เซนเซอร์ขนาดเล็กแบบตรวจจับได้หลายโมเลกุลแก๊สด้วยการดูดซึมสเปกตรัมแสงเพื่อการเกษตรแบบแม่นยำ
ชื่อผู้แต่งข้างต้นเป็นข้อความจากระเบียนผลงาน ไม่ได้ผูกกับรหัสนักวิจัย จึงกดดูผลงานอื่นของบุคคลนี้ไม่ได้ — ในคลังนี้ 142,080 ผลงาน (63.6% ของทั้งหมด) มีชื่อผู้แต่งที่เชื่อมกับหน้าผู้แต่งได้ และ 60,298 ผลงาน (27.0%) มีผู้แต่งที่ผูกกับรหัสนักวิจัยจริง ส่วนอีก 81,382 ผลงานไม่มีข้อมูลผู้แต่งเลย (มีชื่อผู้แต่งเป็นข้อความอยู่ 142,009 ผลงาน = 63.5%)
บทคัดย่อ
การเกษตรแม่นยำสูง (Precision farming) กำลังจะเป็นหนึ่งในกลไกสำคัญในการเพิ่มศักยภาพทางเศรษฐกิจและคุณภาพชีวิตของประชาชน และกำลังได้รับการพัฒนาอย่างมากในหลายประเทศ [1-3] หากเราสามารถสร้างองค์ความรู้ทางวิชาการเพื่อใช้สร้างนวัตกรรมให้สามารถดูแลพืชแต่ล่ะต้นได้พอเหมาะกับความต้องการที่แท้จริง ปริมาณการใช้ปุ๋ยหรือสารเคมีจะลดลงอย่างมากและสามารถเก็บเกี่ยวและดูแลรักษาผลผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด โดยการประดิษฐ์เซนเซอร์ขนาดกะทัดรัด ซึ่งตรวจวัดแก๊สได้หลายชนิด มีค่าความจำเพาะเจาะจง (selectivity) ค่าความไว (sensitivity) ค่าช่วงการวัด (dynamic range) และอัตราส่วนของผลประโยชน์ต่อค่าใช้จ่ายที่เหมาะสม จะเป็นหนึ่งในปัจจัยที่ช่วยให้องค์ความรู้ดังกล่าวสามารถถูกนำไปใช้ได้จริงในท้ายที่สุด โดยการดูดซึมแสงของโมเลกุลต่าง ๆ ในย่านความยาวคลื่นกลางของแสงอินฟาเรดเป็นกลไกที่สามารถนำมาใช้สร้างเซนเซอร์ที่มีลักษณะดังกล่าวได้ เนื่องจากการดูดซึมแสงในย่านความยาวคลื่นนี้จะมีลักษณะต่าง ๆ กันตามการสั่นของพันธะระดับอะตอมที่ไม่เหมือนกัน เทคนิคดังกล่าวจึงเป็นการตรวจจับโมเลกุลแก๊สโดยอาศัยคุณสมบัติทางฟิสิกส์โดยตรงและนำมาซึ่งค่าความจำเพาะเจาะจงที่สูง จึงเป็นเทคนิคการวัดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการซึ่งเครื่องมือจะมีขนาดใหญ่ไม่เหมาะกับการเคลื่อนย้ายและมีต้นทุนการได้มาและการดูแลรักษาสูง ในโครงการวิจัยนี้ ผู้วิจัยจะมุ่งสร้างองค์ความรู้ใหม่และประดิษฐ์อุปกรณ์ต้นแบบที่สามารถตรวจวัดโมเลกุลแก๊สได้หลายชนิดซึ่งปล่อยออกจากพืช ผลิตผล หรือดิน ในระหว่างกระบวนการต่าง ๆ ทางการเกษตรอาทิ การการจัดการดิน การให้ปุ๋ย การเก็บเกี่ยว และการเก็บรักษา คือ ไนตรัสออกไซด์ (N2O), มีเทน (CH4), คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2), ไอน้ำ (H2O), คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO), แอมโมเนีย (NH3), เอทิลีน (C2H4), ออกซิเจน (O2), และ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) โดยจะมุ่งให้ได้องค์ความรู้ในการออกแบบและประดิษฐ์วงจรทางแสงที่สามารถใช้ตรวจวัดแก๊สดังกล่าวได้ด้วยค่าความจำเพาะเจาะจง ค่าความไว และค่าช่วงการวัดที่เหมาะสม และการนำไดโอดเปล่งแสงมาใช้กับวงจรทางแสงดังกล่าวเพื่อให้ได้มาซึ่งเซนเซอร์แบบตรวจจับได้หลายโมเลกุลแก๊สที่มีราคาไม่แพงและใช้งานได้ง่ายในท้ายที่สุด เป้าหมายในระยะยาวของการพัฒนาองค์ความรู้และการประดิษฐ์ต้นแบบเซนเซอร์ดังกล่าวคือการได้มาซึ่งข้อมูลซึ่งบ่งชี้ถึงสภาพความต้องการที่แท้จริงของพืช ผลิตผล หรือดินในระหว่างขั้นตอนต่าง ๆ ทางการเกษตร ทำให้เราสามารถใช้ทรัพยากรหรือสารเคมีในการตอบสนองต่อพืชเท่าที่จำเป็น ลดปัญหาการใช้สารเคมีอย่างมากเกินความต้องการในแต่ล่ะขั้นตอน