Original Title: A Systematic Review of the Implementations of Artificial Intelligence and Internet of Things Solutions in Smart Irrigation Systems
Source: doi.org/10.25103/jestr.183.14
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការពិនិត្យឡើងវិញជាប្រព័ន្ធនៃការអនុវត្តបញ្ញាសិប្បនិម្មិត និងដំណោះស្រាយអ៊ីនធឺណិតនៃវត្ថុនៅក្នុងប្រព័ន្ធស្រោចស្រពឆ្លាតវៃ

ចំណងជើងដើម៖ A Systematic Review of the Implementations of Artificial Intelligence and Internet of Things Solutions in Smart Irrigation Systems

អ្នកនិពន្ធ៖ Meroua Belmir, Wafa Difallah, Abdelkader Ghazli

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2025 Journal of Engineering Science and Technology Review

វិស័យសិក្សា៖ Agricultural Engineering

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ កំណើនប្រជាជននិងការប្រែប្រួលអាកាសធាតុបានធ្វើឱ្យធនធានទឹកសម្រាប់វិស័យកសិកម្មមានការខ្វះខាត ដែលទាមទារឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរពីការស្រោចស្រពបែបប្រពៃណីទៅជាប្រព័ន្ធស្រោចស្រពឆ្លាតវៃ និងច្បាស់លាស់។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ឯកសារនេះបានធ្វើការពិនិត្យឡើងវិញជាប្រព័ន្ធ (Systematic Review) ទៅលើការសិក្សាស្រាវជ្រាវក្នុងរយៈពេល៤ឆ្នាំចុងក្រោយ ទាក់ទងនឹងបច្ចេកវិទ្យាដែលប្រើប្រាស់សម្រាប់ការស្រោចស្រពឆ្លាតវៃ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
K-Nearest Neighbors (KNN)
ក្បួនដោះស្រាយយន្តរៀន K-Nearest Neighbor (KNN) រួមជាមួយ IoT
ជាម៉ូដែលងាយស្រួលយល់ និងអនុវត្ត មិនត្រូវការការសន្មតជាមុនលើការចែកចាយទិន្នន័យ (Non-parametric) សមស្របសម្រាប់ការសម្រេចចិត្តផ្អែកលើទិន្នន័យឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។ ត្រូវការដំណើរការលើទិន្នន័យទាំងអស់រាល់ពេលធ្វើការទស្សន៍ទាយ ដែលអាចស៊ីធនធានគណនា និងពេលវេលាយូរប្រសិនបើសំណុំទិន្នន័យមានទំហំធំ។ ទទួលបានភាពត្រឹមត្រូវរហូតដល់ ៩៨.៣% ជាមួយនឹងតម្លៃកំហុស (RMSE) ត្រឹមតែ ០.១២ ក្នុងការទស្សន៍ទាយតម្រូវការទឹកផ្អែកលើទិន្នន័យសំណើមដីនិងសីតុណ្ហភាព។
Random Forest (RF)
ក្បួនដោះស្រាយ Random Forest (RF) សម្រាប់ចាត់ថ្នាក់ទិន្នន័យស្រោចស្រព
