นวัตกรรมเพื่อนชาวนา อากาศยานไร้คนขับเพื่อการหว่านข้าว

โดย...วันพรรษา อภิรัฐนานนท์ ภาพ : มหาวิทยาลัยรังสิต

 ประเทศไทยเป็นประเทศกสิกรรม ดีใจที่ได้รู้ว่า กระบวนการคิดเชิงออกแบบในวันนี้ อย่างน้อยก็ต่อยอดอยู่บนรากฐานความเข้าใจและความต้องการของผู้คนอย่างแท้จริง

 ล่าสุดคืออากาศยานไร้คนขับเพื่อการหว่านข้าวของวิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยรังสิต ที่คว้ารางวัลชนะเลิศ โครงการ “รางวัลนักคิดสิ่งประดิษฐ์รุ่นใหม่ 2560” ประเภทอุดมศึกษา จากสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.)

 อากาศยานไร้คนขับ หรือโดรนเพื่อการหว่านข้าว เป็นการต่อยอดโครงการนวัตกรรมอากาศยานไร้คนขับเพื่อการหว่านข้าวเพื่อทดแทนแรงงานคนของนักศึกษามหาวิทยาลัยรังสิตจากรุ่นต่อรุ่น ถึงปัจจุบันคือรุ่นที่ 3 ที่นำแนวคิดของรุ่นพี่มาพัฒนาต่อยอดจนประสบความสำเร็จ สามารถคว้ารางวัลสุดยอดของวงการสิ่งประดิษฐ์บ้านเราได้ในที่สุด

 ดร.พิพัฒน์พงศ์ วัฒนวันยู รองคณบดีฝ่ายวิจัยและวิเทศน์สัมพันธ์ วิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์ อาจารย์ที่ปรึกษาโครงการ เล่าให้ฟังว่า โดรนเพื่อการหว่านข้าวมีวัตถุประสงค์การคิดค้นเพื่อเป็นทางเลือกให้แก่เกษตรกรชาวนา สำหรับการใช้เป็นเครื่องมือและเทคโนโลยีทดแทนแรงงานคน เพิ่มประสิทธิภาพนาหว่านให้เหมือนนาดำ โดยอาศัยเทคนิคในการควบคุมเครื่องหรือการควบคุมโดรนให้หว่านเมล็ดพันธุ์ข้าวในจุดหรือตำแหน่งที่ต้องการอย่างแม่นยำ

 วรรณชนก รัศมี นักศึกษาชั้นปีที่ 2 สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้า วิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยรังสิต เล่าว่า จากเดิมที่โดรนหว่านได้แต่เฉพาะข้าวเปลือก ก็พัฒนาให้หว่านปุ๋ยเม็ดและเมล็ดพันธุ์อื่นๆ ได้ด้วย นอกจากนี้ ยังได้ปรับปรุงกลไกการทำงาน ระบบการควบคุม ระบบโครงสร้างและวัสดุที่นำมาใช้ให้มีน้ำหนักเบาแต่แข็งแรงคงทน ที่สำคัญคือการปรับสมดุลการบินและการหว่านข้าวให้แม่นยำ

 “การใช้อากาศยานไร้คนขับเพื่อการหว่านข้าว เปรียบเทียบกับการใช้แรงงานคน สามารถช่วยลดเมล็ดพันธุ์ในการเพาะปลูกได้อย่างชัดเจน”

 จากการทดลองในแปลงนาสาธิต พบว่า ถ้าเป็นนาโดรนใช้ข้าวเปลือก 12 กิโลกรัม/ไร่ เมล็ดพันธุ์เรียงเป็นแถวและกระจายอย่างสม่ำเสมอ ลักษณะคล้ายการใช้เครื่องดำนา ขณะที่การใช้แรงงานคน ต้องใช้ข้าวเปลือกสูงถึง 30 กิโลกรัม/ไร่ เมล็ดพันธุ์กระจายตัวไม่สม่ำเสมอ ไม่เป็นแนวเป็นแถวอีกต่างหาก

