ซาอุดีอาระเบียกำลังเปลี่ยนแปลงภาคการเกษตรโดยใช้หุ่นยนต์ขั้นสูงที่มุ่งหวังที่จะเพิ่มผลผลิตและความยั่งยืน
เครื่องจักรที่ขับเคลื่อนด้วยปัญญาประดิษฐ์ทำให้การเก็บเกี่ยวอินทผลัม และจัดการชลประทานเป็นระบบอัตโนมัติ แก้ไขปัญหาการขาดแคลนแรงงาน ขณะเดียวกันก็เพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำในสภาพภูมิอากาศที่แห้งแล้งของราชอาณาจักร
ด้วยการสนับสนุนจากการลงทุนครั้งใหญ่และการทดลองภาคสนามอย่างต่อเนื่อง ซาอุดิอาระเบียยังวางตำแหน่งตัวเองในฐานะผู้นำด้านการเกษตรอัจฉริยะ โดยมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มผลผลิตพืชผลและเพิ่มความมั่นคงทางอาหาร
ความคิดริเริ่มที่สำคัญในการผลักดันครั้งนี้คือโครงการวิจัยที่นำโดยทีมงานจาก King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) ซึ่งกำลังพัฒนาระบบหุ่นยนต์ขับเคลื่อนด้วย AI เพื่อสนับสนุนเกษตรกรผู้ปลูกอินทผลัมในท้องถิ่น
โครงการนี้ซึ่งนำโดยผู้ช่วยศาสตราจารย์ Shinkyu Park แห่ง KAUST มุ่งเน้นไปที่การทำให้กระบวนการสำคัญในการเพาะปลูกอินทผาลัมเป็นระบบอัตโนมัติ ซึ่งรวมถึงการเก็บเกี่ยว การผสมเกสร และการดูแลรักษาต้นไม้ ทีมงานตั้งเป้าที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพและส่งมอบผลผลิตอินทผาลัมที่มีคุณค่าทางโภชนาการสูงขึ้น โดยผสานรวมหุ่นยนต์เข้ากับ AI
การวิจัยนี้เกิดจากแรงผลักดันจากความต้องการเร่งด่วนในการปรับปรุงและทำให้วิธีการปฏิบัติแบบดั้งเดิมในอุตสาหกรรมอินทผลัมของซาอุดีอาระเบียซึ่งเป็นภาคส่วนที่มีความสำคัญต่อความมั่นคงด้านอาหารและเศรษฐกิจของประเทศมายาวนาน ผู้ช่วยศาสตราจารย์ Shinkyu Park กล่าวกับอาหรับนิวส์
เขากล่าวว่า: “โครงการวิจัยนี้มุ่งเน้นที่จะลดความเสี่ยงที่ใช้แรงงานจำนวนมาก เพิ่มประสิทธิภาพด้านการเกษตร และสอดคล้องกับลำดับความสำคัญระดับชาติ โดยวางตำแหน่งซาอุดีอาระเบียให้เป็นผู้นำระดับโลกด้านนวัตกรรมด้านการเกษตร”
ซาอุดีอาระเบียเป็นผู้ผลิตอินทผลัมรายใหญ่เป็นอันดับสองของโลก ตามข้อมูลขององค์การอาหารและเกษตรแห่งสหประชาชาติ โดยมีปริมาณการผลิตสูงถึง 1.9 ล้านตันในปี 2024 ตามข้อมูลจากสำนักงานสถิติแห่งชาติ
การเก็บเกี่ยวอินทผลัมเป็นกิจกรรมที่ต้องอาศัยแรงกายมาก เกษตรกรต้องปีนต้นไม้สูง และอาศัยประสบการณ์หลายปีในการตัดสินความสุกของผลไม้ ซึ่งถือเป็นโอกาสอันดีที่หุ่นยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วย AI จะสร้างผลกระทบที่สำคัญได้ รศ.Park กล่าว
เพื่อจุดประสงค์นี้ ทีมงาน KAUST พร้อมด้วยการสนับสนุนจากศูนย์แห่งชาติสำหรับต้นปาล์ม และอินทผาลัม มุ่งเน้นไปที่การประเมินอินทผลัมอย่างแม่นยำเพื่อให้สามารถเก็บเกี่ยวได้แม่นยำโดยใช้ระบบหุ่นยนต์
การวิจัยของพวกเขาเริ่มต้นด้วยโมเดล AI ที่ได้รับการยอมรับอย่างดี ซึ่งใช้ประโยชน์จากข้อมูลเซนเซอร์ภาพที่มีความละเอียดสูงเพื่อระบุรายละเอียดอินทผลัม และในขั้นตอนต่อมาของโครงการ จะจำแนกทั้งสายพันธุ์และความสุกงอมของอินทผลัม ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญประการหนึ่งของโครงการ รศ.Park กล่าว
