิภาพโดยตรง ขณะที่ยาหรือสารเคมีบางชนิด หากฉีดพ่นไม่ถูกวิธี มีปริมาณมากหรือน้อยเกินไป ทำให้ไม่ได้ประสิทธิภาพเท่าที่ควร ทั้งยังก่อให้เกิดสารตกค้างในพื้นที่ และอาจมีอัตราต่อผู้ปฏิบัติงานได้ จากข้อจำกัดดังกล่าว ทำให้คุณสุทธิภัทร รักษา หรือ คุณเดียว (08-2496-4900) ซึ่งมีดีกรีเป็นถึงวิศวกรการบิน และ คุณดิศพงศ์ จันทรุกขา หรือ คุณอะตอม (09-5490-1796) รุ่นน้องวิศวกรการบิน จากสถาบันเดียวกัน ร่วมกันคิดค้นและพัฒนา “กาศยานไร้คนขับ” หรือที่เรียกกันว่า “โดรน” (Drone) สำหรับการฉีดพ่นยาและสารเคมีในพื้นที่การเกษตรเพื่อทดแทนแรงงานคน ซึ่งถือเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่น่าจับตาและมีความสำคัญในการพัฒนาด้านการเกษตรของไทยในอนาคต

ทั้งสองให้ข้อมูลว่า โดรน หรือ กาศยานไร้คนขับ มีชื่อเรียกอย่างเป็นทางการว่า “ยูเอวี” (UAV) ซึ่งย่อจากคำว่า Unmanned Aerial Vehicle เป็นอุปกรณ์การบินที่ไม่มีคนขับ แต่จะคอยควบคุมด้วยรีโมทคอนโทลจากภาคพื้น คล้าย ๆ กับเครื่องบินบังคับวิทยุ ทว่าลักษณะหน้าตาอาจต่างกันไปตามชุดอุปกรณ์ขับเคลื่อน โดรนที่เห็นกันส่วนใหญ่มักเป็นแบบหลายใบพัด (2-6 ใบพัด) ทำให้ต้องมีขายึดมอเตอร์และใบพัดยื่นออกมามองดูคล้ายแมงมุม โดรนลักษณะนี้จะเรียกว่า “มัลติโรเตอร์” ซึ่งเป็นโดรนที่มีการนำมาใช้อย่างแพร่หลายในปัจจุบัน แต่ถ้าเป็นโดรนที่มีใบพัดเดียว (เห็นได้ไม่บ่อยนัก) จำเป็นต้องมีปีกเพื่อช่วยพยุงให้ลอยอยู่ในอากาศ มองดูคล้ายเครื่องบินทั่วไป โดรนชนิดนี้เรียกว่า “ฟิกวิง”

“ยุคแรก ๆ โดรนถูกพัฒนาใช้ในกองทัพเพื่อบินสอดแนมหรือสำรวจในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงและอันตรายเกินกว่าจะใช้เครื่องบินที่มีคนขับเข้าไป รวมถึงอาจติดตั้งอาวุธสำหรับโจมตีคู่ต่อสู้ ตลอดจนใช้สำหรับการขนส่งด้วย สำหรับประเทศไทยโดรนเป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายในฐานะของเล่น คล้าย ๆ กับเครื่องบินบังคับวิทยุ ทว่าด้วยลักษณะการบินที่ค่อนข้างนิ่ง สามารถควบคุมไปยังพื้นที่เป้าหมายได้ง่าย ส่งผลให้มีผู้ริเริ่มนำมาใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ พร้อมกับพัฒนาระบบการบินให้มีประสิทธิภาพดีขึ้นอย่างต่อเนื่อง” มีการพัฒนาให้โดรนสามารถบินที่ความสูงต่าง ๆ ได้อย่างแม่นยำ ทั้งยังควบคุมระยะไกลเป็น 1,000 เมตร ตลอดจนสามารถให้ลอยอยู่ในระดับความสูงที่กำหนดและหยุดนิ่งอยู่อย่างนั้นได้ นอกจากนี้ยังพัฒนาให้ไปตามตำแหน่งต่าง ๆ โดยใช้ระบบจีพีเอชในการอ้างอิง ทำให้ปัจจุบันมีการนำโดรนมาใช้ประโยชน์กันอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะการถ่ายรูปทางอากาศซึ่งถือเป็นเรื่องธรรมดาไปแล้ว

