“โดรนหว่านเมล็ดพันธุ์” มทส.หนุนเกษตรสมาร์ทฟาร์ม

อีกหนึ่งผลงานวิจัยด้วยสมองและสองมือ ของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี

เมื่อเร็วๆ นี้ รศ.ดร.บุญชัย วิจิตรเสถียร รองอธิการบดีฝ่ายยุทธศาสตร์ แผน และงบประมาณ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี (มทส.) เป็นประธานแถลงข่าวพร้อมสาธิตผลงานวิจัย “เครื่องหว่านเมล็ดพันธุ์อัตโนมัติโดยใช้อากาศยานไร้คนขับ” ณ แปลงสาธิต ฟาร์มมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี

ผลงานดังกล่าวเป็นของผศ.ดร.รังสรรค์ ทองทา อาจารย์ประจำสาขาวิชาวิศวกรรมโทรคมนาคม สำนักวิชา วิศวกรรมศาสตร์ และนายปัญญา หันตุลา นักศึกษาปริญญาเอก สาขาวิชาวิศวกรรมโทรคมนาคม มทส.

ผศ.ดร.รังสรรค์ เผยถึงแนวคิดในการประดิษฐ์เครื่องหว่านเมล็ดพันธุ์อัตโนมัติโดยใช้อากาศยานไร้คนขับว่า เป็นการศึกษาวิจัยภายใต้โครงการออกแบบและพัฒนานวัตกรรมเพื่อพัฒนาเศรษฐกิจในยุคดิจิทัล โดยเบื้องต้นได้ศึกษาและออกแบบเป็นเครื่องหว่านเมล็ดพันธุ์ข้าวแบบอัตโนมัติ ใช้ระยะเวลาในการศึกษาวิจัยและออกแบบ 4 เดือน

แบ่งการศึกษาเป็น 2 ส่วน ได้แก่ ศึกษา อากาศยานไร้คนขับ (UAV) หรือโดรน ที่สามารถบินตามเส้นทางที่กำหนดได้โดยอัตโนมัติ พร้อมพัฒนาอุปกรณ์สำหรับโปรยเมล็ดพันธุ์ที่เหมาะสมเพื่อติดตั้งบนโดรน ใช้งบฯในการประดิษฐ์อยู่ที่ 200,000 บาทต่อเครื่อง ซึ่งเป็นราคาเทียบเท่ากับโดรนทางการเกษตรที่ใช้อยู่ทั่วไป

สำหรับการออกแบบอากาศยานไร้คนขับถือเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของงานวิจัย ต้องคำนึงถึงลักษณะการนำไปใช้งาน โดยพิจารณาองค์ประกอบด้านต่าง ๆ ร่วมกัน อาทิ โครงสร้าง น้ำหนักบรรทุก ระยะเวลาในการบิน เครื่องหว่านเมล็ดพันธุ์อัตโนมัติโดยใช้อากาศยานไร้คนขับประกอบด้วย 2 ส่วนคือ 1.ตัวอากาศยานไร้คนขับหรือโดรน สร้างจากคาร์บอนไฟเบอร์ ทำให้ตัวโดรนแข็งแรงและมีน้ำหนักเบา สำหรับโดรนที่ใช้ในงานวิจัยนี้เป็นโดรนแบบหลายใบพัดหรือ Multirotor UAVs

2.อุปกรณ์โปรยเมล็ดพันธุ์ เป็นส่วนที่ทีมวิจัยได้ออกแบบและพัฒนาขึ้น โดยโครงสร้างของเครื่องหว่านเมล็ดพันธุ์ทั้งหมดทำจากพลาสติกทำให้มีน้ำหนักเบา แต่มีความแข็งแรงทนทาน

