Original Title: Incorporating Artificial Intelligence Technology in Smart Greenhouses: Current State of the Art
Source: doi.org/10.3390/app13010014
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការបញ្ចូលបច្ចេកវិទ្យាបញ្ញាសិប្បនិម្មិតក្នុងផ្ទះកញ្ចក់ឆ្លាតវៃ៖ ស្ថានភាពបច្ចុប្បន្ន

ចំណងជើងដើម៖ Incorporating Artificial Intelligence Technology in Smart Greenhouses: Current State of the Art

អ្នកនិពន្ធ៖ Chrysanthos Maraveas (Agricultural University of Athens)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2023

វិស័យសិក្សា៖ Agricultural Engineering

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះដោះស្រាយបញ្ហានៃតម្រូវការបង្កើនទិន្នផលដំណាំ ប្រសិទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់ទឹកនិងជី និងការកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិតនៅក្នុងវិស័យកសិកម្ម ដើម្បីឆ្លើយតបនឹងកំណើនប្រជាជនពិភពលោក និងការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកនិពន្ធបានធ្វើការពិនិត្យឡើងវិញនូវអក្សរសិល្ប៍ជាប្រព័ន្ធ (Systematic Literature Review) ដោយវិភាគលើការស្រាវជ្រាវចំនួន ១៧៤ ដែលទាក់ទងនឹងការអនុវត្ត AI និង IoT ក្នុងផ្ទះកញ្ចក់ឆ្លាតវៃ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
LIDAR & Optical Cameras for Robotics
ការប្រើប្រាស់ LIDAR និងកាមេរ៉ាអុបទិក សម្រាប់មនុស្សយន្តកសិកម្ម
មានភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់ក្នុងការកំណត់ទីតាំង និងការរកឃើញឧបសគ្គក្នុងបរិវេណផ្ទះកញ្ចក់ដែលប្រព័ន្ធ GPS ដំណើរការមិនល្អ។ ទាមទារការចំណាយខ្ពស់លើឧបករណ៍ និងសមត្ថភាពកុំព្យូទ័រខ្លាំងសម្រាប់ដំណើរការរូបភាព។ ផ្តល់ភាពសុក្រិតជាងប្រព័ន្ធ GPS ដោយអាចកំណត់គោលដៅក្នុងកម្រិតសង់ទីម៉ែត្រ។
AI-based Irrigation (Bio-inspired Algorithms)
ប្រព័ន្ធស្រោចស្រពដោយប្រើ AI (ក្បួនដោះស្រាយតាមបែបជីវសាស្រ្ត)
បង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់ទឹក និងជី ដោយផ្អែកលើតម្រូវការជាក់ស្តែងរបស់ដំណាំ។ ត្រូវការទិន្នន័យជាច្រើនដើម្បីបង្រៀនប្រព័ន្ធ (Training) និងអាចមានបញ្ហាប្រសិនបើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាខូច។ បង្កើនទិន្នផលគ្រាប់ធញ្ញជាតិ ១៧% និងប្រសិទ្ធភាពប្រើប្រាស់អាសូត ២៩%។
Intelligent Pest Management (IPM)
ការគ្រប់គ្រងសត្វល្អិតឆ្លាតវៃ
កាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិតយ៉ាងច្រើន ដោយបាញ់តែលើចំណុចដែលមានបញ្ហាប៉ុណ្ណោះ។ បច្ចេកវិទ្យានេះនៅមានតម្លៃខ្ពស់ និងត្រូវការការថែទាំបច្ចេកទេស។ កាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិតពី ៣៣% ទៅ ៧៨%។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យានេះទាមទារការវិនិយោគដើមទុនខ្ពស់លើឧបករណ៍ Hardware ប៉ុន្តែអាចផ្តល់ផលចំណេញរយៈពេលវែងតាមរយៈការសន្សំសំចៃធនធាន។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សាភាគច្រើនដកស្រង់ទិន្នន័យពីប្រទេសអភិវឌ្ឍន៍ (Global North) ដូចជា អឺរ៉ុប អាមេរិក ចិន និងជប៉ុន។ នេះជាចំណុចសំខាន់សម្រាប់កម្ពុជា ព្រោះក្បួនដោះស្រាយ (Algorithms) ដែលបង្កើតឡើងសម្រាប់អាកាសធាតុត្រជាក់ ឬមធ្យម អាចនឹងមិនដំណើរការល្អឥតខ្ចោះក្នុងអាកាសធាតុត្រូពិកក្តៅហើយសើមរបស់កម្ពុជាដោយគ្មានការកែតម្រូវ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកវិទ្យានេះមានសក្តានុពលខ្ពស់សម្រាប់កសិកម្មទំនើបនៅកម្ពុជា ប៉ុន្តែត្រូវពិចារណាលើថ្លៃដើមនិងកម្រិតបច្ចេកទេស។

