Original Title: Rubber wood properties testing for biomass energy by using visible–near infrared spectroscopy
Source: li01.tci-thaijo.org
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការធ្វើតេស្តលក្ខណៈសម្បត្តិឈើកៅស៊ូសម្រាប់ថាមពលជីវម៉ាសដោយប្រើប្រាស់វិសាលគមពន្លឺមើលឃើញ-ជិតអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ (Visible-Near Infrared Spectroscopy)

ចំណងជើងដើម៖ Rubber wood properties testing for biomass energy by using visible–near infrared spectroscopy

អ្នកនិពន្ធ៖ T. Phumichai (Rubber Research Institute, Rubber Authority of Thailand), T. Tonusin (Rubber Research Institute, Rubber Authority of Thailand), R. Rungtumnan (Rubber Research Institute, Rubber Authority of Thailand), S. Chotchutima (Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Kasetsart University), S. Kasemsumran (Kasetsart Agricultural and Agro-Industrial Product Improvement Institute, Kasetsart University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2020 (Thai Journal of Agricultural Science)

វិស័យសិក្សា៖ Agricultural Science

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការវិភាគគុណភាពឈើកៅស៊ូ (Hevea brasiliensis) តាមបែបប្រពៃណីសម្រាប់ប្រើប្រាស់ជាថាមពលជីវម៉ាសមានភាពស្មុគស្មាញ ចំណាយពេលយូរ និងមានតម្លៃថ្លៃ។ ដូច្នេះ ការសិក្សានេះមានគោលបំណងបង្កើតវិធីសាស្ត្រវិភាគថ្មីមួយដែលលឿន និងមានប្រសិទ្ធភាពជាងមុនដើម្បីវាយតម្លៃលក្ខណៈសម្បត្តិជីវម៉ាស។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានប្រើប្រាស់បច្ចេកទេសវិសាលគមពន្លឺដើម្បីវិភាគសំណាកឈើកៅស៊ូចំនួន ១២០ សំណាក មកពី ១០ ពូជផ្សេងៗគ្នា និងបានបង្កើតម៉ូដែលគណិតវិទ្យាសម្រាប់ទស្សន៍ទាយសមាសធាតុគីមីផ្សេងៗ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Traditional Chemical Analysis (Reference Methods)
ការវិភាគគីមីតាមបែបប្រពៃណី (វិធីសាស្ត្រគោល)
ផ្តល់លទ្ធផលច្បាស់លាស់ និងត្រូវបានទទួលស្គាល់ជាស្តង់ដារអន្តរជាតិសម្រាប់ការផ្ទៀងផ្ទាត់ (ឧ. វិធីសាស្ត្រ TAPPI សម្រាប់សែលុយឡូស)។ មានភាពស្មុគស្មាញ ចំណាយពេលវេលាយូរ ចំណាយថវិកាច្រើនទៅលើសារធាតុគីមី និងបំផ្លាញសំណាកឈើ។ ផ្តល់ទិន្នន័យពិតប្រាកដ (Actual content) សម្រាប់ប្រើជាមូលដ្ឋានក្នុងការប្រៀបធៀប និងវាយតម្លៃម៉ូដែល PLS។
Vis-NIR Spectroscopy (680-2,500 nm)
ការវិភាគវិសាលគមពន្លឺ Vis-NIR ជួររលកពេញលេញ (680-2,500 nm)
