หุ่นยนต์จะเป็นผู้ช่วยเหลือเราจริงหรือ อนาคตของการเกษตรที่เปลี่ยนแปลงไปด้วยเทคโนโลยี

เมื่อ 25 ปีก่อน ตอนที่ผมเริ่มวิจัยเกี่ยวกับหุ่นยนต์เพื่อการเกษตร ปัญหาเรื่องกำลังคนและการขาดแคลนแรงงานในอุตสาหกรรมการเกษตรก็เป็นปัญหาที่มีให้เห็นอยู่แล้ว ที่มหาวิทยาลัย Hokkaido University ความท้าทายที่อุตสาหกรรมการเกษตรต้องเผชิญโดยตรงก็เป็นเรื่องใกล้ตัว ความพยายามที่จะแก้ปัญหาเหล่านี้ทำให้ผมฉุกคิดขึ้นมาได้ว่า "บางทีหุ่นยนต์เพื่อการเกษตรแบบไม่ต้องใช้คนควบคุมอาจแก้ไขปัญหาได้"

ในตอนแรกๆ นั้นมีงานวิจัยเกี่ยวกับเรื่องนี้น้อยมาก สถาบันวิจัย Seiken Institute for Basic Technology Research (ปัจจุบันคือ Naro Bio-oriented Technology Research Advancement Institution ซึ่งต่อไปนี้จะเรียกว่า “NARO”) ตอนนั้นเป็นสถาบันเดียวที่ทำการวิจัยเกี่ยวกับยานยนต์เพื่อการเกษตรที่ขับเคลื่อนอัตโนมัติภายใต้การควบคุม ผมเข้าไปร่วมงานกับสถาบันในฐานะนักวิจัยแลกเปลี่ยนในโครงการวิจัยและพัฒนาต่างๆ

ประมาณปี 1992 นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาบางคน และตัวผมเองได้สร้างโดรนต้นแบบหมายเลข 1 ตัวแรกขึ้นจากวัสดุเหลือใช้ตั้งแต่ยางรถยนต์ แผ่นโลหะ จนถึงเครื่องยนต์ แม้การดำเนินงานจะยาก แต่ผมก็ได้เขียนรายงานจากข้อมูลมากมายที่รวบรวมจากตัวต้นแบบหมายเลข 1 หุ่นยนต์เพื่อการเกษตรที่พัฒนาขึ้นอย่างเต็มรูปแบบตัวแรกเริ่มใช้งานครั้งแรกในปี 1995 ซึ่งเกิดขึ้นหลังจากที่เราได้รูปแบบรถแทรกเตอร์หมายเลข 2

ย้อนกลับไปเมื่อปี 1987-1988 มหาวิทยาลัยเกียวโต เป็นศูนย์กลางการผลิตหุ่นยนต์เมื่อทางมหาวิทยาลัยได้พัฒนาหุ่นยนต์เพื่อการเก็บเกี่ยวขึ้น ในตอนนั้น หุ่นยนต์เพื่อการเกษตรใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับเก็บมะเขือเทศ สตรอเบอร์รี่ ฯลฯ แต่สำหรับการเกษตรในฮอกไกโด โดยหลักส่วนมากยังเป็นการเพาะปลูกกลางแจ้งขนาดใหญ่ ดังนั้น เราจึงมุ่งเป้าหมายไปที่การทำงานแบบไม่พึ่งพามนุษย์

ผมมั่นใจครับ สิ่งที่ยากที่สุดของการพัฒนานี้คือการวัดตำแหน่งและการจดจำของโดรน ในตอนนั้น ระบบ GPS ยังไม่เที่ยงตรงนัก และมีราคาแพงอีกด้วย ดังนั้นเราจึงต้องพัฒนาระบบการวัดตำแหน่งขึ้นมาเอง อย่างไรก็ตาม ในปี 1997 ผมเข้าร่วมการทดสอบที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ในอเมริกา ซึ่งผมได้เห็นการขับเคลื่อนอัตโนมัติในสภาพแวดล้อมธรรมชาติ โดยใช้ GPS ที่มีความเที่ยงตรงสูง และผมก็คิดในใจว่า "ดีเลย" โดยทั่วไปแล้ว การพัฒนาเทคโนโลยีหลักๆ ที่จำเป็นสำหรับการควบคุมการขับเคลื่อนอัตโนมัติ เช่น GPS และ GIS (Global Information System) ฯลฯ เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ อย่างไรก็ตาม ข้อเท็จจริงคือ เฉพาะในสาขาของเรา ยังคงมีงานวิจัยที่นำไปปฏิบัติจริงไม่ได้อยู่จนถึงปัจจุบัน