សម្រាប់ការចាប់ផ្តើមនៅកម្ពុជា ការប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធ IoT និង AI កម្រិតមូលដ្ឋានសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងទឹក និងជី គឺមានភាពសមស្របជាងការប្រើប្រាស់មនុស្សយន្តពេញលេញ។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. ជំហានទី ១៖ ការសិក្សាមូលដ្ឋាននិងការប្រមូលទិន្នន័យ: និស្សិតគួរចាប់ផ្តើមសិក្សាពីការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាតម្លៃទាប (Low-cost sensors) ដូចជា Arduino ឬ Raspberry Pi ដើម្បីវាស់សំណើមដី និងសីតុណ្ហភាពក្នុងផ្ទះកញ្ចក់ខ្នាតតូច។
  2. ជំហានទី ២៖ ការជ្រើសរើសបច្ចេកវិទ្យាទំនាក់ទំនង: សិក្សាពីការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា LoRaWAN ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់សម្រាប់តំបន់ជនបទនៅកម្ពុជា ដោយសារវាស៊ីភ្លើងតិច និងអាចបញ្ជូនសញ្ញាបានឆ្ងាយ។
  3. ជំហានទី ៣៖ ការពិសោធន៍ក្បួនដោះស្រាយ (Algorithms): សាកល្បងប្រើប្រាស់ Machine Learning (ដូចជា SVM ឬ ANN) ដើម្បីវិភាគទិន្នន័យដែលប្រមូលបាន និងព្យាករណ៍ពីតម្រូវការទឹករបស់ដំណាំ។
  4. ជំហានទី ៤៖ ការអនុវត្តសាកល្បង: សហការជាមួយសាកលវិទ្យាល័យកសិកម្ម ឬកសិដ្ឋានគំរូ ដើម្បីដំឡើងប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងផ្ទះកញ្ចក់បែបសាមញ្ញ (Automated Greenhouse System) និងវាយតម្លៃលើប្រសិទ្ធភាពសេដ្ឋកិច្ច។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Bio-inspired Algorithms ជាក្បួនដោះស្រាយគណិតវិទ្យាដែលយកគំរូតាមឥរិយាបថ និងដំណើរការជីវសាស្រ្តនៃធម្មជាតិ (ដូចជាការដើរជាហ្វូងរបស់សត្វស្រមោច ឬសត្វឃ្មុំ) ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាស្មុគស្មាញក្នុងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប្រព័ន្ធ (Optimization)។ ប្រៀបដូចជាការសិក្សាពីរបៀបដែលសត្វស្រមោចរកផ្លូវកាត់ទៅរកចំណី ដើម្បីយកមកសរសេរកម្មវិធីឱ្យមនុស្សយន្តចេះរកផ្លូវដើរក្នុងចម្ការដោយខ្លួនឯង។
