Internet of Things (IoT) หรือ อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งถือได้ว่าเป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อโลกที่เราอาศัยอยู่ในหลายๆ ด้าน ทั้งอุตสาหกรรมชั้นสูง ยานพาหนะและเทคโนโลยีการสื่อสาร และเมืองอัจฉริยะล้วนแล้วแต่เป็นส่วนหนึ่งของ IoT ทั้งสิ้น รวมถึงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีอย่าง IoT ในอุตสาหกรรมการเกษตร มีการคาดการณ์ว่าประชากรทั่วโลกจะเพิ่มสูงขึ้นถึง 9.6 พันล้านคนภายในปี ค.ศ. 2050 (พ.ศ. 2593) ดังนั้น เพื่อที่จะตอบสนองความต้องการของประชากรจำนวนมหาศาลนี้ อุตสาหกรรมการเกษตรจะต้องปรับตัวให้เข้ากับยุคเกษตร 4.0 ไม่ว่าจะเป็นในแง่ของความท้าทายต่างๆ เช่น ความผันผวนของสภาพอากาศและภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลงไป ตลอดจนผลกระทบในด้านสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากวิถีปฏิบัติในภาคการเกษตรที่เข้มข้นขึ้นเพื่อให้สามารถรับมือกับความต้องการด้านอาหารของประชากรโลกที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่องได้นั่นเอง ดังนั้น การทำฟาร์มอัจฉริยะ หรือ สมาร์ทฟาร์ม (Smart Farm) หรือที่ในประเทศไทยเรียกกันคุ้นชินว่า เกษตร 4.0 โดยใช้เทคโนโลยี IoT จะช่วยให้ชาวไร่ ชาวสวน และเกษตรกรไทยสามารถลดของเสียและเพิ่มผลผลิตตั้งแต่ปริมาณปุ๋ยที่ใช้ไปจนถึงการขนส่งผลผลิตออกจากฟาร์ม แล้ว เกษตร 4.0 คืออะไร?
เกษตร 4.0 คือ ระบบเกษตรชั้นสูงเพื่อการผลิตอาหารที่มีความสะอาดและยั่งยืนสำหรับประชากรโลกผ่านการใช้เครื่องจักรที่มีความแม่นยำสูงอย่างเข้มข้น ซึ่งเป็นการบูรณาการระหว่าง ICT หรือเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารอันทันสมัยและภาคการเกษตร สำหรับเทคโนโลยี Smart Farmโดยใช้ IoT จะเป็นการสร้างระบบขึ้นเพื่อตรวจสอบและเฝ้าระวังพื้นที่เพาะปลูกผ่านการใช้ประโยชน์จากเซ็นเซอร์ (แสง ความชื้น อุณหภูมิ ความชื้นในดิน ฯลฯ) ตลอดจนการออกแบบระบบชลประทานอัตโนมัติ เกษตรกรจึงสามารถตรวจดูสภาพพื้นที่เพาะปลูกได้ตลอดเวลาไม่ว่าจะอยู่ที่ใดก็ตาม
ดังนั้น เกษตร 4.0 โดยใช้เทคโนโลยี IoT จึงมีประสิทธิภาพสูงกว่าเมื่อเทียบกับการทำการเกษตรแบบดั้งเดิม ซึ่งการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี Smart Farm นี้ไม่เพียงมีวัตถุประสงค์เพื่อการดำเนินงานทั่วไปหรือ การทำฟาร์มเกษตรขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงการเป็นวิถีทางการเกษตรรูปแบบใหม่ที่จะช่วยยกระดับแนวทางการเพาะปลูกหรือแนวทางการทำเกษตรกรรมอื่นๆ ที่พบบ่อย เช่น การทำเกษตรอินทรีย์ การทำเกษตรกรรมแบบครอบครัว (พื้นที่ซับซ้อนหรือพื้นที่ขนาดเล็ก โคกระบือและ/หรือปศุสัตว์อื่นๆ การอนุรักษ์สายพันธุ์บางสายพันธุ์หรือสายพันธุ์ที่มีคุณภาพสูง ฯลฯ) และยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้อุตสากหกรรมการเกษตรมีความโปร่งใสยิ่งขึ้น ในด้านปัญหาสิ่งแวดล้อม ฟาร์มอัจฉริยะโดยใช้ IoT นั้นมีประโยชน์หลายประการ อาทิ การใช้น้ำอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น หรือการเพิ่มประสิทธิภาพของปัจจัยการผลิตและการดูแลรักษาผลผลิต ต่อไปจะกล่าวถึงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี smart farm โดยใช้ IoT หลักๆ ในยุคเกษตร 4.0 ซึ่งก็คือ เกษตรกรรมเชิงปฏิวัตินั่นเอง