ทั้งสอง บอกว่าเริ่มสนใจและได้ศึกษาหลักการทำงาน พร้อมชุดอุปกรณ์ต่าง ๆ ของโดรนมาตั้งแต่สมัยเรียน ทำให้สามารถออกแบบโครงสร้างและประกอบอุปกรณ์โดรนขึ้นใช้งานได้ด้วยตัวเอง พร้อมได้ศึกษาชุดควบคุมการบินเพื่อนำมาใช้ให้เกิดประสิทธิภาพอยู่เรื่อย ๆ และมีครั้งหนึ่งทางสถาบันได้ส่งเข้าแข่งขันการใช้โดรนปล่อยวัตถุให้ตรงเป้าหมาย ซึ่งเพื่อให้ทราบตำแหน่งของโดรนที่ลอยอยู่กลางอากาศว่าอยู่ตรงเป้าหมายหรือไม่ จึงมีการติดกล้องวีดีโอไว้ที่โดรนด้วย ซึ่งการแข่งขันครั้งนั้นก็สามารถคว้ารางวัลชนะเลิศอับดับสองมาได้ ทั้งยังเป็นจุดเริ่มต้นในการพัฒนาการถ่ายภาพทางอากาศด้วยโดรน ซึ่งถือเป็นกลุ่มแรก ๆ ของไทยอีกด้วย “2-3 ปีที่ผ่านมานี้เทคโนโลยีกล้องถ่ายวีดีโอขนาดเล็กได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว คุณภาพของวีดีโอที่ได้เป็นระดับเดียวกับภาพยนตร์ ตัวเองที่มีความสามารถในการควบคุมโดรนอยู่แล้ว จึงร่วมกับเพื่อน ๆ พัฒนาการถ่ายรูปทางอากาศขึ้นมา ซึ่งก็ได้รับความนิยมอย่างมากและมีผู้ว่าจ้างอย่างต่อเนื่อง ทั้งนี้เป็นเพราะภาพถ่ายทางอากาศ เป็นมุมมองใหม่ที่คนทั่วไปไม่ค่อยได้เห็น ยิ่งเป็นภาพมุมกว้างด้วยแล้ว ก็ยิ่งช่วยให้วีดีโอหรือภาพยนตร์นั้น ๆ มีความน่าสนใจยิ่งขึ้น”

มองมุมสูงสู่ภาคการเกษตร

ทั้งสอง เล่าว่าเมื่อต้นปีที่แล้ว มีโอกาสได้ไปถ่ายภาพที่โครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริในพื้นที่จังหวัดแพร่ ซึ่งมีพื้นที่เกษตรที่มีการปลูกพืชไร่ ไม้ยืนต้นและการทำนา ก็เป็นภาพชินตาที่คนทั่วไปได้พบเห็น ทว่าเมื่อมองผ่านกล้องวีดีโอจากมุมสูงแล้ว ทำให้เห็นมุมมองใหม่ ๆ ที่ไม่เคยรู้มาก่อน เห็นภาพของต้นข้าวที่ขึ้นเรียงรายอยู่เป็นระเบียบ สวยงาม หรือข้าวโพดและอ้อยที่มองเห็นได้อย่างทั่วถึง ไม่รกทึบเหมือนกับการมองจากระนาบเดียวกับพื้นดิน ซึ่งช่วยให้พื้นที่เกษตรเดิม ๆ มีความน่าสนใจไม่น้อยเลยทีเดียว “หลังจากนั้น ทำให้มีแนวคิดต้องการพัฒนาการใช้ประโยชน์ของโดรนให้มากกว่าการถ่ายภาพ โดยมุ่งมาที่ภาคการเกษตร ซึ่งจากการศึกษาหาข้อมูลพบว่า สิ่งที่ยังเป็นปัญหาของเกษตรกรในปัจจุบันก็คือ มีแรงงานจำนวนจำกัด ทั้งยังมีค่าแรงที่สูงขึ้น ขณะที่ประสิทธิภาพการทำงานยังไม่ดีเท่าที่ควร โดยเฉพาะขั้นตอนการฉีดพ่นยาและสารเคมี ที่จำเป็นต้องใช้แรงงานคนเป็นหลัก จึงตั้งใจพัฒนาโดรนสำหรับฉีดพ่นยาและสารเคมีขึ้นมา” จึงเริ่มพัฒนารูปแบบของโดรนเพื่อมาใช้ในภาคเกษตร ซึ่งองค์ประกอบหลักของโดรนก็มีโครงสร้าง มอเตอร์ ใบพัด และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถควบคุมการทำงานด้วยรีโมทคอนโทล จากแต่เดิมที่เป็นโดรนถ่ายภาพรับน้ำหนักเพียงกล้องตัวเล็ก ๆ ก็ได้เพิ่มขนาดของมอเตอร์และใบพัดให้ใหญ่ขึ้น เพื่อให้รับน้ำหนักได้มากขึ้น โดยครั้งแรกตั้งใจใช้วิธีการให้โดรนลากสายยางขึ้นไปบนอากาศแล้วฉีดพ่นลงมา ทว่าแรงเสียดทานในการลากสายยางมีค่อนข้างสูง ทำให้ผลที่ได้ไม่ดีเท่าที่ควร

