นับตั้งแต่ การเกษตร เริ่มมีขึ้นเมื่อประมาณ 10,000 ปีก่อน สุขภาพของเกษตรกรรมมีความเชื่อมโยงอย่างแยกไม่ออกกับสุขภาพของโลก ปัจจุบัน วิกฤตสภาพอากาศกำลังส่งผลกระทบต่อการเกษตรกรรมทั่วโลก
แปลโดย: วันทนา อรรถสถาวร
แม้ว่าสภาพอากาศและอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงยากจะคาดเดาได้มากขึ้นจะส่งผลกระทบต่อพืชผล แต่สตาร์ทอัพแห่งหนึ่งก็ยังคงมีความหวังว่าปัญญาประดิษฐ์ (AI) จะสามารถช่วยให้เกษตรกรปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วได้
อาวาโล (Avalo) บริษัทสตาร์ทอัพ ด้านการพัฒนาพืชผลในรัฐนอร์ธแคโรไลนา สหรัฐอเมริกา กำลังใช้โมเดลการเรียนรู้ของเครื่องจักรเพื่อเร่งการสร้างพันธุ์พืชใหม่ที่มีความยืดหยุ่น
วิธีการแบบดั้งเดิมในการคัดเลือกลักษณะเด่นของพืชผลคือการระบุพืชแต่ละต้นที่มีลักษณะเด่น เช่น ทนทานต่อความแห้งแล้ง แล้วใช้พืชเหล่านั้นในการผสมเกสรพืชอื่น ๆ ก่อนจะนำเมล็ดเหล่านั้นไปปลูกในทุ่งเพื่อดูว่าจะได้ผลดีเพียงใด แต่กระบวนการดังกล่าวต้องอาศัยการปลูกพืชตลอดวงจรชีวิตจึงจะเห็นผล ซึ่งอาจใช้เวลานานหลายปี
บริษัท อาวาโล ใช้ขั้นตอนวิธีในการระบุพื้นฐานทางพันธุกรรมของลักษณะที่ซับซ้อน เช่น ภัยแล้ง หรือความต้านทานต่อศัตรูพืชในพืชผลหลายร้อยสายพันธุ์ พืชได้รับการผสมเกสรข้ามสายพันธุ์ด้วยวิธีปกติ แต่ขั้นตอนวิธีดังกล่าวสามารถทำนายประสิทธิภาพของเมล็ดพันธุ์ได้โดยไม่ต้องปลูกมัน ทำให้กระบวนการนี้เร็วขึ้นถึง 70% ตามที่ มาริอาโน่ อัลวาเรซ (Mariano Alvarez) หัวหน้าฝ่ายเทคโนโลยีของบริษัท อาวาโล กล่าว
“ท้ายที่สุดแล้ว สิ่งที่เรากำลังทำอยู่นั้น ก็เป็นเพียงกระบวนการเดียวกันที่เกิดขึ้นมานานหลายพันปี
ทุกวันนี้มีคนมาอยู่ที่เรือนกระจกของเราเกือบทุกวันเพื่อนำดอกไม้สองดอกมาถูกันเพื่อสร้างเมล็ด … ความแตกต่างในกระบวนการของเราคือ คอมพิวเตอร์จะบอกคน ๆ นั้นว่าต้องดึงดอกไม้ดอกไหนเพื่อนำมารวมกันเราเพียงแค่กำลังทำการผสมข้ามพันธุ์แบบดั้งเดิมและเร่งให้เร็วขึ้นด้วยข้อมูล มากกว่าจะพยายามเปลี่ยนวิธีการที่ผู้คนทำกัน” อัลวาเรซ อธิบาย
AI พัฒนาสายพันธุ์ให้สามารถกินได้ทุกส่วน
ลดปัญหาขยะจากซากส่วนที่เหลือ
ดอกแดนดิไลออนที่สามารถปลูกเพื่อผลิตยาง มะเขือเทศที่ทนทานต่อความร้อน และฝ้ายที่ทนทานต่อความแห้งแล้ง ทั้งหมดอยู่ในระหว่างดำเนินการที่อาวาโล เช่นเดียวกับบรอกโคลีที่รับประทานได้ทั้งหมด ซึ่งสร้างขึ้นเพื่อลดขยะอาหาร
ตามคำกล่าวของเบรนแดน คอลลินส์ ซีอีโอของอาวาโล บร็อคโคลีต้นอ่อนหรือที่รู้จักกันในชื่อบร็อคโคลินีสามารถรับประทานได้ แต่ถือเป็นผักอีกชนิดที่ต่างกัน โดยเป็นลูกผสมระหว่างบร็อคโคลีและคะน้าจีน (gai lan)
อาวาโลได้จัดหาบร็อคโคลีสายพันธุ์ต่าง ๆ หลายร้อยสายพันธุ์เพื่อให้ AI สามารถระบุลักษณะที่ต้องการได้ ทำให้ได้บร็อคโคลีที่รับประทานได้ทั้งกิ่งและใบ โดยอาวาโลคาดว่าบร็อคโคลีสายพันธุ์ดังกล่าวจะเป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ตัวแรกของบริษัทภายในปี 2026 (พ.ศ.2569) โดยจะใช้เวลาสามปีจึงจะออกสู่ตลาด ซึ่งใช้เวลาเพียงครึ่งเดียวของบร็อคโคลีสายพันธุ์ใหม่ทั่วไป
คอลลินส์กล่าวว่า ใบของต้นอ่อนนั้นเหมือนกับผักคะน้าหรือผักสลัดทั่ว ๆ ไป
เขากล่าวเสริมอีกว่าสามารถปลูกบร็อคโคลี่ได้โดยใช้พลังงานและปุ๋ยน้อยกว่าพันธุ์อื่น ๆ ที่มีจำหน่าย
