เลือกใช้เซ็นเซอร์วัดความชื้นในดินที่มีราคาประหยัดกว่าเดิม

โคลลีน โจเซฟสัน ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ ได้สร้างต้นแบบแท็กคลื่นความถี่วิทยุแบบพาสซีฟที่สามารถฝังไว้ใต้ดินและสะท้อนคลื่นวิทยุจากเครื่องอ่านที่อยู่เหนือพื้นดิน ไม่ว่าจะเป็นแบบที่คนถือ แบบที่ติดตั้งบนโดรน หรือแบบที่ติดตั้งบนยานพาหนะ เซ็นเซอร์นี้จะบอกเกษตรกรว่าดินมีความชื้นมากน้อยเพียงใด โดยพิจารณาจากระยะเวลาที่คลื่นวิทยุใช้ในการเดินทาง
เป้าหมายของโจเซฟสันคือการส่งเสริมการใช้เทคโนโลยีการสำรวจระยะไกลในการตัดสินใจด้านการชลประทาน
โจเซฟสันกล่าวว่า “แรงจูงใจหลักคือการปรับปรุงความแม่นยำในการชลประทาน การศึกษาหลายทศวรรษแสดงให้เห็นว่า เมื่อคุณใช้ระบบชลประทานที่ขับเคลื่อนด้วยเซ็นเซอร์ คุณจะประหยัดน้ำและรักษาผลผลิตให้อยู่ในระดับสูงได้”
อย่างไรก็ตาม เครือข่ายเซ็นเซอร์ในปัจจุบันมีราคาแพง เนื่องจากต้องใช้แผงโซลาร์เซลล์ สายไฟ และการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต ซึ่งอาจมีค่าใช้จ่ายหลายพันดอลลาร์สำหรับแต่ละจุดตรวจวัด
ข้อจำกัดก็คือ เครื่องอ่านจะต้องเดินผ่านในระยะใกล้กับแท็ก เธอประเมินว่าทีมของเธอสามารถทำให้มันทำงานได้ในระยะ 10 เมตรเหนือพื้นดิน และลึกถึง 1 เมตรในดิน
โจเซฟสันและทีมของเธอได้สร้างต้นแบบแท็กที่ประสบความสำเร็จแล้ว ซึ่งปัจจุบันเป็นกล่องขนาดประมาณกล่องรองเท้า บรรจุแท็กความถี่วิทยุที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ AA สองก้อน และเครื่องอ่านที่ติดตั้งอยู่เหนือพื้นดิน
เธอได้รับทุนสนับสนุนจากมูลนิธิเพื่อการวิจัยด้านอาหารและการเกษตร และวางแผนที่จะทำการทดลองซ้ำโดยใช้ต้นแบบขนาดเล็กกว่า และผลิตออกมาหลายสิบชิ้นให้เพียงพอสำหรับการทดลองภาคสนามในฟาร์มเชิงพาณิชย์ การทดลองจะดำเนินการกับผักใบเขียวและผลเบอร์รี่ เนื่องจากเป็นพืชหลักในหุบเขาซาลินาสใกล้กับซานตาครูซ เธอกล่าว
เป้าหมายหนึ่งคือการตรวจสอบว่าสัญญาณจะเดินทางผ่านเรือนยอดไม้ได้ดีแค่ไหน ณ ขณะนี้ ที่สถานีวิจัย พวกเขาได้ฝังแท็กไว้ใกล้กับท่อน้ำหยดลึกถึง 2.5 ฟุต และได้ค่าการวัดดินที่แม่นยำแล้ว
ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบชลประทานในภาคตะวันตกเฉียงเหนือต่างชื่นชมแนวคิดนี้ — ระบบชลประทานแบบแม่นยำนั้นมีราคาแพงจริง — แต่ก็ยังมีข้อสงสัยมากมาย
เชต ดูฟอลต์ เกษตรกรที่ใช้ระบบชลประทานอัตโนมัติ ชอบแนวคิดนี้ แต่ลังเลใจเพราะต้องใช้แรงงานมากในการนำเซ็นเซอร์เข้าไปใกล้กับแท็ก
“ถ้าคุณต้องส่งคนอื่นไป หรือส่งตัวเองไป... คุณสามารถใช้เครื่องมือตรวจวัดดินได้ภายใน 10 วินาทีอย่างง่ายดาย” เขากล่าว
ทรอย ปีเตอร์ส ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมระบบชีวภาพแห่งมหาวิทยาลัยวอชิงตันสเตท ตั้งคำถามว่า ประเภทของดิน ความหนาแน่น เนื้อสัมผัส และความขรุขระ มีผลต่อค่าที่วัดได้อย่างไร และแต่ละสถานที่จำเป็นต้องได้รับการปรับเทียบแยกกันหรือไม่
เซ็นเซอร์หลายร้อยตัวที่ติดตั้งและดูแลรักษาโดยช่างเทคนิคของบริษัท สื่อสารกันทางวิทยุกับตัวรับสัญญาณเพียงตัวเดียวที่ใช้พลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งอยู่ห่างออกไปได้ถึง 1,500 ฟุต จากนั้นตัวรับสัญญาณจะส่งข้อมูลไปยังระบบคลาวด์ อายุการใช้งานแบตเตอรี่ไม่ใช่ปัญหา เพราะช่างเทคนิคเหล่านั้นจะไปตรวจสอบเซ็นเซอร์แต่ละตัวอย่างน้อยปีละครั้ง
เบน สมิธ ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิคระบบชลประทานของบริษัทเซมิออส กล่าวว่า ต้นแบบของโจเซฟสันนั้นย้อนกลับไปเมื่อ 30 ปีที่แล้ว เขาจำได้ว่าในสมัยนั้นระบบถูกฝังอยู่ใต้ดินโดยมีสายไฟเปลือยอยู่ ซึ่งคนงานจะต้องเสียบสายเข้ากับเครื่องบันทึกข้อมูลแบบพกพาด้วยตนเอง
เซ็นเซอร์ในปัจจุบันสามารถวิเคราะห์ข้อมูลเกี่ยวกับน้ำ สารอาหาร สภาพอากาศ ศัตรูพืช และอื่นๆ ได้อย่างละเอียด ตัวอย่างเช่น เครื่องตรวจวัดดินของบริษัทจะทำการวัดทุกๆ 10 นาที ทำให้นักวิเคราะห์สามารถสังเกตแนวโน้มต่างๆ ได้