မြေဆီလွှာအာရုံခံကိရိယာများ- တိကျသော စိုက်ပျိုးရေးနှင့် ဂေဟစနစ်စောင့်ကြည့်ခြင်းအတွက် "မြေအောက်မျက်လုံးများ"

1. နည်းပညာဆိုင်ရာ အဓိပ္ပါယ်ဖွင့်ဆိုချက်နှင့် အဓိကလုပ်ဆောင်ချက်များ
Soil Sensor သည် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ သို့မဟုတ် ဓာတုဗေဒနည်းလမ်းများဖြင့် မြေဆီလွှာပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ချက်များကို အချိန်နှင့်တပြေးညီ စောင့်ကြည့်စစ်ဆေးသည့် အသိဉာဏ်ရှိသောကိရိယာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်း၏အဓိကစောင့်ကြည့်ရေးအတိုင်းအတာများ ပါဝင်သည်-

ရေကို စောင့်ကြည့်ခြင်း- Volumetric ရေပါဝင်မှု (VWC)၊ matrix အလားအလာ (kPa)
ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများ- လျှပ်စစ်စီးကူးမှု (EC)၊ pH၊ REDOX အလားအလာ (ORP)
အာဟာရခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှု- နိုက်ထရိုဂျင်၊ ဖော့စဖရပ်နှင့် ပိုတက်စီယမ် (NPK) ပါဝင်မှု၊ အော်ဂဲနစ်ပစ္စည်း အာရုံစူးစိုက်မှု
အပူချိန် ကန့်သတ်ချက်များ- မြေဆီလွှာ အပူချိန် ပရိုဖိုင် (0-100cm gradient တိုင်းတာခြင်း)
ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ ညွှန်ကိန်းများ- ရောဂါပိုးမွှား လုပ်ဆောင်ချက် (CO₂ အသက်ရှူနှုန်း)

ဒုတိယ၊ ပင်မအာရုံခံနည်းပညာကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း။
အစိုဓာတ်အာရုံခံကိရိယာ
TDR အမျိုးအစား (အချိန်ဒိုမိန်း ရောင်ပြန်ဟပ်မှု) : လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်း ထုတ်လွှင့်ချိန် တိုင်းတာခြင်း (တိကျမှု ±1%, အကွာအဝေး 0-100%)
FDR အမျိုးအစား (ကြိမ်နှုန်း ဒိုမိန်း ရောင်ပြန်ဟပ်မှု) : Capacitor permittivity detection (ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသည်၊ ပုံမှန် ချိန်ညှိမှု လိုအပ်သည်)
နျူထရွန်စုံစမ်းစစ်ဆေးခြင်း- ဟိုက်ဒရိုဂျင်အကဲဖြတ်ထားသော နျူထရွန်အရေအတွက် (ဓာတ်ခွဲခန်းအဆင့် တိကျမှု၊ ဓါတ်ရောင်ခြည်ခွင့်ပြုမိန့် လိုအပ်သည်)

Multi-parameter ပေါင်းစပ်စုံစမ်းစစ်ဆေးခြင်း။
5-in-1 အာရုံခံကိရိယာ- အစိုဓာတ် + EC+ အပူချိန် + pH + နိုက်ထရိုဂျင် (IP68 ကာကွယ်မှု၊ ဆားရည်-အယ်ကာလီ ချေးခံနိုင်ရည်)
Spectroscopic Sensor- အော်ဂဲနစ်အရာများကို တည်နေရာရှာဖွေခြင်းတွင် အနီအောက်ရောင်ခြည်အနီး (NIR) (ထောက်လှမ်းကန့်သတ်ချက် 0.5%)

နည်းပညာဆိုင်ရာ တိုးတက်မှုအသစ်
ကာဗွန်နာနိုပြွန်လျှပ်ကူးပစ္စည်း- EC တိုင်းတာမှု ကြည်လင်ပြတ်သားမှု 1μS/cm အထိ
Microfluidic ချစ်ပ်- နိုက်ထရိတ်နိုက်ထရိုဂျင်ကို လျင်မြန်စွာသိရှိနိုင်စေရန် စက္ကန့် 30

တတိယအချက်၊ လုပ်ငန်းအသုံးချမှုအခြေအနေများနှင့် ဒေတာတန်ဖိုး
1. စမတ်ကျသော စိုက်ပျိုးရေးအတွက် တိကျသောစီမံခန့်ခွဲမှု (အိုင်အိုဝါ၊ အမေရိကန်)၊

ဖြန့်ကျက်မှု အစီအစဉ်-
10 ဟက်တာတိုင်း ပရိုဖိုင်စောင့်ကြည့်ရေးစခန်းတစ်ခု (20/50/100cm သုံးအဆင့်)
ကြိုးမဲ့ကွန်ရက်ချိတ်ဆက်ခြင်း (LoRaWAN၊ ဂီယာအကွာအဝေး 3km)

