โปรแกรมนับไข่ไหม

ความเป็นมาและความสำคัญของโครงการ

ผ้าไหมไทยเป็นมรดกทางวัฒนธรรมและเป็นเอกลักษณ์ประจำชาติของคนไทย ซึ่งได้รับการถ่ายทอดสืบต่อกันมาตั้งแต่บรรพบุรุษ และสืบต่อมาจนถึงปัจจุบัน อาชีพการปลูกหม่อนเลี้ยงไหมช่วยสร้างงานสร้างรายได้ให้แก่กลุ่มเกษตรกรพื้นบ้าน ในแต่ละปีมีมูลค่าหลายร้อยล้านบาท กรมหม่อนไหมเป็นหน่วยงานหลักที่รับผิดชอบในการอนุรักษ์และส่งเสริมกิจการงานไหมไทย โดยภารกิจหนึ่ง คือ การผลิตแผ่นไข่ไหมพันธุ์ดีส่งขายให้แก่เกษตรกร ซึ่งในแต่ละปีหน่วยงานภายใต้สังกัดกรมฯ ผลิตแผ่นไข่ไหมส่งให้กับเกษตรปีละกว่าหนึ่งแสนแผ่น ซึ่งแต่ละแผ่นมีจำนวนไข่ไหมมากถึง 20,000-30,000 ฟอง ปัญหาที่เกิดขึ้น คือ การนับไข่ไหมว่ามีเท่าไหร่นั้นทำได้ยากเนื่องจากไข่ไหมมีปริมาณมากและไข่ไหมมีขนาดเล็กเพียง 1 มิลลิเมตรเท่านั้น จึงแทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะนับไข่ไหมทีละเม็ด ดังนั้นวิธีการนับที่ใช้กันอยู่จึงอาศัยวิธีการชั่งตวงไข่ไหมแทน โดยจะชั่งน้ำหนักไข่ไหมจำนวนหนึ่งแล้วคำนวณแบบประมาณการ ( โดยใช้ตารางตัวคูณตามขนาดและนำหนักไข่ไหมตามชนิดพันธุ์นั้น ๆ ที่ได้เคยชั่งวัดไว้แล้ว ) ซึ่งค่าประเมินจำนวนไข่ไหมที่วัดได้จึงหยาบไม่ละเอียด เป็นผลให้เกษตรกรได้รับไข่ไหมไปในปริมาณที่คลาดเคลื่อนมาก เกินไปบ้าง น้อยไปบ้าง เมื่อเลี้ยงออกมาก็ได้ปริมาณหนอนไหมไม่แน่นอน ส่งผลให้ปริมาณอาหารที่จะนำมาใช้เลี้ยงหนอนไหมไม่แน่นอน การวางแผนควบคุมดูแลก็ทำได้ยาก จึงเป็นที่มาของการนำเทคโนโลยีเข้ามาช่วยเพื่อปรับปรุงวิธีการวัดให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

โปรแกรมนับไข่ไหมนี้พัฒนาด้วยเทคโนโลยีการประมวลผลภาพ ( Image Processing Technology ) ซึ่งปัจจุบันเทคโนโลยีนี้ถูกนำมาประยุกต์ใช้กับงานด้านต่าง ๆ มากมาย ไม่ว่าจะเป็นภาพถ่ายทางการแพทย์ ซึ่งใช้วิเคราะห์รูปร่างอวัยวะ วัดความผิดปรกติในภาพเซลส์เม็ดเลือด หรือประยุกต์ใช้เพื่อบ่งบอกเอกลักษณ์บุคคล เช่น ภาพถ่ายใบหน้าคน ภาพลายนิ้วมือ และที่เห็นกันมากคืองานด้านระบบรักษาความปลอดภัยซึ่งปัจจุบันนี้ตามอาคารสถานที่สำคัญ ๆ มักนิยมติดตั้งกล้องวิดีโอ เพื่อตรวจสอบเหตุการณ์หรือความผิดปรกติต่าง ๆ สำหรับตัวอย่างงานด้านเกษตรกรรมที่พัฒนาและใช้ในภาคอุตสาหกรรม เช่น เครื่องคัดแยกเมล็ดพันธุ์พืชตามสี ซึ่งสามารถคัดแยกเมล็ดพันธุ์ได้ในปริมาณมากและรวดเร็ว เป็นต้น