“โมเดลเหล่านี้ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในขณะที่เรารวบรวมข้อมูลการทดลองเพิ่มเติมและได้รับข้อมูลเชิงลึกจากการทดลองที่กำลังดำเนินอยู่” เขากล่าว
รศ.Park กล่าวว่า AI จะถูกบูรณาการเข้ากับทุกขั้นตอนหลักของกระบวนการ ไม่ว่าจะเป็นการระบุวันที่สุกและการควบคุมแขนหุ่นยนต์รอบต้นอินทผลัม ไปจนถึงการปรับปรุงการจับ และเก็บเกี่ยวโดยใช้การเรียนรู้ของเครื่องจักรขั้นสูง
ระบบนี้สร้างขึ้นจากรากฐานนั้นโดยผสมผสานแขนหุ่นยนต์กับเครื่องมือเฉพาะทาง และซอฟต์แวร์ที่ขับเคลื่อนด้วย AI เพื่อจัดการงานที่จำเป็น เช่น การเก็บเกี่ยว การผสมเกสร และการดูแลรักษาต้นอินทผลัม
“ระบบจะได้รับการพัฒนาเพื่อระบุ ดอกเพศเมีย และลำต้นอินทผลัมโดยอัตโนมัติ เพื่อสนับสนุนการดำเนินการเหล่านี้” รศ.Park กล่าว “แขนกลได้รับการออกแบบมาให้เคลื่อนไหวได้อย่างแม่นยำ ช่วยให้เก็บเกี่ยวผลอินทผลัมสุกได้อย่างคัดเลือกโดยไม่ทำลายผลไม้โดยรอบ”
นอกจากการเก็บเกี่ยวแล้ว แพลตฟอร์มหุ่นยนต์ยังได้รับการออกแบบมาเพื่อส่งเสริมสุขภาพของต้นไม้โดยรวม “นอกเหนือจากการเก็บเกี่ยวแล้ว ระบบยังจะช่วยเพิ่มสุขภาพของอินทผลัมด้วยการให้ฉีดพ่นยาฆ่าแมลงได้ทันเวลาเพื่อช่วยป้องกันการระบาดของแมลงและโรค” เขากล่าว
เขาชี้ให้เห็นว่า “การใช้เครื่องมือ AI สมัยใหม่ที่ใช้ประโยชน์จากข้อมูลกำลังกลายมาเป็นสิ่งสำคัญในด้านหุ่นยนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพัฒนาระบบสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน และไม่มีโครงสร้าง เช่น ฟาร์มอินทผลัม”
“วิธีการที่ขับเคลื่อนด้วย AI เหล่านี้ทำให้ระบบปรับตัว และปรับปรุงได้ตามกาลเวลา” เขากล่าวเสริม “AI จะมีบทบาทสำคัญในการเพิ่มผลผลิตโดยการเรียนรู้จากข้อมูลการปฏิบัติงาน และปรับปรุงประสิทธิภาพของหุ่นยนต์อย่างต่อเนื่องในงานด้านการเกษตรที่หลากหลาย”
เพื่อรองรับความสามารถในการปรับตัวนี้ หุ่นยนต์ของทีม KAUST ยังติดตั้งระบบที่ใช้การมองเห็น และเซ็นเซอร์ต่างๆ มากมาย รวมถึงเซ็นเซอร์วัดแรง/แรงบิดที่ข้อต่อแต่ละจุด ส่วนประกอบเหล่านี้จะวัดปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพระหว่างการจัดการและให้ข้อมูลตอบรับแบบเรียลไทม์เพื่อชี้นำการกระทำของหุ่นยนต์
ในทำนองเดียวกันกับที่เกษตรกรต้องใช้แรงกดที่ปลายนิ้วเพื่อรับรู้ว่าพวกเขาหยิบอินทผลัมได้ถูกต้องหรือไม่ เซ็นเซอร์เหล่านี้ยังช่วยให้หุ่นยนต์สามารถประเมินคุณภาพในการหยิบผลไม้แต่ละผลได้
เพื่อปรับปรุงความสามารถในการเรียนรู้ของระบบให้ดียิ่งขึ้น อินพุตของมนุษย์มีบทบาทสำคัญ การสาธิตการเก็บเกี่ยวต้นอินทผลัม การผสมเกสร และการบำรุงรักษาต้นไม้ถือเป็นข้อมูลตอบรับอันมีค่าสำหรับการปรับปรุงโมเดล AI
ระบบจะพัฒนาไปตามกาลเวลาด้วยการบูรณาการข้อมูลทางประสาทสัมผัสเข้ากับความเชี่ยวชาญของมนุษย์อย่างต่อเนื่อง ซึ่งก็คล้ายกับมนุษย์ฝึกหัดที่ได้รับทักษะผ่านประสบการณ์ปฏิบัติที่ได้รับการชี้นำและเข้มข้น