အသိဉာဏ်ရှိသော ဆုံးဖြတ်ချက်-
ဆည်မြောင်းအစပျိုး- VWC<18% အနက် 40 စင်တီမီတာတွင် ယိုစိမ့်သောရေသွင်းခြင်းကို စတင်ပါ
ပြောင်းလဲနိုင်သောမျိုးအောင်နိုင်ခြင်း- ±20% ၏ EC တန်ဖိုးကွာခြားချက်အပေါ် အခြေခံ၍ နိုက်ထရိုဂျင်အသုံးချမှု၏ ဒိုင်နမစ် ချိန်ညှိမှု

အကျိုးကျေးဇူးဒေတာ-
ရေချွေတာမှု ၂၈ ရာခိုင်နှုန်း၊ နိုက်ထရိုဂျင်အသုံးချမှုနှုန်း ၃၅ ရာခိုင်နှုန်း တိုးလာတယ်၊
တစ်ဟက်တာ စပါး ၀.၈ တန် တိုးလာသည်။

2. သဲကန္တာရထိန်းချုပ်မှု (Sahara Fringe Ecological Restoration Project) ကို စောင့်ကြည့်ခြင်း၊

အာရုံခံအခင်းအကျင်း-
ရေစားပွဲစောင့်ကြည့်ခြင်း (piezoresistive၊ 0-10MPa အကွာအဝေး)
ဆားအရှေ့ခြေရာခံခြင်း (1mm လျှပ်ကူးပစ္စည်းအကွာအဝေးနှင့် သိပ်သည်းဆမြင့်သော EC စုံစမ်းစစ်ဆေးမှု)

ကြိုတင်သတိပေးချက် မော်ဒယ်-
သဲကန္တာရ အညွှန်းကိန်း =0.4×(EC>4dS/m)+0.3×(အော်ဂဲနစ်ပစ္စည်း <0.6%)+0.3×(ရေပါဝင်မှု <5%)

အုပ်ချုပ်မှုအကျိုးသက်ရောက်မှု-
အသီးအရွက်လွှမ်းခြုံမှု 12% မှ 37% တိုးလာသည်
မျက်နှာပြင်ဆားငန်ဓာတ်ကို 62% လျှော့ချပေးသည်။

3. ဘူမိဗေဒဆိုင်ရာ ဘေးအန္တရာယ်သတိပေးချက် (ရှီဇူအိုကာစီရင်စု၊ ဂျပန်နိုင်ငံ မြေပြိုမှုစောင့်ကြည့်ရေးကွန်ရက်)

စောင့်ကြည့်ရေးစနစ်-
အတွင်းပိုင်း လျှောစောက်- pore water pressure sensor ( range 0-200kPa)
မျက်နှာပြင် ရွှေ့ပြောင်းခြင်း- MEMS ရေစက် (resolution 0.001°)

ကြိုတင်သတိပေးသည့် အယ်လဂိုရီသမ်-
အရေးပါသောမိုးရေချိန်- မြေဆီလွှာရွှမ်း> 85% နှင့် တစ်နာရီ မိုးရေချိန် > 30 မီလီမီတာ
ရွှေ့ပြောင်းမှုနှုန်း- ၃ နာရီဆက်တိုက် > 5mm/h အနီရောင် အချက်ပေးသံကို အစပျိုးသည်။

အကောင်အထည်ဖော်မှုရလဒ်များ
2021 ခုနှစ်တွင် မြေပြိုမှု သုံးခုကို အောင်မြင်စွာသတိပေးခဲ့သည်။
အရေးပေါ်တုံ့ပြန်ချိန်ကို 15 မိနစ်သို့ လျှော့ချထားသည်။

4. ညစ်ညမ်းနေသောနေရာများကို ပြန်လည်ပြုပြင်ခြင်း (Ruhr စက်မှုဇုန်၊ ဂျာမနီရှိ လေးလံသောသတ္တုများကို ကုသခြင်း)

ထောက်လှမ်းမှု အစီအစဉ်-
XRF Fluorescence အာရုံခံကိရိယာ- ခဲ/ကဒ်မီယမ်/အာဆင်းနစ် တည်နေရာရှာဖွေခြင်း (ppm တိကျမှု)
REDOX ဖြစ်နိုင်ချေရှိသောကွင်းဆက်- ဇီဝပြန်လည်ပြင်ဆင်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်များကို စောင့်ကြည့်ခြင်း။

အသိဉာဏ်ထိန်းချုပ်မှု-
အာဆင်းနစ်ပါဝင်မှု 50ppm အောက်ကျဆင်းသွားသောအခါ Phytoremediation ကို အသက်သွင်းသည်။
အလားအလာ > 200mV ဖြစ်သောအခါ၊ အီလက်ထရွန်အလှူရှင်ကို ထိုးသွင်းခြင်းသည် ရောဂါပိုးမွှားများ ပျက်စီးခြင်းကို အားပေးသည်။

အုပ်ချုပ်မှုဒေတာ-
ခဲညစ်ညမ်းမှုကို 92% လျှော့ချ
ပြုပြင်မှုစက်ဝန်းကို 40% လျှော့ချသည်