មានភាពសុក្រឹតនិងស្ថិរភាពខ្ពស់ អាចទប់ស្កាត់បញ្ហា Overfitting និងមានសមត្ថភាពខ្ពស់ក្នុងការគ្រប់គ្រងសំណុំទិន្នន័យអាកាសធាតុចម្រុះ។ ទាមទារថាមពលកុំព្យូទ័រខ្ពស់ជាង Decision Trees ធម្មតា និងមានលក្ខណៈស្មុគស្មាញពិបាកក្នុងការបកស្រាយដំណើរការខាងក្នុង (Black-box)។ សម្រេចបានភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់បំផុតរហូតដល់ ៩៩.៩៨% និង F1 score ៩៩.៩% ក្នុងការចាត់ថ្នាក់ស្ថានភាពឧបករណ៍ស្រោចស្រព (បើក/បិទ)។
Convolutional Neural Networks (CNN) / Deep Learning
បណ្ដាញសរសៃប្រសាទសិប្បនិម្មិត (CNN) សម្រាប់ការវិភាគរូបភាព
មានសមត្ថភាពខ្ពស់ក្នុងការទាញយកលក្ខណៈពិសេសដោយស្វ័យប្រវត្តិពីរូបភាពថតដោយដ្រូន (UAV) និងកាមេរ៉ា ដើម្បីកំណត់តំបន់ដីដែលខ្វះទឹកយ៉ាងជាក់លាក់។ ទាមទារសំណុំទិន្នន័យរូបភាពគុណភាពខ្ពស់យ៉ាងច្រើន ត្រូវការម៉ាស៊ីនដែលមានកម្លាំងខ្លាំង (GPU) និងប្រើពេលវេលាហ្វឹកហាត់ម៉ូដែលយូរ។ ម៉ូដែលដូចជា AlexNet ទទួលបានពិន្ទុ F1-score រហូតដល់ ០.៩៩៧៣ ក្នុងការកំណត់ចំណាត់ថ្នាក់តម្រូវការទឹកតាមរយៈវាយតម្លៃវាយនភាពដី។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តប្រព័ន្ធស្រោចស្រពឆ្លាតវៃទាមទារការវិនិយោគដំបូងលើឧបករណ៍រឹង (Hardware) ប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនង និងចំណេះដឹងបច្ចេកទេស ប៉ុន្តែអាចជួយសន្សំសំចៃថ្លៃទឹក និងកម្លាំងពលកម្មក្នុងរយៈពេលវែង។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សាដែលត្រូវបានពិនិត្យឡើងវិញភាគច្រើនធ្វើឡើងដោយប្រើសំណុំទិន្នន័យអាកាសធាតុ និងប្រភេទដីនៅក្នុងប្រទេសជឿនលឿន ឬប្រទេសចិន (ឧទាហរណ៍ Yulin Station) ជាដើម។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ការយកម៉ូដែលទាំងនេះមកប្រើប្រាស់ដោយផ្ទាល់អាចជួបបញ្ហាភាពមិនត្រឹមត្រូវ ដោយសារលក្ខខណ្ឌអាកាសធាតុរដូវមូសុងក្ដៅសើម និងប្រភេទដីកសិកម្មរាប់ចាប់ពីដីល្បាយខ្សាច់ រហូតដល់ដីឥដ្ឋនៅតំបន់ជុំវិញបឹងទន្លេសាប។ ដូច្នេះ ការប្រមូលទិន្នន័យក្នុងស្រុកដើម្បីបង្ហាត់ម៉ូដែលឡើងវិញ គឺជារឿងចាំបាច់បំផុត។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកវិទ្យា AI និង IoT នៅក្នុងឯកសារនេះ មានសក្ដានុពលខ្ពស់ខ្លាំងក្នុងការផ្លាស់ប្តូរវិស័យកសិកម្មកម្ពុជាឱ្យកាន់តែមានភាពធន់នឹងការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ និងកង្វះខាតប្រភពទឹក។

ទោះបីជាការចំណាយដំបូងក្នុងការដំឡើងឧបករណ៍ និងកង្វះខាតចំណេះដឹងឌីជីថលរបស់កសិករនៅជាឧបសគ្គក្តី ប៉ុន្តែការជំរុញការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាទាំងនេះ គឺជាយុទ្ធសាស្ត្រមិនអាចខ្វះបានដើម្បីធានាសន្តិសុខស្បៀង និងបង្កើនប្រាក់ចំណេញផ្នែកកសិកម្មនៅកម្ពុជា។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃ IoT និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា: ចាប់ផ្តើមរៀនពីរបៀបតភ្ជាប់និងសរសេរកូដបញ្ជាបន្ទះមីក្រូកុងត្រូល័រតម្លៃសមរម្យដូចជា Arduino UNOESP8266/ESP32 ដើម្បីទាញយកទិន្នន័យពីឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសំណើមដី និងសីតុណ្ហភាព។