การประยุกต์ใช้ IoT ในยุคเกษตร 4.0
การเกษตรแม่นยำสูง (Precision Farming)
แนวคิดการทำเกษตรแม่นยำสูง (Precision Agriculture หรือ Precision Farming) ถือเป็นแนวคิดที่ช่วยส่งเสริมและควบคุมให้การปฏิบัติการทางการเกษตรมีความแม่นยำมากขึ้น โดยเฉพาะในด้านการเลี้ยงปศุสัตว์และการเพาะปลูกพืช องค์ประกอบสำคัญของแนวทางการจัดการฟาร์มนี้ ได้แก่ การประยุกต์ใช้ IT และอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เซ็นเซอร์ ระบบควบคุม หุ่นยนต์ รถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติ ฮาร์ดแวร์อัจฉริยะ เทคโนโลยีการให้ปุ๋ย/น้ำ/ยากำจัดแมลงศัตรูพืช และอื่นๆ อีกมากมาย อินเทอร์เน็ตความเร็วสูง โทรศัพท์มือถือ และดาวเทียมต้นทุนต่ำแต่ความแม่นยำสูง (สำหรับการดูภาพและการวางตำแหน่ง) ที่ผู้ผลิตนำมาใช้ก็ถือเป็นเป็นเทคโนโลยีสำคัญที่ช่วยส่งเสริมแนวคิดการทำเกษตร 4.0 ซึ่งเป็นหนึ่งในการประยุกต์ใช้ IoT ในภาคการเกษตรที่มีชื่อเสียงมากที่สุดแนวทางหนึ่ง และหลายๆ องค์กรจากทั่วโลกกำลังใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีนี้
CropMetrics เป็นองค์กรด้านการทำเกษตร 4.0 ที่มุ่งเน้นไปที่โซลูชั่นที่ทันสมัยเพื่อการแก้ไขปัญหาทางการเกษตร และยังเป็นองค์กรที่มีความเชี่ยวชาญในการบริหารจัดการชลประทานอย่างแม่นยำ ผลิตภัณฑ์และบริการของ CropMetrics ได้แก่ การเพิ่มประสิทธิภาพอัตราตัวแปรด้านชลประทาน หรือ Variable Rate Irrigation (VRI) เครื่องวัดความชื้นในดิน Virtual Optimizer PRO และอื่นๆ การเพิ่มประสิทธิภาพของ VRI จะช่วยเพิ่มผลกำไรให้กับพืชไร่ในเขตชลประทานที่ภูมิประเทศหรือชั้นดินมีความแปรปรวน รวมถึงช่วยเพิ่มผลผลิต และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำ ส่วนเทคโนโลยีการวัดความชื้นในดิน (Soil moisture monitor) จะช่วยส่งเสริมการเพาะปลูกพืชท้องถิ่นประจำฤดูและให้คำแนะนำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำ ในขณะที่ virtual optimizer PRO ประกอบด้วยเทคโนโลยีต่างๆ ที่ช่วยในการบริหารจัดการน้ำแบบรวมศูนย์กลางผ่านเทคโนโลยีคลาวด์ (Cloud) และที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ที่แข็งแกร่งที่ออกแบบมาเพื่อช่วยให้ที่ปรึกษาและเกษตรกรสามารถใช้ประโยชน์จากการชลประทานที่แม่นยำผ่านทางอินเตอร์เฟซแบบง่ายๆ
โดรนเพื่อการเกษตรกรรม (Agricultural Drones)
เทคโนโลยีมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาและโดรนเพื่อการเกษตรกรรมก็เป็นตัวอย่างที่ดีมากในเรื่องนี้ ทุกวันนี้ ภาคการเกษตรในหลายประเทศได้กลายเป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมที่สำคัญที่มีการนำเทคโนโลยีอย่างโดรนมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการปฏิบัติทางการเกษตรต่างๆ ทั้งภาคพื้นดินและทางอากาศ อาทิ การประเมินสุขภาพพืช ชลประทาน การตรวจสอบพืช การฉีดพ่นพืช การปลูกพืช การวิเคราะห์ดินและพื้นที่เพาะปลูก โดยประโยชน์ที่สำคัญในการใช้โดรน ได้แก่ การสร้างภาพเพื่อการตรวจสอบความสมบูรณ์พืช การทำแผนที่ Geographic Information System (GIS) Mapping แบบบูรณาการ ความง่ายต่อการใช้งาน การประหยัดเวลา และศักยภาพในการเพิ่มผลผลิต ด้วยกลยุทธ์และการวางแผนโดยการเก็บรวบรวมข้อมูลและการประมวลผลแบบเรียลไทม์ เทคโนโลยีโดรนจะช่วยพลิกโฉมวงการอุตสาหกรรมเพื่อการเกษตรไปอย่างสิ้นเชิง
PrecisionHawk เป็นหนึ่งในองค์กรที่มีการนำโดรนมาใช้ในการเก็บรวบรวมข้อมูลที่มีประโยชน์ผ่านการใช้ชุดเซ็นเซอร์ที่ใช้ในการถ่ายภาพ การทำแผนที่ และการสำรวจที่ดินเพื่อเกษตรกรรม ซึ่งโดรนเหล่านี้จะทำหน้าที่ตรวจสอบ เฝ้าระวัง และสังเกตการณ์ในระหว่างการบิน โดยที่เกษตรกรสามารถป้อนรายละเอียดพื้นที่ที่ต้องการให้สำรวจ และเลือกระดับความสูงหรือความละเอียดทางภาคพื้นดินได้อีกด้วย ข้อมูลที่ได้รับจากโดรนจะทำให้เราเห็นภาพข้อมูลเชิงลึกที่เกี่ยวข้องกับดัชนีสุขภาพของพืช การนับจำนวนพืชและการคาดการณ์ผลผลิต การวัดความสูงของพืช การทำแผนที่เพื่อตรวจดูการปกคลุมของเรือนยอด การทำแผนที่เพื่อปันน้ำเข้าพื้นที่เพาะปลูก รายงานการลาดตระเวน การวัดคลังสินค้า การวัดปริมาณคลอโรฟิลล์ การวัดปริมาณไนโตรเจนในข้าวสาลี การทำแผนที่การระบายน้ำ ปริมาณวัชพืช เป็นต้น โดยโดรนจะเก็บรวบรวมภาพถ่ายแบบหลายช่วงคลื่น (Multispectral) ภาพถ่ายความร้อน และภาพถ่ายทั่วไปในระหว่างการบิน จากนั้นจึงบินกลับมาลงจอด ณ จุดเดียวกันกับตอนบินขึ้น
การตรวจดูปศุสัตว์อัจฉริยะ (Smart Livestock Monitoring)
เจ้าของฟาร์มขนาดใหญ่ยุคเกษตร 4.0 สามารถใช้งาน IoT แบบไร้สายเพื่อเก็บรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับสถานที่ สภาพความเป็นอยู่ และสุขภาพของสัตว์ได้ โดยที่ข้อมูลเหล่านี้จะช่วยชี้ให้เห็นว่ามีสัตว์ที่กำลังป่วยหรือไม่ ทำให้เจ้าของฟาร์มสามารถแยกสัตว์ที่ป่วยออกจากฝูงเพื่อป้องกันการแพร่กระจายของโรคได้เป็นอย่างดี นอกจากนี้ ยังช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านแรงงานเนื่องจากเจ้าของฟาร์มสามารถตรวจหาตำแหน่งของฝูงปศุสัตว์ได้ง่ายๆ ผ่านการใช้เซ็นเซอร์โดยใช้ IoT องค์กร JMB North America เป็นองค์กรที่ให้บริการโซลูชั่นในการติดตาม ตรวจสอบ เฝ้าระวังให้กับผู้ผลิตปศุสัตว์ โซลูชั่นที่น่าสนใจโซลูชั่นหนึ่ง ได้แก่ โซลูชั่นที่ช่วยให้เจ้าของทราบว่าสัตว์ตัวไหนกำลังตั้งท้องหรือกำลังจะออกลูกได้ เซ็นเซอร์ที่ได้รับพลังงานจากแบตเตอรี่จะส่งสัญญาณเมื่อแม่วัวสาวเริ่มน้ำเดิน และจะส่งข้อมูลไปยังผู้ดูแลฝูงสัตว์หรือเจ้าของฟาร์ม และเซ็นเซอร์ก็ยังช่วยให้เกษตรกรใช้ความระมัดระวังกับแม่วัวที่กำลังจะให้กำเนิดลูกวัวตัวใหม่มากยิ่งขึ้น