รูปที่ ตัวอย่างภาพกระดาษแผ่นไข่ไหมที่ขายให้กับเกษตรกร

รูป การตรวจชั่งนำหนักไข่ไหม

ทิศทางและโอกาสของเทคโนโลยีทางด้านนี้

จากที่โปรแกรมนับไข่ไหม ถูกพัฒนาและออกแบบมาให้เหมาะสำหรับการตรวจจับวัตถุที่มีรูปร่างกลมและมีขนาดเม็ดใกล้เคียงกัน โดยรองรับสีระหว่างวัตถุกับฉากพื้นหลังได้หลายสี ดังนั้นด้วยคุณสมบัติดังกล่าวจึงไม่ได้จำกัดอยู่เพียงวัตถุเม็ดไข่ไหมเท่านั้น อาจนำมาประยุกต์ใช้กับวัตถุชนิดอื่นๆ ได้ด้วย ที่มีรูปร่างลักษณะสอดคล้องตามที่กล่าว ซึ่งวัตถุเหล่านั้นอาจมีอยู่ในภาคเกษตรกรรมก็ได้ เช่น เมล็ดพันธุ์พืช หรือในภาคอุตสหกรรมก็ได้ อาจเป็นวัตถุที่มีรูปทรงคงตัว (rigid body object) ก็ได้ โดยนอกจากจะใช้เพื่อตรวจคุณภาพวัตถุในเชิงปริมาณแล้ว ยังสามารถพัฒนาต่อยอดให้สอดรับกับการตรวจคุณภาพลักษณะอื่นด้วยก็ได้ ตัวอย่างเช่น ใช้เพื่อการตรวจวิเคราะห์เชิงคุณภาพอื่นๆ เช่น สี ความกว้าง ความยาว ร่องรอยความผิดปรกติต่างๆ อาจช่วยในเรื่องการตรวจวินิจฉัยโรค ตรวจประเมินความสมบูรณ์ ตรวจการเสียหาย ตรวจการแตกหัก ได้เป็นต้น ตามที่กล่าวนี้จะเห็นได้ว่าเทคโนโลยีนี้สามารถประยุกต์ใช้กับงานประเภทอื่นได้อีกมากมาย

รูปแบบการทำงานของระบบ

โปรแกรมนับไข่ไหมพัฒนาอยู่ในรูปซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ โดยทำงานร่วมกับเครื่องสแกนเนอร์ รูปแบบการทำงานเริ่มจากนำแผ่นกระดาษไข่ไหมมาสแกนเก็บเป็นภาพผ่านทางเครื่องสแกนเนอร์ โดยจัดเก็บเป็นไฟล์ภาพลงในคอมพิวเตอร์ จากนั้นใช้ซอฟต์แวร์โปรแกรมนับไข่ไหมมาทำการวิเคราะห์ภาพดังกล่าวเพื่อคำนวณหาตำแหน่งของเม็ดไข่ไหม โดยเลือกใช้ฟังก์ชันการทำงานที่เตรียมไว้ให้ที่เหมาะสมกับชนิดภาพนั้น ๆ จากนั้นโปรแกรมก็จะทำการประมวลผล เมื่อโปรแกรมทำงานเสร็จแล้วผู้ใช้สามารถตรวจสอบผลการทำงานได้ทันทีทางหน้าจอซอฟท์แวร์ โปรแกรมจะแสดงผลลัพธ์ตำแหน่งจุดศูนย์กลางของเม็ดไข่ นับจำนวนเม็ดไข่ที่ตรวจพบ พร้อมกับจำแนกประเภทชนิดเม็ดไข่ว่าเป็นชนิดเม็ดดีหรือเสียในประเภทต่างๆ ด้วย โดยผู้ใช้สามารถบันทึกข้อมูลภาพผลลัพธ์จากทำงานเก็บไว้เพื่อนำกลับมาเรียกดูทีหลังหรืออาจจัดเก็บเป็นคลังข้อมูลสถิติได้ด้วย