Model Predictive Control (MPC) ជាបច្ចេកទេសគ្រប់គ្រងកម្រិតខ្ពស់ដែលប្រើគំរូគណិតវិទ្យាដើម្បីទស្សន៍ទាយឥរិយាបថនាពេលអនាគតរបស់ប្រព័ន្ធ (ដូចជាសីតុណ្ហភាពក្នុងផ្ទះកញ្ចក់) និងធ្វើការកែតម្រូវឧបករណ៍ភ្លាមៗដើម្បីទទួលបានលទ្ធផលដែលចង់បាន។ ដូចជាអ្នកបើកបររថយន្តដែលសម្លឹងមើលផ្លូវកោងខាងមុខ ហើយបង្វិលចង្កូតត្រៀមទុកជាមុន មិនមែនទាល់តែដល់ផ្លូវកោងទើបបត់នោះទេ។
LIDAR (Light Detection and Ranging) ជាបច្ចេកវិទ្យាវាស់ចម្ងាយដោយប្រើពន្លឺឡាស៊ែរ ដើម្បីបង្កើតជាផែនទី 3D នៃបរិស្ថានជុំវិញ។ នៅក្នុងកសិកម្ម វាជួយឱ្យមនុស្សយន្តអាចធ្វើដំណើរ និងគេចវេះឧបសគ្គបានល្អជាងការប្រើ GPS។ ប្រៀបដូចជាសត្វប្រចៀវប្រើសំឡេងដើម្បីដឹងពីទីតាំងវត្ថុ តែ LIDAR ប្រើពន្លឺឡាស៊ែរជំនួសវិញដើម្បី "មើលឃើញ" រូបរាងនិងចម្ងាយនៃដំណាំ។
Hyperspectral Imaging ជាបច្ចេកវិទ្យាថតរូបភាពដែលចាប់យក និងវិភាគពន្លឺលើសពីកម្រិតដែលភ្នែកមនុស្សអាចមើលឃើញ។ វាអាចរកឃើញជំងឺរុក្ខជាតិ ឬកង្វះសារធាតុចិញ្ចឹមមុនពេលដែលស្លឹកប្រែពណ៌។ ដូចជាការប្រើវ៉ែនតាវេទមន្តដែលអាចមើលធ្លុះឃើញពីសុខភាពខាងក្នុងរបស់រុក្ខជាតិ មិនមែនឃើញតែពណ៌បៃតងខាងក្រៅនោះទេ។
Convolutional Neural Network (CNN) ជាប្រភេទនៃបញ្ញាសិប្បនិម្មិត (AI) ដែលត្រូវបានរចនាឡើងយ៉ាងពិសេសសម្រាប់វិភាគទិន្នន័យជាទម្រង់រូបភាព។ វាមានសមត្ថភាពខ្ពស់ក្នុងការសម្គាល់ប្រភេទស្មៅចង្រៃ ឬសត្វល្អិតនៅក្នុងរូបថត។ ជាប្រព័ន្ធកុំព្យូទ័រដែលរៀនស្គាល់រូបភាពដូចក្មេងតូចរៀន គឺវាចេះបែងចែកថាជា "ស្មៅ" ឬ "ដំណាំ" ដោយមើលលើរូបរាងនិងពណ៌។
Integrated Pest Management (IPM) ជាប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងសត្វល្អិតចង្រៃដោយប្រើវិធីសាស្ត្រចម្រុះបញ្ចូលគ្នា (ជីវសាស្រ្ត គីមី និងរូបវន្ត) ដោយពឹងផ្អែកលើការសម្រេចចិត្តឆ្លាតវៃ ដើម្បីកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថ្នាំពុលគីមីឱ្យនៅកម្រិតទាបបំផុត។ ដូចជាការប្រើតម្រួតចរាចរណ៍ និងកាមេរ៉ាដើម្បីដោះស្រាយការកកស្ទះ ជាជាងការបិទផ្លូវទាំងស្រុង ឬប្រើកម្លាំងបាយតែមួយមុខ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