 ดร.พิพัฒน์พงศ์ เล่าเสริมว่า ผลจากแปลงนาทดสอบยังพบว่า อัตราการเจริญเติบโตของต้นกล้าในแปลงนาโดรนดีกว่านาหว่าน เนื่องจากต้นกล้าไม่กระจุกตัว ไม่เกิดปัญหาแย่งสารอาหารกันเอง ลดการสูญเสียของเมล็ดพันธุ์ โดยปกติพื้นที่ 1 ไร่ โดรนบินมาเติมเมล็ดพันธุ์ข้าว 4 รอบ

 หัวใจคือกลไกในการออกแบบ เพื่อฟังก์ชั่นการใช้งานของโดรนให้เอื้อต่อการทำงานในนาข้าวจริงๆ นั่นเอง ได้แก่ การตวงข้าวต่อการหมุน (Cam-Follower) การออกแบบใช้หลักวิศวกรรมเครื่องกล ในการออกแบบการเปิด-ปิดที่บรรจุเมล็ดพันธุ์ ทั้งนี้ เปย์โหลดหรือน้ำหนักบรรทุกต่อรอบเที่ยวบิน 4 กิโลกรัม แต่น้ำหนักที่ดีที่สุดสำหรับการตวงข้าวต่อ 1 รอบเที่ยวบินคือ 1 กิโลกรัม เพราะจะทำให้อากาศยานมีความสามารถในการทรงตัวและเสถียร

 “กว่าจะบินได้ขนาดนี้ ก็ทั้งตกทั้งหล่นมาหลายรอบ แต่ทุกครั้งที่ประสบปัญหา เราเรียนรู้จากมัน ทั้งการปรับสัญญาณจากจีพีเอส หรือการปรับเพิ่มจำนวนใบพัดและการปรับเส้นผ่าศูนย์ของใบพัด จาก 4 ใบพัด เพิ่มเป็น 6 ใบพัด เป็นต้น”

 เชษฐา สีสอน นักศึกษาชั้นปีที่ 2 สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้า วิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยรังสิต เล่าว่า ดีใจและภูมิใจที่สามารถต่อยอดงานนวัตกรรมที่สามารถช่วยชาวนาได้อย่างแท้จริง โดรนหว่านข้าวที่คิดค้นสามารถใช้งานได้ครอบคลุมและมีประสิทธิภาพสูง ปัจจุบันแม้ต้นทุนการผลิตต่อชิ้นจะยังค่อนข้างสูง แต่ในอนาคตเชื่อว่าจะสามารถผลิตในเชิงพาณิชย์ได้

 “ประเทศเราน่าจะส่งเสริมเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นจากฝีมือคนไทยมาใช้ในการเกษตร เพื่อเป็นเครื่องทุ่นแรงให้แก่เกษตรกร เปลี่ยนแนวคิดการทำเกษตรแบบดั้งเดิม ให้เป็นเกษตรแนวใหม่ เกษตรอัจฉริยะ” เชษฐาเล่า

 ในอนาคต สิ่งประดิษฐ์เครื่องอากาศยานไร้คนขับเพื่อเกษตรกรจะไม่หยุดเพียงแค่นี้ แต่จะบุกเดินสู่เวทีการประกวดระดับโลก ก้าวต่อไปคือเวทีที่เป็นความฝันของนักประดิษฐ์ทั่วโลก นั่นคือ เจนีวาอวอร์ด สวิตเซอร์แลนด์ ซึ่งจัดการแข่งขันมาถึงปีนี้เป็นปีที่ 46 แม้ปัจจุบันยังไม่มีการสนับสนุนที่ชัดเจนจากหน่วยงานรัฐหรือเอกชน หาก ดร.พิพัฒน์พงศ์ ก็ยังเชื่อมั่น