“ลงทุนซื้อปั้มน้ำราคากว่า 10,000 บาท เพื่อให้แรงดันในการฉีดพ่นต่อเนื่องตลอดทั้งแปลง แต่โดรนลากสายขึ้นไปไม่ไหว เนื่องจากพื้นที่มีขนาดใหญ่ ทำให้เครื่องตกมาเสียหาย จึงได้ออกแบบให้เป็นการยกของเหลวขึ้นไป โดยติดตั้งถังกักเก็บน้ำเอาไว้ที่ตัวโดรน ปริมาตรประมาณ 5 ลิตร เมื่อบินขึ้นไปปรากฏว่าเสียการทรงตัวและร่วงลงมาเสียหายเหมือนเดิน ซึ่งจากการวิเคราะห์ปัญหาพบว่า แรงยกของใบพัดน้อยเกินไป จำเป็นต้องเพิ่มขนาดใบพัดให้ใหญ่ขึ้นกว่าเดิม เพื่อจะได้รับน้ำหนักได้มากขึ้นนั่นเอง” จากนั้นได้ออกแบบโครงสร้างขึ้นมาใหม่ พร้อมทั้งคำนวณขนาดของมอเตอร์และใบพัด (4 ใบพัด) ให้สมดุลกับปริมาณของของเหลวที่จะยกขึ้นไป โดยได้ปรับลดขนาดความจุลงมาอยู่ที่ 2 ลิตร ทั้งนี้เพื่อต้องการให้โดรนได้ฉีดพ่นได้จริง ๆ เสียก่อน เพื่อจะได้ทราบถึงประสิทธิภาพของการทำงานที่แท้จริง ว่าดำเนินการฉีดพ่นได้ดีแค่ไหน ระยะเวลาการฉีดพ่นเป็นอย่างไร และฉีดพ่นทั่วถึงหรือไม่

การทดสอบโดรนสำหรับฉีดพ่นยาและสารเคมีที่พัฒนาขึ้นมารุ่นแรก โดยได้ทดลองฉีดพ่นของเหลวในแปลงนา การบิน 1 ครั้ง สามารถทำงานต่อเนื่องได้ประมาณ 10-15 นาที (ตามขนาดของแบเตอรี่) โดยมี หัวฉีด 4 หัว อยู่บนสายฉีดยาว 1.5 เมตร ซึ่งคลอบคลุมพื้นที่ฉีดพ่นได้ประมาณ 6 ตารางเมตร ที่ความสูงจากต้นข้าว 1.5-2 เมตร หรือประมาณ 2.5-3 เมตรจากพื้นดิน ความสูงในระดับนี้ ช่วยให้การทำงานตรงพื้นเป้าหมายและลดการฟุ้งกระจายของสารเคมีไปยังพื้นที่อื่นด้วย “โดยปกติแล้ว การฉีดสารเคมีในนาข้าว ไร่หนึ่งเกษตรกรฉีดพ่นสารเคมีที่เจือจางในน้ำปริมาณ 40 ลิตร หากใช้แรงงานคนในการฉีดพ่นใช้เวลาประมาณ 20-30 นาที/ไร่ ตามความชำนาญของเกษตรกร แต่การฉีดพ่นด้วยโดรน เมื่อรวมเวลาในการเปลี่ยนถ่ายของเหลวด้วยแล้ว ใช้เวลาเฉลี่ยประมาณ 1 นาที/ไร่ หากมีพื้นที่ทำนา 20 ไร่ ก็ใช้เวลาเพียง 20 นาทีเท่านั้น ช่วยร่นระยะเวลาในการทำงานได้หลาย 10 เท่าตัวเลยทีเดียว”

