นักวิจัยพัฒนาเทคนิคประเมินความสุกของผลไม้ได้โดยไม่ต้องจับ เพียงวิเคราะห์สัญญาณจาก “ใบไม้” ที่อยู่บนต้น เทคโนโลยีนี้ช่วยลดการช้ำเสีย เพิ่มความแม่นยำในการเก็บเกี่ยว
การเกษตรกำลังก้าวสู่ยุคใหม่ ด้วยเทคโนโลยีที่ไม่รุกรานล่าสุดจากนักวิจัยยุโรปที่สามารถ คาดการณ์ความสุกของผลไม้ได้อย่างแม่นยำ เพียงแค่การวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีในใบพืช ซึ่งช่วยให้เกษตรกรสามารถตัดสินใจเก็บเกี่ยวได้อย่างเหมาะสมที่สุด เพื่อลดการสูญเสียในระบบอาหารตั้งแต่ในสวนจนถึงผู้บริโภค
ใบไม้ช่วยสะท้อนการเปลี่ยนแปลงของผลไม้
งานวิจัยนี้เป็นผลงานของทีมนักวิทยาศาสตร์จาก มหาวิทยาลัยโรร่า อี เวอร์จิลี (Universitat Rovira i Virgili - URV) ในสเปน ซึ่งได้พัฒนาเทคนิคการถ่ายภาพสเปกโทรสโกปีแบบใกล้ตัว (Near-infrared spectroscopy - NIRS) เพื่อวิเคราะห์ทางเคมีโดยไม่ทำลายตัวอย่าง โดยชี้ให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในใบพืชเป็นตัวบ่งชี้ที่เชื่อถือได้ในการคาดการณ์ระดับความสุกของผลไม้ล่วงหน้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นการพลิกโฉมการประเมินความพร้อมของผลผลิตแบบดั้งเดิมที่ต้องสุ่มตรวจในผลไม้โดยตรง
ความสัมพันธ์ของใบกับการสุกงอม
วิธีการนี้อาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีขณะที่ผลไม้สุกงอมนั้น สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในใบของพืชชนิดเดียวกัน นักวิจัยใช้เครื่องมือสเปกโตรมิเตอร์ (spectrometer) วัดปริมาณแสงที่สะท้อนหรือถูกดูดซับ เพื่อวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของ สารสี และ น้ำตาล ในเซลล์ใบ ข้อมูลจากการสแกนใบจะถูกป้อนเข้าสู่แบบจำลองทางคณิตศาสตร์หรือ อัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่อง (Machine Learning algorithm) เพื่อคาดการณ์วันเก็บเกี่ยวที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งเป็นช่วงที่ผลไม้มีความสุกในระดับที่ต้องการ วิธีการนี้ไม่เพียงแต่ให้ข้อมูลที่แม่นยำ แต่ยังเป็นวิธีการที่ไม่รุกราน (non-destructive) ที่ไม่สร้างความเสียหายให้กับพืชหรือผลผลิตเลย
การใช้สเปกโทรสโกปี (Spectroscopy) ซึ่งเป็นวิธีวิเคราะห์การดูดกลืนและสะท้อนของแสงในช่วงความยาวคลื่นต่าง ๆ เมื่อนำแสงไปส่องที่ใบไม้ ระบบจะตรวจจับสัญญาณที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบทางเคมี เช่น น้ำตาล เม็ดสี และสารประกอบอินทรีย์อื่น ๆ ข้อมูลเหล่านี้สามารถนำมาวิเคราะห์ร่วมกับแบบจำลองทางสถิติและระบบปัญญาประดิษฐ์ เพื่อคาดการณ์ระดับความสุกของผลไม้ที่อยู่บนต้นเดียวกันได้อย่างแม่นยำ โดยไม่ต้องเด็ดผลหรือกดสัมผัสผิวผลไม้ซึ่งเสี่ยงต่อการเกิดรอยช้ำ
ไม่สัมผัสผลไม้ ลดความเสียหายจากการช้ำเสีย
การนำเทคโนโลยีนี้มาใช้จะแตกต่างจากวิธีดั้งเดิมที่ต้องเก็บตัวอย่างผลไม้มาผ่า ตรวจ หรือบีบเพื่อประเมินความสุก วิธีการเดิมไม่เพียงทำให้ผลไม้เสียหาย แต่ยังใช้เวลานานและไม่สามารถตรวจได้ทุกลูกในแปลงเพาะปลูก ในทางตรงกันข้าม การสแกนใบไม้สามารถทำได้ซ้ำหลายครั้งตลอดช่วงการเจริญเติบโต ช่วยให้เกษตรกรติดตามพัฒนาการของผลไม้แบบต่อเนื่อง และเลือกช่วงเวลาเก็บเกี่ยวที่เหมาะสมที่สุด
นักวิจัยยังชี้ให้เห็นว่า เทคนิคนี้มีศักยภาพในการลดการสูญเสียหลังการเก็บเกี่ยว ซึ่งเป็นปัญหาใหญ่ในภาคการเกษตรและอุตสาหกรรมอาหารทั่วโลก การเก็บเกี่ยวผลไม้ที่ยังไม่สุกหรือสุกเกินไป ส่งผลให้คุณภาพลดลง อายุการเก็บรักษาสั้น และเกิดของเสียจำนวนมาก เมื่อสามารถประเมินความสุกได้แม่นยำตั้งแต่ในสวน จะช่วยให้ผลไม้เข้าสู่กระบวนการขนส่งและกระจายสินค้าในช่วงเวลาที่เหมาะสม ลดปัญหาผลไม้เน่าเสียระหว่างทาง และเพิ่มโอกาสที่ผู้บริโภคจะได้รับผลไม้คุณภาพดี
อนาคตของการเกษตรอัจฉริยะ
นักวิจัยไม่ได้หยุดอยู่แค่ในห้องทดลอง พวกเขาผลักดันเทคโนโลยีนี้สู่อุปกรณ์สแกนพกพาขนาดเล็ก (handheld device) ที่มีความทนทาน ใช้งานง่าย และราคาเข้าถึงได้ เพื่อให้เกษตรกรนำไปใช้ในสวนได้ทันที โดยมีเป้าหมายในการเป็นเครื่องมือมาตรฐานในการตรวจสอบความสุกของผลไม้ทุกชนิด เพื่อบูรณาการเทคโนโลยีนี้เข้ากับระบบเกษตรแม่นยำ (Precision Agriculture) ที่จะเป็นรากฐานของการทำฟาร์มที่ยั่งยืนในอนาคต
สรุปได้ว่า เทคโนโลยี "สแกนใบ" เพื่อคาดการณ์ความสุกของผลไม้ คือ คำตอบสำหรับปัญหาความไม่แน่นอนของคุณภาพผลผลิต งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าข้อมูลทางเคมีในใบคือตัวชี้วัดที่แม่นยำและเชื่อถือได้ ในการระบุช่วงเวลาเก็บเกี่ยวที่สมบูรณ์แบบ ประโยชน์ครอบคลุมตั้งแต่การลดการขาดทุนของเกษตรกร ไปจนถึงการส่งมอบผลไม้คุณภาพสูงสู่ตลาดโลก
เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร
ที่มาข้อมูล: newatlas, diaridigital, phys, technologynetworks
ที่มาภาพ: diaridigital
อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