មានភាពរហ័ស មិនបំផ្លាញសំណាក និងស័ក្តិសមបំផុតសម្រាប់ទស្សន៍ទាយសមាសធាតុអាសូត កាបូន សែលុយឡូស និងសំណើម។ ទាមទារការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ Spectrometer ពេញលេញដែលមានតម្លៃខ្ពស់ និងអ្នកជំនាញក្នុងការវិភាគទិន្នន័យ Chemometrics។ ផ្តល់តម្លៃ R² ខ្ពស់បំផុតសម្រាប់អាសូត (0.847) សំណើម (0.839) កាបូន (0.664) និងសែលុយឡូស (0.596)។
Vis-NIR Spectroscopy (680-1,246 nm)
ការវិភាគវិសាលគមពន្លឺ Vis-NIR ជួររលកខ្លី (680-1,246 nm)
អាចប្រើជាមួយឧបករណ៍ Spectrometer ខ្នាតតូចដែលចំណាយតិចជាង ប៉ុន្តែនៅតែមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងការវាស់អេមីសែលុយឡូស និងអ៊ីដ្រូសែន។ មិនសូវមានភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់ក្នុងការវាស់សមាសធាតុងាយរងឥទ្ធិពលពីរលកវែង ដូចជាសំណើម និងកាបូននោះទេ។ ផ្តល់តម្លៃ R² បានល្អសម្រាប់អេមីសែលុយឡូស (0.835) និងអ៊ីដ្រូសែន (0.747)។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ឯកសារនេះបានបញ្ជាក់ពីតម្រូវការឧបករណ៍មន្ទីរពិសោធន៍កម្រិតខ្ពស់ និងកម្មវិធីកុំព្យូទ័រសម្រាប់វិភាគទិន្នន័យ (Data analysis)។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះប្រមូលសំណាកឈើកៅស៊ូចំនួន ១២០ ពី ១០ ពូជ ដែលមានអាយុ ២០ ឆ្នាំ នៅខេត្តបុរីរម្យ (Buriram) ប្រទេសថៃ។ នេះមានសារៈសំខាន់សម្រាប់កម្ពុជា ព្រោះលក្ខខណ្ឌអាកាសធាតុ និងប្រភេទពូជកៅស៊ូ (Hevea brasiliensis) មានភាពស្រដៀងគ្នានឹងចម្ការកៅស៊ូនៅកម្ពុជា ទោះបីជាភាពខុសគ្នានៃដីអាចទាមទារឱ្យមានការកែសម្រួលម៉ូដែលឡើងវិញក៏ដោយ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកទេស Vis-NIR នេះមានសក្តានុពលខ្ពស់សម្រាប់កម្ពុជា ក្នុងការវាយតម្លៃគុណភាពជីវម៉ាសឈើកៅស៊ូប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព និងចំណាយពេលតិច។

ការចាប់យកវិធីសាស្ត្រពិនិត្យរហ័សនេះ នឹងជំរុញឱ្យការគ្រប់គ្រងគុណភាពជីវម៉ាសនៅកម្ពុជាមានស្តង់ដារ ជួយកាត់បន្ថយការបញ្ចេញឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់ និងទាក់ទាញការវិនិយោគលើវិស័យថាមពលកកើតឡើងវិញ។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាស្វែងយល់ពីមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃ Spectroscopy: និស្សិតគួរសិក្សាពីទ្រឹស្តីនៃវិសាលគមពន្លឺ និងក្បួនដោះស្រាយស្ថិតិសម្រាប់ការវិភាគទិន្នន័យគីមីដោយប្រើប្រាស់ប្រភពអនឡាញ ឬសៀវភៅ Chemometrics
  2. ការប្រមូល និងរៀបចំសំណាក (Sample Preparation): ចុះប្រមូលសំណាកឈើកៅស៊ូចាស់ៗ (អាយុ ២០-២៥ ឆ្នាំ) ពីចម្ការ យកមកហាល កិនដោយម៉ាស៊ីន និងរែងយកកម្ទេចឈើទំហំ 60-mesh
