Water Monitoring Sensor Networks - เครือข่ายเซ็นเซอร์ในน้ำ (ตอนที่ 1)

ช่วงที่เกิดมหาอุทกภัยเมื่อเดือนกันยายน - พฤศจิกายน 2554 มวลน้ำมหาศาลได้หลากเข้าท่วมพื้นที่ฝั่งตะวันตก ของกรุงเทพมหานครเป็นบริเวณกว้าง รวมทั้งหมู่บ้านที่ผมอาศัยอยู่ ผู้บริหารของหมู่บ้านของผมตัดสินใจที่จะทิ้งหมู่บ้าน โดยประกาศให้ลูกบ้านอพยพออกนอกพื้นที่ตั้งแต่วันที่ 19 ตุลาคม 2554 สำหรับครอบครัวผมเอง เราตัดสินใจว่าทุกคนจะออกไปอยู่ข้างนอกเพื่อความปลอดภัย เหลือแต่ตัวผมซึ่งอาสาจะอยู่ต่อไปในหมู่บ้าน เพื่อที่จะคอยส่งข่าวคราวความเป็นไปในหมู่บ้านระหว่างน้ำท่วม ออกไปสู่โลกภายนอก ในช่วงเวลานั้น ผมแค่คิดว่าในช่วงที่น้ำท่วมไหนๆ ก็ไม่ได้ทำงานอะไรอยู่แล้ว เพราะมหาวิทยาลัยก็ปิด อย่างน้อยก็ขอทำประโยชน์ด้วยการส่งข่าว และข้อมูลจากในหมู่บ้าน ออกไปยังคนที่ต้องจากบ้านไปอยู่ข้างนอก

การตัดสินใจในวันนั้น ได้เปลี่ยนแปลงมุมมองและวิธีคิดของผมไปอย่างไม่มีวันหวนกลับคืน และมันได้ทำให้ชีวิตผมในวันนี้ไม่เหมือนเดิมอีกต่อไป ตลอดระยะเวลา 45 วันที่ผมได้มีโอกาสอาศัยอยู่ในน้ำ ทำให้ผมเรียนรู้อะไรมากมาย ทุกๆ วันที่ผมอยู่กับมันมีค่ามากจนรู้สึกคิดถึงเมื่อวันที่เจ้าน้ำได้จากไปในราวต้นเดือนธันวาคม การถูกน้ำท่วมทำให้ผมมองโลกในเชิงบวก รู้สึกเห็นอกเห็นใจเพื่อนร่วมชาติที่ต้องทนทุกข์ด้วยกัน อย่างไม่เคยเป็นมาก่อน ถ้าหากผมไม่โดนน้ำท่วมกับตัวเอง ผมก็คงจะไม่มีวันเข้าใจความรู้สึกของคนเหล่านั้นเลย ผมรู้สึกภูมิใจ ที่ได้เป็นส่วนหนึ่งของคนนับล้านที่ต้องกลายเป็นผู้ประสบภัยในครั้งนี้

