ม.มหิดล คิดค้นใช้ AI แม่นยำสูงจำแนกเมล็ดพันธุ์ข้าวไทย กู้วิกฤติปลอมปน

75
รองศาสตราจารย์ ดร.วรพันธ์ คู่สกุลนิรันดร์

อุปสรรคสำคัญในการซื้อขายและส่งออกข้าวไทย คือ  ปัญหาการปลอมปนของชนิดพันธุ์ข้าว ด้วยนวัตกรรมปัญญาประดิษฐ์ หรือ AI แม่นยำสูงที่ใช้ในการตรวจสอบข้าว  จะช่วยในการประเมินราคาที่เที่ยงตรง และทำให้ได้ข้าวที่ตรงตามมาตรฐาน

รองศาสตราจารย์ ดร.วรพันธ์ คู่สกุลนิรันดร์  คณะเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร มหาวิทยาลัยมหิดล (MUICT)  ผู้ริเริ่มวิจัยใช้ AI แม่นยำสูงในการจำแนกเมล็ดพันธุ์ข้าวไทย กล่าวว่า ปัญหาการปลอมปนของข้าวไทย  มีผลอย่างยิ่งต่อราคาขายที่ต่ำลงในตลาด ซึ่งส่งผลกระทบทางเศรษฐกิจอย่างมหาศาลต่อชาวนาไทย

จริงๆ แล้วการปลอมปนของข้าวเกิดขึ้นได้ตั้งแต่การเลือกเมล็ดพันธุ์การเพาะปลูก การเก็บเกี่ยว การตัดข้าว ฯลฯ ซึ่งการปลอมปนจะทำให้ราคาแตกต่างกัน  เนื่องจากข้าวบางสายพันธุ์ แม้จะเป็นข้าวเจ้าเหมือนกัน แต่จะมีราคาที่ต่างกันสูงมาก

ลำพังการคัดแยกเมล็ดพันธุ์ข้าวด้วยวิธีดั้งเดิมที่ใช้มนุษย์ (Human Expert) นั้น พบว่ามีความแม่นยำที่ขึ้นอยู่กับประสบการณ์และสถานการณ์ในแต่ละวัน  ซึ่งเวลาขายข้าวที่มีการปลอมปน จะถูกหักราคาตามสัดส่วนการปลอมปนของข้าว

อย่างเช่น ข้าวสายพันธุ์ A ประมาณร้อยละ 85 ซึ่งมีการปลอมปนด้วยข้าวสายพันธุ์ B  ร้อยละ 15 เวลาขายจะถูกหักราคาไปตามสัดส่วนของมูลค่าของข้าวแต่ละสายพันธุ์

ด้วยเทคโนโลยี Mask R-CNN (Mask Regional Convolutional Neuron Network) ซึ่งเป็นการใช้ AI จำแนกเมล็ดพันธุ์ข้าวไทยด้วยภาพถ่าย จะทำให้สามารถช่วยลดข้อจำกัดดังกล่าว  และสามารถคำนวณสัดส่วนการปลอมปนได้อย่างแม่นยำ และเที่ยงตรงมากขึ้น

หลักการของ Mask R-CNN คือ การใช้เทคโนโลยีในประเภท Machine Learning ซึ่งเป็นการฝึกทำให้คอมพิวเตอร์เรียนรู้ว่า ข้าวไทยในแต่ละสายพันธุ์มีลักษณะอย่างไร  โดยป้อนข้อมูลที่เป็นภาพถ่ายของข้าวแต่ละสายพันธุ์ที่ได้รับความอนุเคราะห์จาก ศูนย์เมล็ดพันธุ์ข้าว กรมการข้าวกระทรวงเกษตรและสหกรณ์ 

การดำเนินการวิจัยเริ่มต้นจากการลงพื้นที่เก็บข้อมูลบริเวณภาคตะวันออกเฉียงเหนือตอนล่าง แล้วนำเมล็ดพันธุ์ข้าวในท้องถิ่นมาฝึกกับเครื่องคอมพิวเตอร์ให้มองเห็นเช่นเดียวกับมนุษย์ ด้วยเทคโนโลยี Mask R-CNN จนมาเลือกศึกษาเพียง 5 สายพันธุ์ ประกอบด้วยข้าวเหนียว 1 สายพันธุ์ และข้าวเจ้าที่มีราคาแตกต่างกันอีก 4 สายพันธุ์ หนึ่งในนั้น คือ ข้าวหอมมะลิของไทยที่มีชื่อเสียงโด่งดังไปทั่วโลก  จากการเป็นที่ยอมรับในเรื่องรสชาติ และกลิ่นหอม ซึ่งประเทศไทยถือเป็นแหล่งปลูกข้าวหอมมะลิที่ดีที่สุดของโลกเนื่องจากมีสภาพภูมิประเทศและภูมิอากาศที่เอื้อต่อการเจริญเติบโต 

ผลจากการใช้เทคโนโลยี Mask R-CNN ในการจำแนกเมล็ดพันธุ์ข้าวไทยนี้ พบว่ามีความแม่นยำสูงถึงร้อยละ 85 ซึ่งสูงกว่าการประเมินโดยมนุษย์กว่าร้อยละ 20  และในอนาคตอาจใช้ขยายผลต่อยอดคัดแยกผลิตผลทางการเกษตรเพื่อการส่งออกอื่นๆ ของไทยต่อไปได้ อาทิมังคุด ทุเรียน มะม่วง ฯลฯ

ซึ่งในการดำเนินการวิจัย ได้เปิดโอกาสให้นักศึกษาระดับปริญญาตรีของ  คณะเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร มหาวิทยาลัยมหิดล (MUICT) ร่วมทดลองและพัฒนางานวิจัยด้วย 

ผลงานนวัตกรรมจำแนกเมล็ดพันธุ์ข้าวไทยด้วย AI นี้  เคยคว้ารางวัลสภาวิจัยแห่งชาติ : รางวัลผลงานประดิษฐ์คิดค้น ประเภทรางวัลประกาศเกียรติคุณ ภายใต้ชื่อผลงาน  “โปรแกรมคอมพิวเตอร์สำหรับการจำแนกเมล็ดพันธุ์ข้าวไทย โดยใช้ภาพถ่ายของเมล็ดพันธุ์ข้าว ด้วยวิธีการแบบ Mask R-CNN และ Transfer Learning” (Computer Program for Classifying Categories of Thai Rice – Grain Images Using Mask R-CNN and Transfer Learning)” ในงานวันนักประดิษฐ์ ปี2563 มาแล้ว 

รองศาสตราจารย์ ดร.วรพันธ์ คู่สกุลนิรันดร์  ถือเป็น “ปัญญาของแผ่นดิน” ที่มหาวิทยาลัยมหิดลภาคภูมิใจ ในฐานะอาจารย์นักวิจัยผู้สามารถใช้ AI  ซึ่งเป็นเทคโนโลยีทาง ICT นำไปประยุกต์ใช้แก้ปัญหามาตรฐานการส่งออกข้าวไทย ซึ่งคาดว่าจะสามารถช่วยยกระดับทางเศรษฐกิจของชาวนาไทยได้ต่อไป