  3. ការទាញយកទិន្នន័យវិសាលគម (Spectral Data Acquisition): ប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ Vis-NIR Spectrometer ដើម្បីស្កេនសំណាកក្នុងបន្ទប់ពិសោធន៍ និងទាញយកទិន្នន័យវិសាលគមឆៅក្នុងចន្លោះរលក 680-2,500 nm។
  4. ការសម្អាតទិន្នន័យ និងកសាងម៉ូដែល (Data Modeling): ប្រើប្រាស់កម្មវិធីកុំព្យូទ័រដូចជា The Unscrambler, RPython (scikit-learn) ដើម្បីធ្វើការកែសម្រួលទិន្នន័យ (ឧ. ប្រើ 2D, MSC, SNV) រួចបង្កើតម៉ូដែល PLS Regression
  5. ការផ្ទៀងផ្ទាត់ភាពត្រឹមត្រូវ (Model Validation): ផ្ទៀងផ្ទាត់ម៉ូដែលដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ Full cross-validation ដើម្បីវាយតម្លៃលើតម្លៃ និង RMSECV មុននឹងយកម៉ូដែលទៅទស្សន៍ទាយសំណាកថ្មីៗជាក់ស្តែង។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Visible-near infrared (Vis-NIR) spectroscopy (បច្ចេកទេសវិសាលគមពន្លឺមើលឃើញ-ជិតអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ) ជាបច្ចេកទេសវិភាគអុបទិកដែលប្រើប្រាស់ពន្លឺក្នុងចន្លោះរលកមើលឃើញនិងជិតអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ (680–2,500 nm) ដើម្បីវាស់ស្ទង់សមាសធាតុគីមីនិងលក្ខណៈរូបវន្តរបស់វត្ថុធាតុផ្សេងៗ ដោយមិនចាំបាច់បំផ្លាញសំណាកនោះទេ។ ដូចជាការថតកាំរស្មីអ៊ិចមើលឆ្អឹង តែនេះប្រើប្រាស់ពន្លឺពិសេសដើម្បីឆ្លុះមើលធាតុផ្សំខាងក្នុងរបស់សាច់ឈើ។
Partial least squares regression / PLSR (ការតំរែតំរង់ការេតិចបំផុតដោយផ្នែក) ជាវិធីសាស្ត្រគណិតវិទ្យា (Chemometrics) ដែលប្រើសម្រាប់បង្កើតម៉ូដែលទស្សន៍ទាយទំនាក់ទំនងរវាងទិន្នន័យវិសាលគមពន្លឺ (រលកពន្លឺដែលស្រូបចូល) និងបរិមាណសមាសធាតុគីមីពិតប្រាកដក្នុងទីពិសោធន៍ ដូចជាកម្រិតសំណើម ឬសែលុយឡូស ដើម្បីអនុញ្ញាតឱ្យកុំព្យូទ័រអាចទាយលទ្ធផលសំណាកថ្មីៗបានដោយស្វ័យប្រវត្តិ។ ដូចជាការបង្រៀនឱ្យម៉ាស៊ីនចងចាំនិងភ្ជាប់ទំនាក់ទំនងរវាងលក្ខណៈទម្រង់មុខរបស់មនុស្សនិងអាយុរបស់ពួកគេ ដើម្បីឱ្យវាអាចទាយអាយុអ្នកផ្សេងទៀតបានដោយគ្រាន់តែមើលមុខ។
Root mean squares error of cross–validation / RMSECV (កំហុសមធ្យមការេនៃវ៉ាលីដេសិនខ្វែង) ជារង្វាស់ស្ថិតិដែលបង្ហាញពីកម្រិតនៃភាពលម្អៀង ឬកំហុសនៅពេលដែលម៉ូដែលទស្សន៍ទាយ (PLSR) ត្រូវបានយកទៅប្រើប្រាស់សាកល្បងលើសំណាកទិន្នន័យដែលវាមិនធ្លាប់ជួបពីមុនមក។ តម្លៃ RMSECV កាន់តែតូច បញ្ជាក់ថាម៉ូដែរកាន់តែមានភាពជាក់លាក់ និងអាចជឿទុកចិត្តបានខ្ពស់។ ដូចជាពិន្ទុដែលបង្ហាញពីការខុសឆ្គងរបស់អ្នកពេលប្រឡងសាកល្បង បើពិន្ទុខុសនេះកាន់តែតិច មានន័យថាអ្នកនឹងអាចធ្វើវិញ្ញាសាពិតប្រាកដបានល្អ។