โชคดีที่ผมเตรียมตัวค่อนข้างดีเพื่อต่อสู้กับน้ำ ที่บ้านมีเครื่องมือช่างครบ มีเซลล์สุริยะในกรณีที่อาจถูกตัดไฟ มีระบบไฟส่องสว่างสำรอง ผมเดินไฟใหม่สำหรับอยู่กับน้ำท่วมโดยเฉพาะ เรามีเครื่องคอมพิวเตอร์ 7 เครื่อง ทำงานตลอด 24 ชั่วโมง เพื่อเก็บข้อมูล รับข่าวสารต่างๆ จากโลกภายนอก ดูแผนที่อากาศ แผนที่ดาวเทียม มีวิทยุสื่อสาร 4 เครื่อง เพื่อสแกนหาข่าวตามช่องต่างๆ ในละแวกใกล้เคียง เพื่อประเมินสถานการณ์ความรุนแรงของพื้นที่น้ำท่วมฝั่งตะวันตก จนทำให้เราสามารถวิเคราะห์การไหลของน้ำในพื้นที่นี้ได้แม่นยำกว่า ดร.เสรี และ ดร.อานนท์ แห่ง ศปภ. ซึ่งก่อนหน้านี้ ดร.เสรี ได้ประเมินว่าหมู่บ้านที่ผมอยู่จะมีน้ำท่วมสูงถึง 2 เมตร จนภรรยาผมโทรมาบอกให้ผมอพยพออกมา แต่จากข้อมูลที่ผมได้เก็บจากแหล่งต่างๆ รวมทั้งข้อมูลจากเครือข่ายข่าวในพื้นที่ ผมได้บอกภรรยาไปว่า "จะเชื่อ ดร.เสรี หรือ สามีดีล่ะ เพราะตั้งแต่แต่งงานกันมาพี่ไม่เคยโกหกเลยนะ ... ฟังให้ดีนะ พี่จะบอกให้ว่า หมู่บ้านเราจะท่วมในวันที่ระดับน้ำขึ้นสูงสุดไม่เกิน 60 cm" ซึ่งก็เป็นจริงตามนั้น เพราะคราบน้ำที่มีอยู่ที่หมู่บ้านของเรา ยังสูงน้อยกว่าคราบน้ำที่บ้านของ ดร.เสรี เสียด้วยซ้ำ

ผมได้ส่งข่าวออกไปให้เพื่อนๆ ในหมู่บ้านและภรรยาอย่างต่อเนื่อง โดยแพร่ภาพ CCTV ออกไปผ่านอินเตอร์เน็ต และเพื่อความปลอดภัย เราติดระบบรักษาความปลอดภัยทั้ง CCTV กล้อง Night Vision และเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวรอบบ้านถึง 2 ชั้น ระบบอินเตอร์เน็ตที่ติดตั้งก็มีทั้ง 3G และ ADSL สำหรับกรณีที่ตู้ชุมสายโทรศัพท์อาจใช้การไม่ได้ ... แต่ ... มหัศจรรย์มาก ระบบอินเตอร์เน็ตระบบ ADSL ไม่เคยงอแงเลยตลอด 45 วันที่น้ำท่วม ไฟฟ้าไม่โดนตัดและไม่เคยตกตลอดเวลา 45 วัน ส่วนน้ำประปาก็มีปัญหาน้อยกว่าที่อื่นๆ

การใช้ชีวิตในพื้นที่ประสบภัยทำให้ผมเรียนรู้อะไรใหม่ๆ หลายอย่าง ผมพบว่า ศปภ. (ศูนย์ปฏิบัติการช่วยเหลือผู้ประสบอุทกภัย) ทำงานโดยอาศัยข้อมูลจากดาวเทียมเป็นหลัก ซึ่งถือว่าหยาบมากๆ ในการจัดการรับมือน้ำในระดับพื้นที่ย่อย ข้อมูลที่ผมประมวลจากเซ็นเซอร์ของกรมชลประทาน สำนักระบายน้ำกรุงเทพมหานคร ข่าวพื้นที่ทั้งจากสื่อมวลชน และเครือข่ายวิทยุท้องถิ่น ทำให้ผมสามารถวิเคราะห์การไหล และระดับความรุนแรงของมวลน้ำได้แม่นยำกว่าของ ศปภ. โดยสามารถทำนายระดับความเสียหายที่จะเกิดขึ้นในหมู่บ้านที่ผมอยู่ได้ รวมไปถึงแนวโน้มของวิกฤติว่าจะผ่านพ้นไปเมื่อใด