เมล็ดพันธุ์จะถูกบรรจุอยู่ในกระบะบรรจุเมล็ดพันธุ์ที่ด้านบนของอุปกรณ์โปรยเมล็ดพันธุ์ หลักจากนั้นฟันเฟืองที่อยู่ภายในของอุปกรณ์โปรยเมล็ดพันธุ์จะถูกขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์เพื่อตักเมล็ดพันธุ์และโปรยลงไปด้านล่างสามารถปรับอัตราการโปรยเมล็ดได้ตามที่ต้องการ

ตัวโดรนทำหน้าที่บินและนำพาอุปกรณ์โปรยเมล็ดพันธุ์ไปยังตำแหน่งที่ต้องการหว่านเมล็ด เมื่อถึงตำแหน่งที่กำหนดแล้วอุปกรณ์โปรยเมล็ดพันธุ์จะทำหน้าที่โปรยเมล็ดพันธุ์อย่างต่อเนื่อง ตัวโดรนจะมีมอเตอร์ไฟฟ้าที่สามารถควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ได้อย่างแม่นยำ

มอเตอร์ไฟฟ้าทุกตัวของโดรนจะรับคำสั่งจากอุปกรณ์ควบคุมการบินหรือ Flight Controller โดยมีเซนเซอร์วัดระดับทิศทางของแกนหมุนหรือ Gyroscope เพื่อปรับการทรงตัวของโดรนให้อยู่ในแนวดิ่งขณะที่กำลังบินอยู่ และรักษาตำแหน่งและทิศทางการบินด้วยระบบ GPS ทำให้สามารถรักษาเส้นทางการบินได้อย่างแม่นยำ

สามารถควบคุมโดรนได้จากรีโมทคอนโทรลซึ่งผู้ใช้งานจะต้องควบคุมเองทั้งหมด และนอกจากใช้รีโมทคอนโทรลแล้ว ยังสามารถตั้งโปรแกรมการบินอัตโนมัติผ่านโปรแกรมคอมพิวเตอร์ได้ด้วยเช่นกัน โดยสามารถกำหนดตำแหน่ง ความเร็วและความสูงได้ เมื่อโดรนบินครบตามจุดที่กำหนดแล้วจะบินกลับมายังตำแหน่งเริ่มต้นอย่างอัตโนมัติ

สำหรับโดรนหว่านเมล็ดพันธุ์อัตโนมัติต้นแบบ กว้าง 1.2 เมตร สูงจากพื้นดิน 1 เมตร บรรทุกน้ำหนักได้สูงสุด 20 กิโลกรัม (รวมน้ำหนักตัวโดรน) สามารถหว่านเมล็ดพันธุ์ได้หลากหลายชนิด อาทิ เมล็ดข้าว เมล็ดถั่วเขียว เป็นต้น

บรรจุเมล็ดพันธุ์ได้ครั้งละ 5 กิโลกรัม ระยะเวลาบินต่อเนื่อง 15 นาที ความเร็วที่เหมาะสมคือ 1-2 เมตร/วินาที ความสูงประมาณ 2 – 3 เมตร ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของเมล็ดพืชที่ต้องการหว่าน การโปรยเมล็ดพันธุ์จะใช้เวลาประมาณ 25-30 นาทีต่อพื้นที่ 1 ไร่ ใช้เมล็ดพันธุ์ประมาณ 5 – 6 กิโลกรัม

นับเป็นอุปกรณ์ที่จะช่วยอำนวยความสะดวกและเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตสินค้าเกษตรของไทย ช่วยประหยัดเวลาและแรงงาน สอดรับนโยบายเกษตร 4.0 ของประเทศ

ทั้งนี้ ยังสามารถนำโดรนหว่านเมล็ดพันธุ์อัตโนมัติไปพัฒนาต่อยอดให้เหมาะสมกับการใช้งานประเภทอื่นๆ เช่น หว่านเมล็ดปุ๋ย โปรยสารเคมี หว่านเมล็ดพันธุ์อื่น ๆ ในโครงการปลูกป่าในพื้นที่ที่มนุษย์เข้าถึงได้ยาก