โรงเรือนอัจฉริยะ (Smart Greenhouses)
การทำการเกษตรแบบโรงเรือนเป็นวิธีหนึ่งที่จะช่วยเพิ่มผลผลิตของผัก ผลไม้ พืช ฯลฯ โรงเรือนทำให้เราสามารถควบคุมตัวแปรด้านสิ่งแวดล้อมผ่านการแทรกแซงของมนุษย์หรือกลไกการควบคุมสัดส่วน โดยที่การแทรกแซงของมนุษย์จะช่วยลดการสูญเสียผลผลิต การสูญเสียพลังงาน และค่าใช้จ่ายด้านแรงงาน ทว่าวิธีการเหล่านี้กลับมีประสิทธิภาพน้อย ดังนั้น เราอาจออกแบบโรงเรือนยุค 4.0 ให้ใช้คู่กับ IoT ได้ ซึ่งการออกแบบอย่างชาญฉลาดนี้จะช่วยตรวจสอบและควบคุมสภาพภูมิอากาศ และตัดความจำเป็นในการพึ่งพาการแทรกแซงของมนุษย์ สำหรับการควบคุมสภาพแวดล้อมในโรงเรือนอัจฉริยะ จะมีการใช้เซ็นเซอร์ต่างๆ เพื่อวัดตัวแปรด้านสิ่งแวดล้อมตามความต้องการของพืชแต่ละชนิด เรายังสามารถสร้างเซิร์ฟเวอร์คลาวด์สำหรับการเข้าถึงระบบจากระยะไกลเมื่อมีการเชื่อมต่อโดยใช้ IoT ซึ่งจะช่วยลดความจำเป็นในการตรวจสอบด้วยตนเองที่จำเป็นต้องทำอย่างต่อเนื่อง ภายในโรงเรือน เซิร์ฟเวอร์คลาวด์ยังมีส่วนช่วยในการประมวลผลข้อมูลและการดำเนินงานด้านการควบคุม การออกแบบนี้จะทำให้ต้นทุนมีประสิทธิภาพมากขึ้นและยังเป็นโซลูชั่นที่ดีที่สุดสำหรับเกษตรกรยุค 4.0 ในการลดการพึ่งพาแรงงานมนุษย์
Illuminum Greenhouses เป็นองค์กรด้านโรงเรือนที่แสดงให้เห็นถึงการติดตั้งและการนำเทคโนโลยีทางการเกษตร 4.0 สมัยใหม่เข้ามาใช้ รวมถึงการใช้เทคโนโลยีต่างๆ เพื่อให้บริการลูกค้าขององค์กร องค์กรดังกล่าวได้ออกแบบและสร้างโรงเรือนที่ทันสมัยในราคาที่จับต้องได้โดยใช้เซ็นเซอร์ IoT พลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งเซ็นเซอร์เหล่านี้มีหน้าที่ในการตรวจสอบ เฝ้าระวังสภาพโรงเรือนและปริมาณการใช้น้ำผ่านการส่ง SMS หรือข้อความแจ้งเตือนให้กับเกษตรกรผ่านทางพอร์ทัลออนไลน์ และยังมีการควบคุมด้านชลประทานอย่างอัตโนมัติภายในโรงเรือนเหล่านี้อีกด้วย เซ็นเซอร์ IoT จะให้ข้อมูลเกี่ยวกับระดับแสง ความดัน ความชื้น และอุณหภูมิภายในโรงเรือน และยังช่วยควบคุมตัวกระตุ้นที่จะช่วยเปิดหน้าต่าง เปิดไฟ ควบคุมเครื่องทำความร้อน เปิดระบบสร้างหมอก หรือเปิดพัดลมโดยอัตโนมัติ ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถควบคุมได้ผ่านสัญญาณ WiFi
บทสรุปการใช้ IoT ในยุคเกษตร 4.0
ดังนั้น การประยุกต์ใช้ IoT ในยุคเกษตร 4.0 จะช่วยให้เจ้าของฟาร์มปศุสัตว์และเกษตรกรยุค 4.0 สามารถเก็บรวบรวมข้อมูลสำคัญต่างๆ ได้เป็นอย่างดี ทั้งนี้ เจ้าของที่ดินขนาดใหญ่และเกษตรกรรายย่อยจะต้องมีความเข้าใจในศักยภาพของตลาด IoT เพื่อการเกษตรเสียก่อนด้วยการติดตั้งเทคโนโลยีอัจฉริยะเพื่อยกระดับศักยภาพในการแข่งขันและเพิ่มความยั่งยืนในด้านการผลิต ซึ่งการตอบสนองความต้องการของประชากรที่เพิ่มจำนวนขึ้นอย่างรวดเร็วจะประสบผลสำเร็จได้ หากเจ้าของฟาร์มปศุสัตว์และเกษตรกรมีการนำโซลูชั่นด้าน IoT ไปประยุกต์ใช้กับการเกษตรยุค 4.0 อย่างต่อเนื่อง