การอยู่เก็บข้อมูลในช่วงน้ำท่วม ทำให้ผมได้ไอเดียหลายๆ อย่างที่จะนำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีเซ็นเซอร์สำหรับตรวจวัดน้ำซึ่งจะมีประโยชน์และสามารถประยุกต์ใช้ได้กว้างขวาง ทั้งในด้านเกษตรกรรม สิ่งแวดล้อม การต่อสู้ภัยพิบัติทางน้ำ ปัจจุบันการเลี้ยงสัตว์น้ำนั้นไม่ได้ทำในบ่อเลี้ยงเหมือนแต่ก่อน แต่ไปเลี้ยงกันในแหล่งน้ำธรรมชาติ ทั้งในแม่น้ำ ทะเลสาบ และทะเล เทคโนโลยีที่จะพัฒนาขึ้นนี้ สามารถนำไปใช้สำหรับสิ่งที่เรียกว่า Smart Aquaculture หรือฟาร์มสัตว์น้ำอัจฉริยะ ซึ่งจะทำให้ผู้เลี้ยงสามารถตรวจวัดความเป็นไปต่างๆ ในน้ำจากระยะไกล ผ่านระบบอินเตอร์เน็ต ผมจะนำเรื่องเหล่านี้มาทยอยเล่าในตอนต่อๆ ไปนะครับ

Phytomonitoring Technologies - เทคโนโลยีตรวจวัดพืช (ตอนที่ 2)

ในบทความซีรีย์นี้ ผมจะทยอยนำเทคโนโลยีแต่ละตัวมาเล่าให้ฟังนะครับ แต่ช่วงแรกๆ จะเป็นการเล่าให้ฟังในภาพกว้างๆ ก่อน (โดยยังไม่ลงลึกในรายละเอียด) ว่าสถานภาพความก้าวหน้าในเรื่องของเกษตรแม่นยำสูง (Precision Farming) ที่เกี่ยวข้องกับการตรวจวัดพืชเป็นอย่างไร

ศาสตร์ด้านหนึ่งที่เป็นสาขาของเกษตรแม่นยำสูง ซึ่งกำลังได้รับความนิยมมากในปัจจุบัน ก็คือ Precision Crop Protection หรือการดูแลพืชแบบแม่นยำสูง ซึ่งศาสตร์หรือเทคโนโลยีทางด้านนี้ เน้นการป้องกันและระวังภัยให้แก่พืชที่เพาะปลูกอย่างแม่นยำ ภัยที่คุกคามพืชนั้นก็ได้แก่ โรคพืช แมลง และวัชพืช ซึ่ง 3 สิ่งนี้นำมาสู่ความสูญเสียผลผลิต ที่ผ่านมา เกษตรกรมุ่งเน้นการใช้ยาปราบศัตรูพืช และมักจะใช้มากเกินความจำเป็นจนเกิดความเสียหายต่อสุขภาพ ทั้งตัวเกษตรกรและผู้บริโภคผลผลิต ทั้งยังตกค้างในสิ่งแวดล้อมทำให้ดินและน้ำเสียหายอีกด้วย ปัจจุบันจึงเกิดการเรียกร้องเพื่อให้มีการใช้ยาปราบศัตรูพืชให้น้อยลง ซึ่งก็มีวิธีการหลายๆ อย่างรวมทั้งเทคโนโลยีใหม่ๆให้เลือก หากเกษตรกรสามารถรู้ล่วงหน้า หรือ รู้แต่เนิ่นๆ ว่ากำลังจะมีโรคอะไรระบาดที่บริเวณไหนของไร่ ก็จะทำให้สามารถที่จะเลือกใช้ยาปราบศัตรูพืชเพื่อกักกันโรคได้ทัน ในบริเวณแคบๆ ก่อนที่โรคจะลุกลามไป ทำให้ไม่ต้องใช้ยาปราบศัตรูพืชมากเกินไป แต่การที่จะทำเช่นนั้นได้ เกษตรกรก็ต้องมีเทคโนโลยีที่จะเฝ้าตรวจโรคให้ได้เสียก่อน