หลักการทำงานของโปรแกรมนับไข่ไหม คือ อาศัยการวิเคราะห์ข้อมูลด้านรูปร่างและสีของวัตถุเป็นหลัก จากที่เม็ดไข่ไหมมีจุดเด่นตรงที่มีรูปร่างค่อนข้างกลม ขนาดเม็ดไข่ค่อนข้างใกล้เคียงกัน ส่วนสีของเม็ดไข่นั้นมีหลายโทนสี เพราะสามารถเปลี่ยนแปลงตามระยะการฟักตัวและชนิดของแม่พันธุ์ผีเสื้อ จึงทำให้มีได้หลายสีหลายแบบ กระบวนการทำงานของโปรแกรมจึงประกอบขึ้นด้วยการแยกพื้นที่วัตถุ (เม็ดไข่ไหม) และฉากหลัง (กระดาษ) ออกจากกัน จากนั้นนำพื้นที่ส่วนวัตถุซึ่งเม็ดวัตถุยังติดกันเป็นแพ มาทำการตรวจจำแนกแยกเป็นเม็ด ๆ เมื่อแยกเม็ดได้แล้วนำข้อมูลแต่ละเม็ดมาทำการวิเคราะห์เพื่อจำแนกออกตามประเภทไข่ไหมดีและเสียต่อไป สำหรับประสิทธิภาพความถูกต้องอยู่ที่ 70-95% ซึ่งก็ขึ้นกับความซับซ้อนของข้อมูล โดยกระดาษและไข่ที่มีสีแตกต่างกันก็จะให้ผลการทำงานดีกว่ากระดาษและไข่ที่มีสีกลืนกัน เป็นต้น

รูปที่ รูปแบบการทำงานของโปรแกรม

รูปที่ หน้าตาซอฟท์แวร์โปรแกรมนับไข่ไหม

สำหรับรายละเอียดของกระดาษไข่ไหม จะประกอบด้วย ข้อมูลแม่ผีเสื้อ กระดาษที่ใช้ ระยะการฟักของไข่ โดยแม่ผีเสื้อแบ่งเป็น 2 พันธุ์ คือ พันธุ์ไทยและพันธุ์ต่างประเทศ พันธุ์ไทยไข่สดจะมีสีเหลืองส้ม ส่วนพันธุ์ต่างประเทศไข่สดจะมีสีน้ำตาล ส่วนกระดาษที่ใช้งานจะมี 2 ลักษณะ สำหรับไว้ขายให้เกษตรกรและสำหรับแม่พันธุ์ผีเสื้อวางไข่ สำหรับสีไข่จะเปลี่ยนตามระยะการฟักตัว ได้แก่ ระยะไข่สด (สีส้มหรือสีน้ำตาล) ระยะไข่ all blue (สีน้ำเงิน เป็นระยะที่หนอนไหมพร้อมจะฟักภายในอีก 2-3 วัน) นอกจากนี้ยังมีระยะที่เหลือแต่เปลือกไข่ที่ตัวหนอนฟักออกไปแล้ว ซึ่งระยะดังกล่าวช่วยให้ทราบถึงอัตราการฟักออกเป็นตัวของหนอนไหมได้