ทั้งสองบอกว่า นอกจากประหยัดเวลาแล้ว การใช้โดรนในการฉีดพ่นยาและสารเคมี ทำให้เกษตรกรไม่ต้องพาตัวเข้าไปสัมผัสกับสารเคมีโดยตรง อีกทั้งแรงลมจากโดรนระหว่างการบิน จะช่วยแหวกต้นข้าวที่ขึ้นเบียดกันแน่น พร้อมทั้งพัดให้สารเคมีที่ฉีดพ่นลงมาได้สัมผัสกับต้นข้าวอย่างทั่วถึง ยาและสารเคมีที่ฉีดพ่นลงไปจึงทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ ขณะที่การฉีดพ่นด้วยแรงงานคน สารเคมีจะจับเพียงด้านบนเท่านั้น ที่สำคัญ แม้เป็นพื้นที่ขนาดใหญ่ หลาย 10 ไร่ หรืออาจเป็น 100 ไร่ ใช้แรงงานการทำงานเพียง 2 คนเท่านั้น คือ ผู้บังคับกับคนระบุตำแหน่ง หากเป็นพื้นที่ขนาดใหญ่มาก จะสื่อสารผ่านทางวิทยุ (หรืออาจใช้จีพีเอชในการระบุตำแหน่งของการทำงาน ก็สามารถทำได้เช่นกัน) ช่วยลดปัญหาการขาดแคลนแรงงานลงได้

“ทางเทคนิคในด้านการเกษตร อาจมีการปรับความเข้มข้นของสารเคมีให้สูงขึ้น เพื่อให้มีปริมาณของเหลวน้อยลง จากเดิม 40 ลิตร/ไร่ ให้เหลือ 20 ลิตร/ไร่ ก็ช่วยให้ทำงานได้เร็วยิ่งขึ้น แต่ทว่าสารเคมีบางชนิดมีอัตราส่วนการเจือจางกำหนดไว้อย่างชัดเจน ซึ่งต้องอาศัยผู้เชี่ยวชาญมาให้ข้อมูลด้านนี้เพิ่มเติม แต่อย่างไรก็ตามจากการสอบถามเกษตรกร ส่วนใหญ่ไม่ค่อยมั่นใจนักหากลดปริมาณการฉีดให้น้อยลง ดังนั้นจึงยึดความเข้มข้นของสารเคมีและปริมาณการเจือจางตามที่ระบุไว้ในฉลากเป็นหลักก่อน” ทั้งสองบอกอีกว่า หลังจากได้ข้อมูลด้านประสิทธิภาพการฉีดพ่นยาและสารเคมีด้วยโดรนแล้ว ซึ่งก็ค่อนข้างมั่นใจว่าเป็นประโยชน์ต่อภาคการเกษตรของไทยและจะได้รับความสนใจจากเกษตรกรอย่างแน่นอน จึงได้พัฒนารุ่นที่ 2 ที่พร้อมปฏิบัติงานจริงทันที โดยออกแบบโครงสร้างพร้อมหลักการทำงานในการฉีดพ่นเองทั้งหมด ซึ่งเป็นโดรนแบบมัลติโรเตอร์ 6 ใบพัด สามารถบรรทุกทำหนักสูงสุดได้ถึง 10 กิโลกรัม ทำให้การทำงานมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