Coefficient of determination / R² (មេគុណកំនត់) ជាតម្លៃស្ថិតិចាប់ពី ០ ដល់ ១ ដែលបង្ហាញពីកម្រិតភាពត្រឹមត្រូវនៃម៉ូដែលតំរែតំរង់។ បើតម្លៃ R² កៀកនឹង ១ (ឧទាហរណ៍ 0.847 សម្រាប់ទស្សន៍ទាយអាសូត) មានន័យថាម៉ូដែលនោះអាចទស្សន៍ទាយបានយ៉ាងសុក្រឹតបំផុត និងស៊ីសង្វាក់គ្នាជាមួយលទ្ធផលធ្វើតេស្តក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍។ ដូចជាភាគរយនៃការទាយត្រូវរបស់ហោរាទាយឆុត បើ R² ស្មើ 1 គឺមានន័យថាទាយត្រូវ 100% គ្មានខុសសោះ។
Hemicellulose and Cellulose (អេមីសែលុយឡូស និងសែលុយឡូស) ជាសមាសធាតុសរីរាង្គប៉ូលីមែរដ៏សំខាន់ដែលបង្កើតឡើងជាជញ្ជាំងកោសិការបស់រុក្ខជាតិ (រួមទាំងឈើកៅស៊ូ Hevea brasiliensis) ដែលដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការកំណត់បរិមាណថាមពលកម្ដៅនៅពេលគេយកវាទៅដុតធ្វើជាជីវម៉ាស។ ដូចជាស៊ីម៉ងត៍និងដែកសរសៃដែលផ្សំគ្នាធ្វើជាសសរផ្ទះយ៉ាងរឹងមាំសម្រាប់ទ្រទ្រង់រុក្ខជាតិ ហើយផ្តល់កម្តៅខ្លាំងពេលដុត។
Multiplicative scatter correction / MSC (ការកែតម្រូវការខ្ចាត់ខ្ចាយគុណធៀប) ជាក្បួនដោះស្រាយសម្រាប់កែសម្រួលទិន្នន័យវិសាលគមមុនពេលយកទៅវិភាគ (Pretreatment) ដើម្បីកាត់បន្ថយឥទ្ធិពលរំខានដែលបណ្តាលមកពីការខ្ចាត់ខ្ចាយពន្លឺនៅពេលបាញ់ប៉ះផ្ទៃសំណាកម្សៅឈើដែលមិនស្មើគ្នា ឬមានកម្រាស់ខុសៗគ្នា។ ដូចជាកម្មវិធីកាត់តរូបភាព ដែលជួយកែពណ៌រូបថតដែលងងឹត ឬចាំងពន្លឺខ្លាំងពេកឱ្យមើលទៅច្បាស់ល្អស្មើៗគ្នា មុននឹងយកទៅព្រីន។
Standard normal variate / SNV (អថេរធម្មតាស្តង់ដារ) ជាវិធីសាស្ត្រគណិតវិទ្យាមួយទៀតក្នុងការកែសម្រួលទិន្នន័យវិសាលគមពន្លឺ ដើម្បីបំបាត់ឥទ្ធិពលអវិជ្ជមាននៃការប្រែប្រួលទំហំភាគល្អិតតូច-ធំ (Particle size) និងកាត់បន្ថយការអានពន្លឺរំខានដែលមិនពាក់ព័ន្ធនឹងសមាសធាតុគីមីរបស់សំណាក។ ដូចជាការសារ៉េសម្លេងអ្នកចម្រៀងច្រៀងរួមគ្នាឱ្យមានកម្រិតលឺស្មើៗគ្នា ដើម្បីងាយស្រួលស្តាប់វាយតម្លៃសំឡេងម្នាក់ៗដោយមិនឱ្យមានអ្នកណាលឺលុបលើគេ។
Overtone (រលកសំឡេងបន្ទាប់បន្សំ ឬរំញ័រអូវើថូន) នៅក្នុងវិសាលគម Spectroscopy វាសំដៅលើរំញ័របន្ទាប់បន្សំទីមួយ ឬទីពីររបស់ចំណងម៉ូលេគុល (ដូចជា C-H ឬ N-H) ដែលស្រូបយកពន្លឺក្នុងតំបន់ជិតអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ បង្កើតបានជាសញ្ញា (Bands) សម្រាប់កុំព្យូទ័រអាចចាប់បាននិងកំណត់អត្តសញ្ញាណសារធាតុគីមីដែលមានក្នុងនោះ។ ដូចជាសំឡេងអេកូនៃការញ័រខ្សែហ្គីតា ដែលអ្នកមិនត្រឹមតែលឺសំឡេងគោលធំប៉ុណ្ណោះទេ តែអ្នកក៏លឺសម្លេងបន្ទររលកតូចៗបន្តបន្ទាប់ដែលជួយឱ្យអ្នកដឹងថាវាជាហ្គីតាប្រភេទអ្វី។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