  2. បង្កើតប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងទិន្នន័យលើអ៊ីនធឺណិតគំរូ (Cloud Prototype): ប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនង Wi-Fi ឬម៉ូឌុល GSM ដើម្បីបញ្ជូនទិន្នន័យដែលចាប់បានពីសួនច្បារ ឬចម្ការសាកល្បង ទៅរក្សាទុកក្នុងទម្រង់ទិន្នន័យផ្ទាល់ (Real-time) លើវេទិកាឥតគិតថ្លៃដូចជា ThingSpeakNode-RED
  3. អភិវឌ្ឍ និងហ្វឹកហាត់ម៉ូដែល Machine Learning: ប្រមូលទិន្នន័យដែលបានរក្សាទុក រួចប្រើប្រាស់ភាសា Python ជាមួយបណ្ណាល័យ Scikit-learn ដើម្បីបង្ហាត់ម៉ូដែលទស្សន៍ទាយសាមញ្ញដូចជា Decision TreesK-Nearest Neighbors (KNN) ដើម្បីកំណត់ថាពេលណាគួរបើកវ៉ាល់ទឹក។
  4. អនុវត្តប្រព័ន្ធបញ្ជាស្វ័យប្រវត្តិ (Automation Control): ភ្ជាប់បន្ទះបញ្ជាទៅកាន់ Relay Switch និងម៉ាស៊ីនបូមទឹកតូចមួយ ដើម្បីឱ្យប្រព័ន្ធអាចធ្វើការសម្រេចចិត្តបើក ឬបិទការស្រោចស្រពដោយស្វ័យប្រវត្តិ ដោយផ្អែកលើការទស្សន៍ទាយរបស់ម៉ូដែល AI ខាងលើ។
  5. ស្រាវជ្រាវកម្រិតខ្ពស់លើការវិភាគរូបភាពអាកាស (Computer Vision): សម្រាប់កម្រិតខ្ពស់ គួរស្វែងយល់ពីការប្រមូលទិន្នន័យរូបភាពពីដ្រូន (UAVs) រួចប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា Deep Learning ដូចជា CNNs តាមរយៈ TensorFlowPyTorch ដើម្បីសម្គាល់តំបន់ស្ងួតហួតហែងលើផ្ទៃដីចម្ការធំៗ។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Internet of Things (IoT) បណ្ដាញនៃឧបករណ៍រូបវន្ត (ដូចជាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអាកាសធាតុ និងម៉ាស៊ីនបូមទឹក) ដែលអាចភ្ជាប់ និងផ្លាស់ប្តូរទិន្នន័យគ្នាទៅវិញទៅមកតាមរយៈអ៊ីនធឺណិត ដើម្បីត្រួតពិនិត្យ និងបញ្ជាប្រព័ន្ធស្រោចស្រពដោយស្វ័យប្រវត្តិដោយមិនចាំបាច់មានការអន្តរាគមន៍ពីមនុស្ស។ ដូចជាការផ្តល់ 'ប្រព័ន្ធសរសៃប្រសាទ' ដល់កសិដ្ឋាន ដើម្បីឱ្យម៉ាស៊ីនបូមទឹក និងឧបករណ៍វាស់សំណើមដីអាចនិយាយឆ្លើយឆ្លងគ្នា និងធ្វើការរួមគ្នាបាន។