รูปที่ ตัวอย่างกระดาษไข่ไหมชนิดต่าง ๆ

ประโยชน์ที่ผู้นำเทคโนโลยีไปใช้จะได้รับ

• ช่วยให้การนับไข่ไหมทำได้สะดวกและรวดเร็วขึ้น เพียงสแกนแผ่นกระดาษไข่ไหมแล้วส่งให้โปรแกรมนับไข่ตรวจสอบ ข้อมูลภาพกระดาษและผลลัพธ์สามารถบันทึกเก็บไว้เป็นไฟล์ สะดวกแก่การเรียกใช้งาน
• สามารถตรวจสอบความคลาดเคลื่อนในการนับได้อย่างละเอียด เนื่องจากซอฟท์แวร์คืนผลลัพท์เป็นตำแหน่งไข่ไหมในแต่ละเม็ด ผู้ใช้งานสามารถตรวจสอบความถูกต้องแม่นยำได้ทันทีจากภาพผลลัพธ์ ขณะที่วิธีเดิมอาศัยการชั่งน้ำหนักแล้วโปรยลงในกระดาษ จึงยากที่จะบอกได้ว่าปริมาณเม็ดไข่ไหมคลาดเคลื่อนมากน้อยแค่ไหน
• ใช้วัดข้อมูลด้านคุณภาพ เช่น วัดอัตราการฟักเป็นตัวของหนอนไหม โดยนำแผ่นกระดาษไข่ไหมที่หนอนไหมฟักเป็นตัวออกไปแล้วซึ่งเหลือเปลือกไข่ติดกระดาษรวมทั้งไข่เสียที่ไม่ยอมฟัก โดยปริมาณเปลือกไข่ที่ฟักและเปลือกไข่ฝ่อสามารถใช้เป็นข้อมูลเพื่อบอกถึงอัตราการผสมติด คุณภาพพ่อแม่พันธุ์ผีเสื้อ ความสมบูรณ์ของหนอนไหม เป็นต้น นอกจากนี้ยังใช้เพื่อวัดคุณภาพแม่พันธุ์ผีเสื้อได้ (ซึ่งกรณีแม่พันธุ์ผีเสื้อจะไข่ลงบนกระดาษโดยตรง ไม่ใช่ไข่โปรยที่ขายให้กับเกษตรกรจึงไม่สามารถชั่งตวงได้) อัตราการวางไข่อาจเป็นประโยชน์ต่อการวิเคราะห์คุณภาพของแม่พันธุ์ผีเสื้อ เช่น ความแข็งแรงสมบูรณ์ ซึ่งอาจนำไปใช้เพื่อปรับปรุงคุณภาพพันธุ์ได้ เป็นต้น

เทคโนโลยีทางคอมพิวเตอร์นอกจากจะช่วยอำนวยความสะดวกแก่ผู้ใช้งานแล้ว ที่สำคัญคือการใช้คอมพิวเตอร์ตรวจวัดแทนคนนั้นจะให้ผลลัพธ์ที่เป็นมาตราฐานเดียวกัน นอกจากนี้ยังลดการนำเข้าและการพึ่งพาเทคโนโลยีจากต่างประเทศ ซึ่งมักมีราคาแพง และยังเป็นการส่งเสริมพัฒนาเพื่อยกระดับความรู้ความสามารถให้กับคนในประเทศด้วย

แนวทางการถ่ายทอดเทคโนโลยี

โปรแกรมนี้เป็นส่วนหนึ่งในโครงการอัจฉริยะไหมไทย (Smart Thai Silk) ซึ่งเป็นความร่วมมือของกรมหม่อนไหมร่วมกับศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้การบริหารจัดการไข่ไหมสู่เกษตรกรมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น ปัจจุบันโปรแกรมนับไข่นี้ถูกนำไปติดตั้งให้กับศูนย์หม่อนไหมเฉลิมพระเกียรติ สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ (ศมม.) ซึ่งเป็นหน่วยงานภายใต้กำกับของกรมหม่อนไหม โดยนำร่อง 5 ศูนย์ คือ ที่ ศมม.สระบุรี นครราชสีมา ร้อยเอ็ด น่าน และชุมพร โดยอยู่ในระยะพัฒนา ทดสอบ และปรับปรุง เพื่อให้สอดคล้องครอบคลุมต่อการนำไปใช้งาน

การถ่ายทอดเทคโนโลยีทำได้โดยการจัดอบรม ให้ความรู้ในเรื่องที่เกี่ยวข้อง เช่น ความรู้พื้นฐานด้านภาพ การใช้งานคอมพิวเตอร์ สแกนเนอร์ รวมทั้งซอฟท์แวร์ช่วยเหลือต่าง ๆ ซึ่งจะทำให้ผู้ใช้ได้เรียนรู้ และเกิดความเข้าใจในเทคโนโลยี นอกจากความรู้ในเชิงวิชาการแล้ว ควรให้มีการฝึกอบรมการใช้งาน ให้ได้ทดลองปฏิบัติใช้งานจริง ให้มีทักษะ ให้เกิดความเข้าใจและสามารถปฏิบัติตามได้ถูกต้อง และปรับใช้ได้อย่างเหมาะสมและเกิดประโยชน์ นอกจากนี้ยังมีการจัดทำเป็นคู่มือวิธีการใช้งาน คุณสมบัติของโปรแกรม ในรูปสื่อต่าง ๆ เพื่อให้สามารถกลับไปศึกษาด้วยตนเองได้อีกทางหนึ่ง

Tag

กรมหม่อนไหม , ไหม , ไข่ไหม , แสง , หนอนไหม , ดักแด้ , แสงสีแดง , อินฟราเรด , หม่อนไหม