ดร. ศรุติ นาธ เป็นนักวิทยาศาสตร์ด้านสภาพอากาศที่มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด เธอบอกกับ CNN ทางอีเมลว่า ประสิทธิภาพของ AI ในการค้นพบและขุดยีนนั้นแสดงให้เห็นถึงอนาคตที่ดี การสร้างลิงก์สุดท้ายเพื่อให้ข้อมูลเกี่ยวกับการผสมพันธุ์ในอนาคตที่จะช่วยรับมือกับการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศถือเป็นแนวคิดที่ยอดเยี่ยม
“เทคโนโลยีประเภทนี้ หากทำได้อย่างถูกต้อง ถือเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญ และจะช่วยให้วางแผนก่อนถึงฤดูกาลเพาะปลูกได้ดีขึ้น”
อย่างไรก็ตาม แนธเตือนว่า การใช้เทคนิค AI เพื่อแจ้งการตัดสินใจเพาะพันธุ์อาจมีความเสี่ยงเกิดขึ้นได้
“ตัวอย่างเ ช่น ลักษณะบางอย่างที่ถือว่ามีประโยชน์ต่อภาวะแล้ง – สมมติว่า – อาจถูกหยิบขึ้นมาอย่างผิดพลาดเนื่องจากคุณสมบัติทางพันธุกรรมจำนวนมากที่ขับเคลื่อนความสามารถในการต้านทานภาวะแล้ง เห็นได้ชัดว่าการทดสอบสิ่งนี้เป็นเรื่องยากมาก เนื่องจากคุณไม่สามารถสร้างตัวเลือกควบคุมเพื่อตรวจสอบได้
ยิ่งไปกว่านั้น จำเป็นต้องมีการจำกัดโมเดล AI สำหรับแนวทางเหล่านี้ เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่ ‘โอเวอร์ฟิต’ กับคุณสมบัติที่ไม่มีอยู่จริง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงความซับซ้อนของปัญหาการสร้างแบบจำลองนี้” Nath กล่าวเสริม เนื่องจากผลที่ตามมาของการทำนายผิดพลาดในกรณีนี้ อาจส่งผลกระทบที่ไม่สมส่วน การทำให้แน่ใจถึงเรื่องนี้จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง” เธอกล่าว
ความพยายามระดับโลก
เนื่องจากวิกฤตสภาพอากาศเลวร้ายลง ทั่วโลกจึงพยายามค้นหาพันธุ์พืชที่ทนทานมากขึ้น บริษัท ซิลาล (Silal) ซึ่งเป็นบริษัทด้านเทคโนโลยีการเกษตรที่มีฐานอยู่ในสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ (UAE) ได้ร่วมมือกับพันธมิตรระหว่างประเทศ เช่น บริษัทเทคโนโลยีชีวภาพไบเออร์ (Bayer) และทำการคัดเลือกเมล็ดพันธุ์หลากหลายชนิดเพื่อประเมินความต้านทานต่อความแห้งแล้ง ความร้อน และความเค็ม โดยทำการทดสอบในฟาร์มที่อาบูดาบี
ในช่วงสองปีที่ผ่านมา ซิลาลได้พัฒนาควินัวสายพันธุ์ใหม่ 2 สายพันธุ์ ซึ่งเหมาะสำหรับการปลูกในทะเลทรายที่แห้งแล้งของสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ โดยหวังว่าควินัวสายพันธุ์ดังกล่าวจะกลายมาเป็นพืชทางเลือกในภูมิภาคได้
ชามาล มูฮัมหมัด (Shamal Muhammad) ผู้อำนวยการฝ่ายเทคโนโลยีทางการเกษตรของซิลาล บอกว่า การทดลองจนถึงตอนนี้ประสบความสำเร็จอย่างมาก
“เราจะพิจารณาว่าเราจะสามารถพัฒนาห่วงโซ่อุปทานควินัวในสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ได้อย่างไร และนำเสนออาหารเพื่อสุขภาพเหล่านี้ให้กับประเทศได้อย่างไร”
อาวาโลหวังว่านวัตกรรมดังกล่าวจะช่วยปกป้องวิถีชีวิตของเกษตรกรเมื่อต้องเผชิญกับสภาพอากาศที่แปรปรวนมากขึ้น ขณะเดียวกันก็ฟื้นฟูความหลากหลายตามธรรมชาติให้กับการพัฒนาพืชผลมากขึ้น
อัลวาเรซ กล่าวว่า หากเราสามารถปล่อยพันธุ์ใหม่ออกมาได้เพียงทุก ๆ 10 ปี เราก็จะตามไม่ทันสภาพอากาศ โรคใหม่ ๆ หรือแรงกดดันจากแมลงศัตรูพืชตัวใหม่ถึง 10 ปีเสมอ
“แต่ถ้าเราสามารถปล่อยพันธุ์ใหม่ ๆ ออกมาได้ทุก ๆ สี่ถึงห้าปี เราก็จะสามารถตามทันอัตราการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมที่เกษตรกรพบเห็นในทุ่งนาของตนได้มากขึ้น
สิ่งนี้ทำให้ผมมีความหวังเป็นอย่างมาก เพราะผมคิดว่าเราจำเป็นต้องมีผลลัพธ์ที่น่าสนใจและอาจจะน่าประหลาดใจ หากเราต้องการรักษาให้ระบบเกษตรกรรมของเรามีความมั่นคงในอีก 30 ถึง 50 ปีข้างหน้า”
ที่มา: https://edition.cnn.com/