4. နည်းပညာဆင့်ကဲပြောင်းလဲမှုလမ်းကြောင်းသစ်
Miniaturization နှင့် array
Nanowire အာရုံခံကိရိယာများ (အချင်း <100nm) သည် အပင်တစ်ပင်၏ အမြစ်ဇုန်ကို စောင့်ကြည့်ခြင်းကို ဖွင့်ပေးသည်။
ပျော့ပြောင်းနိုင်သော အီလက်ထရွန်းနစ် အရေပြား (300% ဆန့်) မြေဆီလွှာပုံသဏ္ဍာန်ကို လိုက်လျောညီထွေဖြစ်စေသည်။

Multimodal perceptual ပေါင်းစပ်မှု
acoustic wave နှင့် electro conductivity ဖြင့် မြေသားထုထည် ပြောင်းပြန်လှန်ခြင်း။
ရေစီးကူးနိုင်မှုကို တိုင်းတာခြင်း (တိကျမှု ±5%)၊

AI သည် ဉာဏ်ရည်ထက်မြက်သော ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုများကို မောင်းနှင်ပေးပါသည်။
Convolutional အာရုံကြောကွန်ရက်များသည် မြေအမျိုးအစားများကို ခွဲခြားသတ်မှတ်သည် (98% တိကျမှု)
ဒစ်ဂျစ်တယ် အမြွှာများသည် အာဟာရ ရွှေ့ပြောင်းမှုကို အတုယူသည်။

5. ပုံမှန်လျှောက်လွှာကိစ္စများ- တရုတ်နိုင်ငံ အရှေ့မြောက်ပိုင်းရှိ လူမည်းမြေကာကွယ်ရေးစီမံကိန်း
စောင့်ကြည့်ရေးကွန်ရက်-
အာရုံခံကိရိယာအစုံ ၁၀၀,၀၀၀ သည် လယ်မြေဧက ၅ သန်းကို လွှမ်းခြုံထားသည်။
0-50cm မြေဆီလွှာတွင် "အစိုဓာတ်၊ မွေးဖွားမှုနှင့် ကျစ်လစ်သိပ်သည်းမှု" ၏ 3D ဒေတာဘေ့စ်ကို တည်ထောင်ခဲ့သည်

ကာကွယ်ရေးမူဝါဒ-
အော်ဂဲနစ်ဒြပ်စင် <3% ရှိသောအခါ ကောက်ရိုးနက်နက်လှည့်ခြင်းသည် မဖြစ်မနေလိုအပ်သည်။
မြေဆီလွှာသိပ်သည်းဆ > 1.35g/cm³ သည် မြေအောက်လွှာလုပ်ဆောင်မှုကို အစပျိုးစေသည်။

အကောင်အထည်ဖော်မှုရလဒ်များ
အနက်ရောင်မြေလွှာ၏ ဆုံးရှုံးမှုနှုန်းသည် 76% လျော့ကျသွားကြောင်း၊
တစ်မူးလျှင် ပဲပုပ်အထွက်နှုန်း ပျမ်းမျှ ၂၁ ရာခိုင်နှုန်း တိုးလာကြောင်း၊
ကာဗွန်သိုလှောင်မှုသည် တစ်နှစ်လျှင် ၀.၈ တန်/ဟက်တာ တိုးလာသည်။

နိဂုံး
“ဧကရာဇ်လယ်ယာစိုက်ပျိုးခြင်း” မှ “ဒေတာစိုက်ပျိုးခြင်း” အထိ၊ မြေဆီလွှာအာရုံခံကိရိယာများသည် လူသားများနှင့် မြေယာစကားပြောပုံတို့ကို ပြန်လည်ပုံဖော်နေကြသည်။ MEMS လုပ်ငန်းစဉ်နှင့် Internet of Things နည်းပညာ၏ နက်ရှိုင်းသောပေါင်းစပ်မှုနှင့်အတူ၊ မြေဆီလွှာကို စောင့်ကြည့်လေ့လာခြင်းသည် အနာဂါတ်တွင် နာနိုစကေး spatial resolution နှင့် မိနစ်အဆင့်အချိန်တုံ့ပြန်မှုတို့တွင် အောင်မြင်မှုများရရှိမည်ဖြစ်သည်။ ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ စားနပ်ရိက္ခာဖူလုံမှုနှင့် ဂေဟစနစ် ပျက်စီးယိုယွင်းမှုကဲ့သို့သော စိန်ခေါ်မှုများကို တုံ့ပြန်သည့်အနေဖြင့် ဤနက်ရှိုင်းစွာ မြှုပ်နှံထားသော “အသံတိတ် ကင်းစောင့်များ” သည် အဓိကအချက်အလက်များကို ပံ့ပိုးပေးကာ ကမ္ဘာမြေမျက်နှာပြင်စနစ်များ၏ ဉာဏ်ရည်ထက်မြက်သော စီမံခန့်ခွဲမှုနှင့် ထိန်းချုပ်မှုကို မြှင့်တင်ပေးမည်ဖြစ်သည်။