มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ (มจพ.) ร่วมมือกับสำนักงานคณะกรรมการอ้อยและน้ำตาลทราย (สอน.)ได้พัฒนา

"โครงการพัฒนาต้นแบบเครื่องจักรกลการเกษตรเพื่อการจัดการวัชพืชชนิดใหม่"เพื่อยกระดับอุตสาหกรรมอ้อยสู่เกษตรอัจฉริยะตามยุทธศาสตร์ชาติต้นแบบเครื่องจักรกลนี้ถูกออกแบบมาเพื่อกำจัดวัชพืชอย่างแม่นยำด้วยเทคโนโลยี AI และเลเซอร์ โดยสามารถทำงานได้ในสภาพแวดล้อมจริงของแปลงอ้อย

การออกแบบและสมรรถนะของเครื่องจักร

• ตัวเครื่องมีโครงสร้างหลักที่ทำจากอลูมิเนียมโปรไฟล์อุตสาหกรรม ขนาด 40×40 มม. และ 40×80 มม. ซึ่งมีคุณสมบัติแข็งแรงและน้ำหนักเบา ตัวเครื่องต้นแบบมีน้ำหนักรวมไม่เกิน 200 กิโลกรัม เพื่อให้เคลื่อนที่ได้อย่างคล่องตัวและลดปัญหาการจมในดินอ่อน สามารถถอดประกอบได้ง่ายเพื่อความสะดวกในการขนย้ายและซ่อมบำรุง
• ระบบขับเคลื่อนเป็นแบบ 4 ล้อ โดยใช้มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงชนิดมีเกียร์ในตัว รุ่น MY1016Z กำลัง 250W แรงดัน 24VDC จำนวน 4 ตัว (หนึ่งตัวต่อล้อ) ซึ่งให้แรงบิดสูงถึง 31.8 N-m ต่อมอเตอร์ และติดตั้งโช้คอัพเพื่อช่วยลดแรงกระแทก ทำให้เคลื่อนที่ได้อย่างมีเสถียรภาพในพื้นที่ขรุขระ
• ด้านพลังงาน ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมฟอสเฟต (LiFePO4) 24V 314Ah เป็นแหล่งพลังงานหลัก ร่วมกับแผงโซลาร์เซลล์ JINKO 580W N-Type และตัวควบคุมการชาร์จแบบ MPPT ซึ่งช่วยเสริมการทำงานและเพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จไฟในสภาพแสงที่หลากหลาย เครื่องสามารถปฏิบัติงานต่อเนื่องได้ประมาณ 4 ชั่วโมง 47 นาที ต่อการชาร์จเต็มหนึ่งครั้ง
• สำหรับระบบกำจัดวัชพืชอัจฉริยะ ติดตั้งแขนกลเดลตา (Delta Robot) 2 ชุด พร้อมโมดูลเลเซอร์กำลัง 5W สำหรับทำลายวัชพืชอย่างเฉพาะจุด ระบบนี้ใช้หลักการโฟกัสพลังงานแสงเลเซอร์ให้มีความหนาแน่นสูงพอที่จะทำลายเซลล์พืช ทำให้วัชพืชหยุดการเจริญเติบโต

การทดสอบและผลลัพธ์

ทีมวิจัยได้ลงพื้นที่สำรวจและจัดทำฐานข้อมูลวัชพืชในแปลงอ้อยรวม 20 แปลงใน 4 จังหวัดสำคัญ ได้แก่ กาญจนบุรี, อุดรธานี, สระแก้ว และกำแพงเพชร ซึ่งข้อมูลนี้ถูกนำไปสร้างเป็นฐานข้อมูลเพื่อพัฒนาอัลกอริทึมสำหรับระบบการมองเห็นของเครื่องจักร (Machine Vision) และใช้ในการพัฒนาโครงการในปีงบประมาณ 2569 ต่อไป จากการสำรวจพบว่าวัชพืชประเภทใบแคบมีสัดส่วนมากที่สุด คิดเป็น 55.45% ของวัชพืชทั้งหมดที่พบ

ในส่วนของการทดสอบการทำงานของเครื่องจักรในแปลงตัวอย่างที่จังหวัดกาญจนบุรี ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าระบบสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ระบบเลเซอร์มีความแม่นยำสูงถึง 91.66% จากการทดสอบ 2 วัน นอกจากนี้ ระบบขับเคลื่อนยังสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างมีเสถียรภาพบนพื้นผิวที่หลากหลาย เช่น ดินร่วน ดินแข็ง และพื้นผิวขรุขระ