ในปัจจุบันอุตสาหกรรมในหลายๆ ด้านมีการนำอุปกรณ์และระบบอิเล็กทรอนิกส์ มาช่วยทำให้การผลิตเกิดประสิทธิภาพและประสิทธิผลมากขึ้น รวมทั้งได้ใช้เซ็นเซอร์มาช่วยทำให้เกิดระบบอัจฉริยะที่สามารถประเมินผลและ ควบคุมตนเองได้ ด้วยการส่งและรับข้อมูลต่างๆ จากทุกสิ่งที่เชื่อมต่อเข้าหากัน ซึ่งในปัจจุบันที่ได้ยินกันบ่อยๆ ก็คือ IOT (Internet Of Things) สามารถอ่านรายละเอียดเพิ่มเติมได้จาก Wikipedia เรื่อง IOT
อุตสาหกรรมเกษตรเป็นอุตสาหกรรมที่มีการนำเทคโนโลยีที่ได้กล่าวใน เบื้องต้น มาใช้งานมากขึ้นเรื่อยๆ โดยเฉพาะประเทศที่เป็นผู้นำในด้านการใช้เทคโนโลยีเพื่อการเกษตร เช่น ประเทศอิสราเอล เยอรมัน เนเธอร์แลนด์ รวมถึงสหรัฐอเมริกา เป็นต้น
เราอาจจะได้ยินเกี่ยวกับเทคโนโลยีเหล่านี้ ในชื่อต่างๆ เช่น สมาร์ท ฟาร์ม (Smart Farm) ฟาร์มอัจฉริยะ (Intelligent Farming, Autonomous Farming) เกษตรกรรมความแม่นยําสูง (Precision Farming, Precision Agriculture) รวมไปถึง การบริหารจัดการนํ้า (Water Resources Management) ทางด้านการเกษตร ทั้งหมดทั้งมวลเหล่านี้ ประกอบด้วยเทคโนโลยีหลักๆ ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์และเซ็นเซอร์ (ซึ่งถือเป็น Hardware) การจัดส่งและรับข้อมูล ไม่ว่าจะเป็นแบบมีสาย (LAN) หรือไร้สาย (Wireless LAN) และการประเมินผลด้วยโปรแกรมหรือระบบงาน (Software or Application) ซึ่งก็เป็น IOT อย่างหนึ่ง
ในที่นี้จะกล่าวถึง เซ็นเซอร์เป็นหลัก ซึ่งเป็นบทบาทสำคัญที่ทาง ศูนย์ เทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ (TMEC) ได้มีส่วนร่วมในการพัฒนาและวิจัยมาอย่างต่อเนื่อง เซ็นเซอร์ที่ทาง TMEC ได้วิจัยและพัฒนามา ได้แก่ Ion Sensitive Field Effect Transistor (ISFET หรือ เซนเซอร์ที่ใช้วัดความเข้มข้นของไอออนของสารเคมี) Pressure Sensor (เซ็นเซอร์วัดความดัน) Humidity Sensor (เซ็นเซอร์วัดความชื้น) Solar Tracker Sensor (เซ็นเซอร์ตามหาแสงอาทิตย์) เป็นต้น แต่ไม่จำกัดเพียงเท่านี้
ตัวอย่างของการใช้งานในระบบของเซ็นเซอร์ เหล่านี้
- Smart farm ในไร่อ้อย ที่มีระบบท่อน้ำหยดใต้ดินที่มีการเฝ้าระวังแบบเรียลไทม์ (Real-time Irrigation Monitoring System) จะมี Pressure Sensor ติดตั้งในท่อน้ำหยด เพื่อคอยตรวจสอบความสมบูรณ์ของท่อว่าไม่มีการรั่วไหลในท่อตั้งแต่ต้นทางจน ถึงปลายท่อ โดยมีการให้ปุ๋ยผ่านระบบน้ำหยดนี้ ซึ่งควบคุมระบบจ่ายน้ำและปุ๋ย ผ่าน เซ็นเซอร์วัด N-P-K ซึ่งถูกพัฒนาจากเซ็นเซอร์ ISFET ทำให้การใช้ทรัพยากรน้ำและสารเคมี (ปุ๋ย) เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ การจ่ายน้ำนั้นยังต้องได้ข้อมูลจากสภาพความชื้นในอากาศและในดิน ผ่านการส่งข้อมูลจาก เซ็นเซอร์วัดความชื้น (Humidity Sensor) ที่ถูกติดตั้งเหนือดินและใต้ดิน ระบบ Smart Farm นั้นได้รับพลังงานไฟฟ้าจากระบบ Solar Cell Panels หรือ แผงโซล่าร์เซลล์ ในการจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับระบบสื่อสาร ระบบเซ็นเซอร์ ปั๊มน้ำและระบบกลไกต่างๆ ทั้งหมด เพื่อให้ประสิทธิผลในการรับแสงดีที่สุด Solar Tracker Sensor ถูกนำมาใช้ในการปรับทิศทางของ Solar Cell Panels ให้ได้รับแสงอาทิตย์ได้มากที่สุดตลอดทั้งวันประดิษฐ์ เป็นพีเอชโพรบที่สามารถใช้งานได้อย่างทนทาน ทั้งในห้องปฏิบัติการและภาคสนาม ตอบสนองต่อการวัดอย่างรวดเร็ว แม่นยำ เหมาะสำหรับใช้วัดตัวอย่างจำนวนมากต่อวัน สามารถวัดค่าพีเอชในตัวอย่างที่เป็นของเหลวมีความหนืดสูงตลอดจนสารกึ่งแข็ง กึ่งเหลว ในงานด้านการเกษตร สิ่งแวดล้อม อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม
- อิสเฟสชิพขนาดเล็ก สามารถฝังอยู่ในระบบ Microfluidic เหมาะสำหรับวัดค่าพีเอชในตัวอย่างสารจำนวนน้อย
- ประยุกต์ใช้งานเป็นตัวตรวจวัดทางด้านเคมีชนิดต่างๆ โดยการตรึงสารพอลิเมอร์ชนิดต่างๆ ลงบนผิวหน้าอุปกรณ์ ISFET เช่น ไนเตรดเซนเซอร์ ฟอสเฟสเซนเซอร์ โพแทสเซียมเซนเซอร์ ฯลฯ
- ประยุกต์ใช้งานเป็นตัวตรวจวัดทางด้านชีวะภาพชนิดต่างๆ โดยการตรึงแอนติบอดีชนิดต่างๆ ลงบนผิวหน้าอุปกรณ์ ISFET เช่น ตรวจวัดกรุ๊ปเลือด ตรวจวัดไมโครอัลบูมิน ตัวตรวจวัดอีโคไล กลูโคส ฯลฯ