อย่างไรก็ตาม ความท้าทายที่สำคัญคือจะปรับใช้ระบบเหล่านี้ในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งตามธรรมชาติได้อย่างน่าเชื่อถือได้อย่างไร รศ.Park กล่าวว่านี่คือจุดที่โมเดล AI และเทคโนโลยีการตรวจจับจะต้องพิสูจน์ตัวเอง
“ระบบกล้องที่เราใช้อยู่ในปัจจุบันได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งในโดเมนที่ซับซ้อนอื่นๆ เช่น หุ่นยนต์ใต้น้ำ ซึ่งได้รับการรับรองในโครงการอื่นๆ ในห้องแล็บของเรา” เขากล่าว
“อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ได้ระดับความแม่นยำที่จำเป็นสำหรับการตรวจจับอินทผลัมที่แม่นยำในสภาพแวดล้อมทางการเกษตรกลางแจ้ง เรายังกำลังสำรวจโหมดการตรวจจับเพิ่มเติม รวมถึง LiDAR (การตรวจจับแสงและการวัดระยะ) เพื่อปรับปรุงความทนทานภายใต้สภาวะแวดล้อมที่หลากหลาย”
เขาสังเกตว่า “ความพยายามเหล่านี้บูรณาการอย่างใกล้ชิดกับการปรับปรุงซ้ำๆ ของโมเดล AI ของเรา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเราเก็บรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติมในระหว่างการทดลองภาคสนามที่กำลังจะมีขึ้น เพื่อให้แน่ใจว่าการจำแนกพันธุ์อินทผลัมและระดับความสุกนั้นแม่นยำและเชื่อถือได้”
เนื่องจากซาอุดีอาระเบียเริ่มนำ AI มาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากขึ้น จึงเกิดความกังวลว่าระบบอัตโนมัติจะมาแทนที่แรงงานมนุษย์ อย่างไรก็ตาม รศ.Park เน้นย้ำว่าเทคโนโลยีนี้มีไว้เพื่อเสริม ไม่ใช่มาแทนที่ความเชี่ยวชาญของมนุษย์
“เกษตรกรผู้ปลูกอิทผลัมที่มีประสบการณ์ยังคงขาดไม่ได้ในการพัฒนาแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด และดูแลการดำเนินงานในแต่ละวัน” เขากล่าว “เป้าหมายหลักของระบบคือการลดความต้องการทางกายภาพในการเก็บเกี่ยวในขณะที่ทำให้เทคโนโลยีขั้นสูงเข้าถึงได้แม้แต่สำหรับเกษตรกรรายย่อย”
“นอกเหนือจากวัตถุประสงค์ทางเทคนิคแล้ว โครงการยังมีเป้าหมายที่จะปลูกฝังบุคลากรที่มีความสามารถในท้องถิ่นและดึงดูดผู้เชี่ยวชาญระดับโลก ส่งเสริมการพัฒนาที่ยั่งยืน และส่งเสริมการแลกเปลี่ยนความรู้ภายในสาขาหุ่นยนต์ทางการเกษตร”
เมื่อมองไปข้างหน้า ทีม KAUST กำลังเตรียมพร้อมสำหรับการตรวจสอบในโลกแห่งความเป็นจริง ในระหว่างการทดลองภาคสนามในปี 2025 รศ.Park กล่าวว่าทีมวิจัยตั้งเป้าที่จะตรวจสอบการออกแบบระบบหุ่นยนต์ในปีแรกภายใต้เงื่อนไขการทำฟาร์มในโลกแห่งความเป็นจริง และรวบรวมข้อมูลอย่างครอบคลุมเพื่อปรับปรุงโมเดล AI ให้ดียิ่งขึ้น
“การทดลองเหล่านี้มีความจำเป็นต่อการประเมินผลการทำงานของระบบ การเสริมสร้างความแข็งแกร่ง และการเร่งความคืบหน้าในการนำไปใช้งานจริงเต็มรูปแบบตลอดช่วงเวลาการพัฒนาสามปีที่วางแผนไว้” เขากล่าว
“เราตั้งใจจะทำการทดลองภาคสนามในทุกฤดูกาลเก็บเกี่ยวอินทผลัม แม้ว่างานวิศวกรรมส่วนใหญ่จะทำในห้องปฏิบัติการหุ่นยนต์ของ KAUST แต่การทดลองเหล่านี้มีความสำคัญต่อการทดสอบและยืนยันระบบหุ่นยนต์ในสภาพแวดล้อมทางการเกษตรในทางปฏิบัติ”