ใช่แล้ว ขนาดพื้นที่สำหรับชาวนาปลูกข้าวปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 12 เฮกเตอร์ต่อคน และมีขนาด 20 เฮกเตอร์ต่อครอบครัวที่มีสมาชิกสองคน อย่างไรก็ตาม ขนาดพื้นที่จะเพิ่มขึ้นมาอยู่ที่ประมาณ 30-40 เฮกเตอร์ต่อครอบครัว จากการที่มีการขยายพื้นที่เพิ่มขึ้นเป็นอย่างมาก เนื่องจากปัญหาที่เกิดขึ้นในการให้การสนับสนุนต่างๆ และผลการดำเนินงานทางด้านเศรษฐกิจ หุ่นยนต์เพื่อการเกษตรจะมีความจำเป็นมากยิ่งขึ้นต่อการเพิ่มประสิทธิภาพ และกำไร

แทรกเตอร์ที่ไม่ใช้คนควบคุมนี้เป็นผลงานวิจัยและพัฒนาร่วมกับบริษัทยันม่าร์เป็นระบบการขับเคลื่อนอัตโนมัติที่ควบคุมโดยคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีการติดตั้งเครื่องรับสัญญาณ GPS แทรกเตอร์สามารถทำงานได้โดยการตั้งโปรแกรมล่วงหน้าจากแท็บเล็ต ฯลฯ ตั้งแต่การเตรียมที่ดินเพื่อเพาะปลูก และการหว่านเมล็ดพืช ไปจนถึงการเก็บเกี่ยวโดยไม่ต้องใช้คนควบคุม

แต่มีอุปสรรคหลายประการที่ต้องแก้ไข เพื่อแปลงระบบให้ไม่ต้องพึ่งพามนุษย์อย่างเต็มรูปแบบ ในลำดับแรก เพื่อให้นำมาใช้ได้จริง เราได้สร้างระบบเครื่องจักรทั้งแบบมีคนควบคุมและไม่มีคนควบคุมสำหรับใช้งานควบคู่กัน หรือกล่าวโดยสรุปคือ หากเกิดอะไรขึ้น คนก็เข้ามาควบคุมได้ ดังนั้นจึงสามารถนำมาดำเนินงานได้จริง อย่างไรก็ตาม แม้กระทั่ง ณ จุดนี้ คุณก็สามารถขยายขอบเขตการดำเนินงาน และเพิ่มผลผลิตของคุณได้อย่างเหมาะสมโดยให้เครื่องจักรสองตัวทำงานร่วมกัน

ราคาและความปลอดภัย ในส่วนของราคา ราคาของ GPS ซึ่งสูงถึง 20 ล้านเยนเมื่อ 20 ปีก่อน ปัจจุบันได้ลดลงแล้ว ภายในปี 2020 เราจะอยู่ในยุคที่คาดกันว่าราคาดังกล่าวจะอยู่ในช่วงระดับ 100,000 เยน เมื่อเทคโนโลยีพัฒนายิ่งขึ้น คนจำนวนมากขึ้นก็นำเทคโนโลยีมาใช้ได้อย่างง่ายดายยิ่งขึ้น

อย่างไรก็ตาม ความปลอดภัยไม่ใช่เรื่องที่แก้ไขได้โดยใช้เพียงแค่เทคโนโลยี ความเสี่ยงที่เป็นศูนย์จะเกิดขึ้นไม่ได้เลยหากวัตถุต่างๆ ยังสร้างด้วยมนุษย์ งานที่ไม่ใช้คนควบคุมในด้านต่างๆ ที่ยังไม่จำกัดการเข้าถึงไม่สามารถรับประกันได้ว่าจะปลอดภัย 100% ไม่ว่าระบบความปลอดภัยจะก้าวหน้าไปมากเพียงใดก็ตาม ยกตัวอย่างเช่น ยังคงเป็นเรื่องยากที่ระบบการประมวลผลภาพจะสามารถระบุตัวเด็กที่เล่นอยู่ใต้ร่มเงาของต้นพืชสูงใหญ่ ปัญหาด้านความปลอดภัยอาจส่งผลให้เกิดค่าใช้จ่ายที่มากเกินไปหากเราพยายามแก้ไขโดยใช้แต่เพียงเทคโนโลยี ใน "คู่มือแนะนำด้านความปลอดภัยสำหรับการใช้งานเครื่องจักรทางการเกษตรที่ขับเคลื่อนด้วยระบบอัตโนมัติ" ที่จัดทำขึ้นโดยกระทรวงเกษตร ป่าไม้ และประมง กำหนดว่าต้องมีบุคลากรประจำอยู่ในสถานที่ ซึ่งสามารถเฝ้าสังเกตได้โดยใช้สายตา การใช้เครื่องจักรควบคู่กับมนุษย์จึงเป็นทางออกหนึ่ง