“จริง ๆ แล้ว สามารถพัฒนาให้บรรทุกน้ำหนักได้มากกว่านี้ แต่มองว่าปริมาณเพียงเท่านี้ก็สามารถปฏิบัติงานได้แล้ว และที่สำคัญงบประมาณในการสร้างสูงขึ้นตามขนาดของชุดควบคุมการบิน และหากราคาสูงเกินไปอาจทำให้การทำงานในแปลงนาของเกษตรกรอาจไม่คุ้มค่า เกษตรกรต้องเสียค่าจ้างที่แพงขึ้นจะไม่เป็นผลดีทั้ง 2 ฝ่าย จึงตั้งใจว่าผลิตโดรนที่งบประมาณ 100,000 บาท แต่ทั้งนี้ชุดโครงสร้างและนวัตกรรมในการออกแบบ สามารถทำเองได้ทั้งหมดทำให้มีต้นทุนถูกกว่าคนอื่น อย่างเฉพาะโครงสร้างหากเป็นขนาดเดียวกันราคาไม่ต่ำกว่า 100,000 บาทอย่างแน่นอน แต่ที่พัฒนาขึ้นมามีต้นทุนแค่ 2,000-3,000 บาทเท่านั้น แต่ที่ทำเองไม่ได้ก็คือชุดควบคุมการบิน มอเตอร์ ใบพัด และแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งต้องซื้อหรือนำเข้ามาจากต่างประเทศ โดยเลือกใช้เทคโนโลยีของอเมริกา ทำให้มีต้นทุนส่วนนี้ที่สูงอยู่ อย่างไรก็ตามถ้าเป็นโดรนขนาดเดียวกันนี้ ที่จำหน่ายทั่วไป ราคาอยู่ที่ 300,000-400,000 บาทเลยทีเดียว”

ทั้งสองบอกว่า ขั้นต้นนำโดรนที่พัฒนามานี้ มารับจ้างฉีดพ่นยาและสารเคมีให้เกษตรกรที่สนใจ โดยคิดอัตราค่าจ้างเท่ากับที่ใช้แรงงานคน ซึ่งไม่ตัดราคาแต่จะจูงใจที่ระยะการทำงานที่รวดเร็วกว่า ส่วนพื้นที่เกษตรอื่น ๆ ที่แรงงานไม่สามารถเข้าถึง อย่างเช่นไร่อ้อยหรือไร่ข้าวโพด ก็บริการฉีดพ่นยาด้วยเช่นกัน ซึ่งเชื่อว่าจะได้รับความนิยมจากการเกษตรกรกลุ่มนี้มากกว่าเพราะการทำงานค่อนข้างเฉพาะ อย่างไรก็ตาม นอกจากให้บริการฉีดพ่นแล้ว หากเกษตรกรต้องการมีโดรนไว้ใช้เอง ทั้งสองก็มีบริการรับประกอบด้วย พร้อมทั้งฝึกอบรมทักษะในการควบคุม และการทำงานให้โดยละเอียด เพื่อที่นำไปใช้งานเองได้

“ในอนาคตแรงงานจะหายากมากขึ้น ยิ่งในภาคการเกษตรไม่ต้องพูดถึง เพราะคนรุ่นใหม่ ๆ ไม่ค่อยสนใจอาชีพการเกษตรกันมากนัก จำเป็นต้องนำเทคโนโลยีเข้ามาใช้อย่างแน่นอน และโดรนก็จะเป็นส่วนหนึ่งที่มีความสำคัญของภาคการเกษตรในอนาคต แม้วันนี้อาจจะยังไม่เป็นที่นิยมอย่างแพร่หลายนัก เนื่องจากยังไม่เห็นถึงประสิทธิภาพการใช้งานที่ชัดเจน แต่อย่างน้อยการนำโดรนมาใช้ในวันนี้ ก็ช่วยให้การเกษตรดูเท่ไม่น้อยเลยทีเดียว” ทั้งสองกล่าวในที่สุด

 

ที่มา   https://web.facebook.com/agriculturemag/posts/1807609525943299?__tn__=K-R

Leave a comment

Related Posts