นักวิทยาศาสตร์จีนประยุกต์ใช้ AI ในการปรับปรุงพันธุ์ข้าว

นักวิทยาศาสตร์จีนนำเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) มาใช้ในกระบวนการปรับปรุงพันธุ์เมล็ดข้าว เพื่อให้ผลงานวิจัยสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในภาคการเกษตรได้รวดเร็วยิ่งขึ้น

ที่มณฑลไห่หนาน ผู้เชี่ยวชาญด้านการปรับปรุงพันธุ์ข้าวและวิศวกร AI ร่วมกันแก้โจทย์ที่ท้าทาย นั่นคือ การทำให้ข้าวผสมข้ามพันธุ์ ด้วยการแก้ปัญหาช่วงเวลาออกดอกของข้าว 2 สายพันธุ์ที่ไม่ตรงกัน

Zhang Guangheng นักวิจัยจากสถาบันวิจัยข้าวแห่งชาติจีน ซึ่งทำงานด้านการปรับปรุงพันธุ์ข้าวมาเกือบ 30 ปี พบปัญหาด้านการผสมเกสร เป้าหมายของเขาคือการผสมข้าวอินดิกา (indica) กับข้าวจาโปนิกา (japonica) เพื่อพัฒนาพันธุ์ใหม่ที่มีคุณภาพสูงขึ้น แต่ข้าวทั้ง 2 สายพันธุ์มีช่วงเวลาออกดอกแตกต่างกัน ส่งผลให้การผสมเกสรทำได้ยาก

ที่ผ่านมา ทีมของเขาต้องอาศัยแรงงานคนในการคำนวณช่วงเวลาออกดอกของข้าวทั้ง 2 พันธุ์ Zhang Guangheng กล่าวว่า มีนักศึกษาปริญญาโทและเอกประมาณ 40 - 50 คน เฝ้าสังเกตต้นข้าวตั้งแต่ 8.00 – 14.00 น. ทุกวัน ซึ่งเป็นงานที่เหนื่อยมาก แต่ข้อมูลที่ได้ก็ยังไม่ดีพอ

เพื่อก้าวข้ามความท้าทายนี้ เขาจึงหารือกับ Zhang Jianhua หัวหน้าทีมเทคโนโลยีหนานฝาน สถาบันวิทยาศาสตร์การเกษตรแห่งประเทศจีน ซึ่งเป็นผู้นำทีม AI ที่ทำวิจัยด้านเกษตรอัจฉริยะ ที่ฐานปรับปรุงเมล็ดพันธุ์หนานฝาน เมืองซานย่า มณฑลไห่หนาน

ทีม AI ประจำอยู่ที่ฐานนี้ตั้งแต่ปี 2021 โดยให้บริการโซลูชัน AI แบบเฉพาะทางแก่ผู้ปรับปรุงพันธุ์พืช ตั้งแต่ระบบตรวจติดตามระยะไกลผ่านอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) ไปจนถึงแว่นตา AR สำหรับระบุศัตรูพืชและโรคพืช

เพื่อช่วยงานปรับปรุงพันธุ์ข้าว ทีมวิศวกร AI ถ่ายภาพต้นข้าวในช่วงออกดอกซ้ำแล้วซ้ำเล่า และฝึกแบบจำลองขนาดใหญ่ (large language models) ให้สามารถแยกได้ว่า ดอกใด “บานพร้อมผสมเกสร” และดอกใดยังไม่พร้อม เมื่ออัลกอริทึมเริ่มเสถียร ทีมงานจึงนำโดรนมาใช้ทดสอบภาคสนามรอบแรก แต่ผลลัพธ์กลับไม่เป็นไปตามคาด เพราะถ้าบินสูงเกินไป ภาพจะไม่ชัดเจน ถ้าบินต่ำเกินไป แรงลมจากใบพัดจะรบกวนต้นข้าว Zhang Jianhua อธิบายว่า ดอกข้าวมีขนาดเล็กมาก หนากว่าเส้นผมเพียงเล็กน้อย การตรวจจับว่าดอกบานพร้อมผสมเกสรหรือไม่นั้น ต้องการความแม่นยำสูงอย่างยิ่ง

หลังการทดลองโดรนรอบแรกไม่ประสบความสำเร็จ ทีมงานจึงหันมาใช้หุ่นยนต์ พวกเขาปรับปรุงตัวเครื่องและเพิ่มกำลัง แต่เมื่อทดลองใช้งานในนาข้าว หุ่นยนต์กลับติดหล่มโคลน เพื่อแก้ปัญหานี้ Zhang Jianhua รวบรวมทีมผู้เชี่ยวชาญหลายสาขาวิชา ทั้งวิศวกรเครื่องกล ผู้เชี่ยวชาญด้านกลศาสตร์ และผู้เชี่ยวชาญอัลกอริทึม ช่วยกันวิเคราะห์และหาทางออก

ขณะนี้ ทีมกำลังทำงานร่วมกับผู้ผลิต เพื่อออกแบบล้อพิเศษที่เหมาะกับสภาพนาข้าวที่เป็นโคลน และปรับปรุงอัลกอริทึมควบคุมการเคลื่อนที่ โดยตั้งเป้าให้หุ่นยนต์สามารถทำงานอย่างราบรื่นก่อนฤดูออกดอกของข้าวในเดือนมีนาคม Zhang Guangheng กล่าวว่า ด้วยปัญญาประดิษฐ์ น่าจะสามารถระบุยีนที่ควบคุมช่วงเวลาออกดอกได้

ขณะที่ Chen Weiwei รองผู้อำนวยการฝ่ายบริหาร เมืองวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอ่าวยาจู (Yazhou Bay Science and Technology City) ต้องการให้ฐานวิจัยแห่งนี้ ดึงดูดนักวิทยาศาสตร์ทั้งจากจีนและต่างประเทศ สร้างนวัตกรรมด้านอุตสาหกรรมเมล็ดพันธุ์ ไม่เพียงผลิตเมล็ดพันธุ์ที่มากขึ้นและดีขึ้น แต่ต้องทำให้เมล็ดพันธุ์เหล่านี้ออกจากห้องทดลอง ไปสร้างประโยชน์ให้ทั้งประเทศ เขากล่าวว่า “เราไม่ได้เพาะพันธุ์แค่เมล็ดพันธุ์ แต่เรากำลังเพาะอนาคต”

คลิปข่าวจากภาคภาษาไทย ศูนย์เอเชียแอฟริกา สถานีวิทยุและโทรทัศน์ส่วนกลางแห่งประเทศจีน (CMG)