รัฐบาลยังได้ตั้งเป้าหมายที่จะให้เกิดระบบตรวจสอบระยะไกลโดยไม่ใช้คนภายในปี 2020 อย่างไรก็ตาม คู่มือแนะนำก่อนหน้านี้กำหนดไว้ว่า "ไม่ให้หุ่นยนต์เพื่อการเกษตรวิ่งบนถนน" ดังนั้น หุ่นยนต์จะทำงานไม่ได้เต็มประสิทธิภาพ หากพื้นที่ทำการเกษตรอยู่แยกออกจากกัน ผมคิดว่ากฎหมายการจราจรจะต้องได้รับการทบทวนใหม่

หน้าที่โดยพื้นฐานของหุ่นยนต์คือมาแทนที่แรงงานเพื่อรองรับการขาดแคลนแรงงาน อย่างไรก็ตามก็มีการคาดหวังว่าหุ่นยนต์จะสามารถทำหน้าที่รองลงมาคือการบันทึกข้อมูลของพื้นที่การผลิต เช่น การบันทึกข้อมูลของพื้นที่ปลูกพืชในรูปแบบดิจิทัล จนถึงปัจจุบัน ชาวนายังคงเขียนรายงานด้วยมือ และต้องจัดการงานต่างๆ ด้วยตนเอง แต่ในอนาคตงานเหล่านี้จะเป็นระบบดิจิทัลทั้งหมด สถานการณ์นี้ต้องอาศัยประสบการณ์และการหยั่งรู้ด้วยตนเองของแต่ละคน

ผลลัพธ์ที่ตามมาคือ ภูมิปัญญาที่จะหายไปของชาวนาสูงวัยที่มีทักษะ ซึ่งจะเป็นปัญหาที่รุนแรงกว่าการขาดแคลนแรงงาน หากภูมิปัญหานี้หายไปโดยไม่ได้รับการสืบทอด ประสิทธิภาพและผลผลิตต่อหน่วยพื้นที่จะลดลงเนื่องจากผู้สูงวัยเหล่านี้หายไป สุดท้ายแล้วเราอาจจะต้องอยู่ในวงจรที่ไร้ประสิทธิภาพ ในเวลาอีก 10 ปีข้างหน้า ผู้ที่มีอายุ 65 ปีในปัจจุบัน จะมีอายุ 75 ปี เราเชื่อว่าการเก็บรวบรวมและจัดการ “ความรู้แบบฝังลึก” ที่ไม่ได้ถ่ายทอดออกมาเป็นคำพูด ซึ่งเป็นความรู้ที่ติดตัวคนงานในภาคการเกษตรแต่ละคน และการเปลี่ยนแปลงความรู้นี้ให้เป็น “ความรู้ที่ชัดแจ้ง” เป็นเรื่องจำเป็น

การใช้โดรนลอยในอากาศเป็นตัวอย่างหนึ่ง การใช้โดรนหรือเฮลิคอปเตอร์จะทำให้เราสามารถระบุบริเวณที่มีการเติบโตต่ำ ความหลากหลายของผลผลิต ฯลฯ โดยการค้นหาและบันทึกภาพไร่นาจากทางอากาศ
ซึ่งจะทำให้เราบริหารพื้นที่ทำการเกษตรได้อย่างถูกต้องแม่นยำ สิ่งนี้จะเป็นงานที่ยันม่าร์กำลังดำเนินการอยู่เช่นกัน

อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาเรื่องนี้ จะเห็นว่าหุ่นยนต์และข้อมูลขนาดใหญ่สำหรับการวิเคราะห์มีความสอดคล้องกันอย่างยิ่ง ข้อมูลเกี่ยวกับไร่นาและการทำงานที่ได้มาจากการดำเนินงานเหล่านี้จะเป็นสิ่งที่ชาวนาได้ใช้จริง อย่างไรก็ตาม
เราเชื่อว่าขั้นต่อไปของหุ่นยนต์ที่ทำงานโดยไม่ใช้คนควบคุมจะเป็น "หุ่นยนต์ที่เข้าใจการทำนา"
หุ่นยนต์จะพัฒนาตนเองโดยการนำข้อมูลใหม่ๆ มาใช้ และสิ่งนี้จะสะท้อนให้เห็นในการทำงาน

จริงๆ นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่คนงานในภาคการเกษตรรุ่นใหม่ที่อายุน้อย ซึ่งมีความสนใจในการนำเทคโนโลยีใหม่ๆ เหล่านี้มาใช้ จะมีจำนวนเพิ่มขึ้น ผมสัมผัสได้ถึงสิ่งนี้ทุกวันในตัวนักเรียนของผม

เมื่อประมาณ 20 ปีก่อน ชาวนาจะบอกผมว่า "งานของพวกเราจะหายไปหากมีการนำโดรนมาใช้จริง" อย่างไรก็ตาม
หากปล่อยให้หุ่นยนต์ได้ทำงานที่ตั้งโปรแกรมไว้ มนุษย์ก็จะได้ทำงานที่มีเพียงมนุษย์เท่านั้นที่จะทำได้
ผมเชื่อว่าหุ่นยนต์ยังจะมีประโยชน์ในแง่ของการที่พวกมันจะทำให้ชาวนามีเวลาทำงานที่ต้องใช้ความคิดสร้างสรรค์ได้ เช่น "จะปลูกอะไรและขายที่ไหน" และ "จะดำเนินการอะไรบ้าง"

งานวิจัยพัฒนาขึ้นอย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะในการทำนาขนาดใหญ่ในอเมริกาและประเทศต่างๆ ในยุโรป รวมถึงจีน เกาหลีใต้ และประเทศอื่นๆ ในเอเชีย ในส่วนของการขาดแคลนแรงงาน สถานการณ์ในซีกโลกตะวันตกไม่รุนแรงเท่ากับในญี่ปุ่น
แต่ทุกประเทศกำลังเผชิญกับจำนวนแรงงานภาคการเกษตรที่ลดลง

ปัญหาหลักคือการขาดแคลนอาหาร องค์การอาหารและการเกษตรแห่งสหประชาชาติ (Food and Agricultural Organization of the United Nations - FAO) คาดว่าจำนวนประชากรทั่วโลกจะสูงถึง 9,600 ล้านคน ภายในปี 2050 เพื่อให้มีอาหารรองรับจำนวนประชากรนี้ เราจะต้องผลิตอาหารเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า หากผลิตในอัตราปัจจุบัน
เราจะขาดแคลนอาหารอย่างแน่นอน

ปัญหาอีกประการหนึ่งคือเหตุการณ์สภาพอากาศผิดปกติที่เพิ่มขึ้น ซึ่งเกิดจากสภาพภูมิอากาศเปลี่ยนแปลง เช่น
มีฝนตกอย่างหนักแม้ในบริเวณที่ปกติแล้วมีปริมาณน้ำฝนต่ำ
ปริมาณน้ำฝนต่ำเป็นรากฐานของการสร้างแบบแผนทางการเกษตรดั้งเดิมของยุโรป ดังนั้น หากฝนตก
รถแทรกเตอร์ขนาดใหญ่ก็จะติดอยู่กับที่และใช้งานไม่ได้ หากเป็นเช่นนี้
ก็จะเกิดเหตุการณ์ที่ไม่สามารถดำเนินงานประจำฤดูกาลต่างๆ ให้เสร็จสมบูรณ์ และก็จะมีผลผลิตให้เก็บเกี่ยวน้อยลง
อีกทั้งยังเป็นไปไม่ได้ที่จะจ้างบุคลากรเพิ่มเติมเพื่อทำงานโดยใช้รถแทรกเตอร์ขนาดเล็ก
รถแทรกเตอร์แบบไม่ใช้คนจึงมีแนวโน้มที่จะสร้างความสนใจมากยิ่งขึ้น