Machine learning (ML) ក្បួនដោះស្រាយដែលអនុញ្ញាតឱ្យកុំព្យូទ័ររៀនពីទិន្នន័យចាស់ៗ (ដូចជាប្រវត្តិអាកាសធាតុ និងកម្រិតសំណើមដី) ដើម្បីធ្វើការទស្សន៍ទាយ និងសម្រេចចិត្តថាតើពេលណាគួរស្រោចទឹក ដោយមិនចាំបាច់សរសេរកូដបញ្ជាជាក់លាក់សម្រាប់គ្រប់លក្ខខណ្ឌទាំងអស់។ ដូចជាការបង្រៀនកូនក្មេងឱ្យស្គាល់សត្វឆ្កែ ដោយបង្ហាញរូបភាពសត្វឆ្កែជាច្រើនសន្លឹក ជាជាងការពន្យល់ប្រាប់ពីលក្ខណៈរូបរាងរបស់វាតាមទ្រឹស្តី។
Convolutional Neural Network (CNN) ប្រភេទបណ្ដាញសរសៃប្រសាទសិប្បនិម្មិតកម្រិតខ្ពស់ដែលត្រូវបានរចនាឡើងជាពិសេសសម្រាប់ការវិភាគទិន្នន័យជារូបភាព (ឧទាហរណ៍ រូបភាពថតពីដ្រូន) ដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណតំបន់ដីស្ងួត ឬវាយតម្លៃតម្រូវការទឹករបស់រុក្ខជាតិ។ ដូចជាភ្នែកវេទមន្តដែលអាចមើលរូបថតចម្ការមួយសន្លឹក ហើយចង្អុលបង្ហាញភ្លាមៗថាកន្លែងណាខ្វះទឹកដោយគ្រាន់តែមើលលើពណ៌និងទម្រង់ដី។
K-Nearest Neighbor (KNN) ក្បួនដោះស្រាយយន្តរៀនសម្រាប់ចាត់ថ្នាក់ទិន្នន័យដោយផ្អែកលើទិន្នន័យដែលនៅជិតវាបំផុត។ ក្នុងកសិកម្ម វាប្រើទិន្នន័យសំណើម ឬសីតុណ្ហភាពថ្មី ដើម្បីប្រៀបធៀបជាមួយកំណត់ត្រាចាស់ៗ រួចសម្រេចថាត្រូវបើកម៉ាស៊ីនបូមទឹកឬអត់។ ដូចជាការសម្រេចចិត្តថាតើថ្ងៃនេះគួរពាក់អាវរងាឬអត់ ដោយមើលទៅលើអ្វីដែលអ្នកធ្លាប់ធ្វើនៅថ្ងៃដែលមានអាកាសធាតុស្រដៀងគ្នានេះកាលពីមុន។
Random forest (RF) ម៉ូដែលយន្តរៀនដែលបង្កើត 'ដើមឈើសម្រេចចិត្ត' (Decision Trees) ជាច្រើនបញ្ចូលគ្នា ដើម្បីធ្វើការទស្សន៍ទាយ ឬចំណាត់ថ្នាក់ស្ថានភាពស្រោចស្រពឱ្យកាន់តែមានភាពសុក្រឹតខ្ពស់ និងកាត់បន្ថយកំហុសដែលអាចកើតមានពីការសន្និដ្ឋានតែមួយ។ ដូចជាការសួរសុំមតិពីក្រុមអ្នកជំនាញកសិកម្ម ១០០នាក់ រួចយកចម្លើយភាគច្រើនបំផុតជាការសម្រេចចិត្តចុងក្រោយ ជៀសវាងការជឿលើមនុស្សតែម្នាក់។
evapotranspiration (ET) ដំណើរការរួមបញ្ចូលគ្នានៃការបាត់បង់ទឹកពីផ្ទៃដីដោយការរំហួត (Evaporation) និងការបញ្ចេញញើសឬចំហាយទឹកពីរុក្ខជាតិ (Transpiration) ដែលទិន្នន័យនេះចាំបាច់បំផុតសម្រាប់ការគណនាតម្រូវការទឹកស្រោចស្រពប្រកបដោយភាពច្បាស់លាស់។ ដូចជាការគណនាថាតើទឹកហួតចេញពីឆ្នាំងប៉ុន្មានបូករួមនឹងញើសដែលអ្នកបញ្ចេញពេលហាត់ប្រាណ ដើម្បីដឹងថាអ្នកត្រូវផឹកទឹកបំពេញវិញប៉ុន្មាន។
unmanned aerial vehicles (UAV) យានហោះហើរដែលគ្មានមនុស្សបើកបរ (ដ្រូន) ដែលបំពាក់កាមេរ៉ា និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា សម្រាប់ហោះក្រឡឹងពីលើកសិដ្ឋាន ដើម្បីប្រមូលទិន្នន័យរូបភាព កម្ដៅ និងកំណត់ទីតាំងដែលត្រូវការទឹកជាបន្ទាន់នៅក្នុងតំបន់ធំទូលាយ។ ដូចជាសត្វស្លាបយន្តដែលមានភ្នែកអាចមើលឃើញកម្ដៅ និងសំណើមដីពីលើមេឃ រួចផ្ញើព័ត៌មានមកកសិករនៅដី។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