ปัจจุบันนี้มีทางเลือกใหม่ๆ เพื่อให้ใช้ยาปราบศัตรูพืชน้อยลง เช่น การใช้วิธีการทางชีวภาพเพื่อควบคุมศัตรูพืช การใช้ฟีโรโมนในการป้องกันไม่ให้แมลงเกิดการจับคู่ขยายพันธุ์ มีคนนำเทคโนโลยีเครื่องดูดฝุ่นมาใช้กำจัดแมลง (Vincent V and Boiteau G, Pneumatic control of agricultural insect pests, in Physical Control Methods in Plant Protection, ed. by Vincent C, Panneton B and Fleurat-Lessard F. Springer, Berlin, Germany, pp. 270–281 (2002)) หรือแม้กระทั่งการนำแสง UV มาใช้กำจัดโรคพืช (Ranganna B,Kushalappa ACandRaghavan GSV,Utraviolet irradiance to control dry rot and soft rot of potato in storage. Can J Plant Pathol 19:30–35 (1997)) หรือแม้แต่เทคโนโลยีดักจับแมลงที่จะเข้ามาในไร่ ก่อนที่มันจะขยายพันธุ์ (El-Sayed AM, Suckling DM, Byers JA, Jang EB and Wearing CH, Potential of ‘lure and kill’ in long-term pest management and eradication of invasive species. J Econ Entomol 102:815–835 (2009)) ในอนาคตก็อาจจะมีเทคโนโลยีที่สามารถตรวจจับสิ่งมีชีวิตต่างๆ ที่อยู่ในไร่นาทั้งในดิน และที่ต้นพืช ซึ่งจะทำให้เราสามารถควบคุมศัตรูพืชให้อยู่ในขอบเขตที่ไม่เป็นอันตรายต่อผลผลิต

เทคโนโลยีในการตรวจและเฝ้าระวังพืชนั้น อาจแบ่งออกได้เป็น 3 ระดับย่อยๆ ได้แก่
(1) การตรวจวัดพืชก่อนการเพาะปลูก
(2) การตรวจวัดพืชช่วงเพาะปลูกระดับมหภาค (ภาพใหญ่)
(3) การตรวจวัดพืชช่วงเพาะปลูกระดับย่อย (เชิงรายละเอียด)

ในช่วงก่อนการเพาะปลูกนั้น ถ้าเราระมัดระวังในเรื่องต่างๆ เสียแต่เนิ่นๆ ก็อาจจะทำให้เราไม่ต้องสิ้นเปลืองยาปราบศัตรูพืชในภายหลัง เช่น เมล็ดพันธุ์ที่จะนำมาใช้หว่านเพื่อเพาะปลูกนั้น ควรปราศจากเชื้อราและแบคทีเรียต่างๆ ซึ่งเทคโนโลยีในปัจจุบันจะใช้การตรวจ DNA เพื่อหาเชื้อโรคที่อาจติดมากับเมล็ดพันธุ์ นอกจากนั้น เราก็ควรตรวจสอบดินที่ใช้เพาะปลูกว่าปราศจากเชื้อโรคและแมลงศัตรูพืช โดยอาจมีการตรวจหาจุลชีพที่มีประโยชน์ด้วยว่ามีมากน้อยเพียงใด เทคโนโลยีที่มักใช้กันในการตรวจเมล็ดพันธุ์และดินสำหรับเพาะปลูกเพื่อหาจุลชีพต่างๆ คือ PCR ซึ่งปัจจุบันมีใช้แบบเป็นเครื่องพกพาแล้ว

แล้วผมจะกล่าวรายละเอียดสำหรับเทคโนโลยีที่เหลือในตอนต่อๆ ไปครับ

Phytomonitoring Technologies - เทคโนโลยีตรวจวัดพืช (ตอนที่ 1)

เกษตรกรรมแม่นยำสูง (Precision Agriculture) เป็นการทำการเกษตรแบบใหม่ที่เน้นการเปลี่ยนทรัพยากรต่างๆในไร่นา ให้เป็นผลผลิต (Input -> Output) อย่างมีประสิทธิภาพสูงที่สุด ทั้งนี้เพื่อให้เกิดผลข้างเคียงต่างๆ ต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด นั่นก็คือการใช้ปัจจัยในการเพาะปลูกต่างๆ ได้แก่ คน พืช แสง น้ำ ปุ๋ย ดิน อากาศ ให้น้อยที่สุด เพื่อให้ได้ผลผลิตมากที่สุด จึงเป็นการเกษตรที่หวังใจว่าจะเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุด

การที่จะทำเช่นนั้นได้ เราต้องรู้ว่าพืชต้องการอะไรเท่าไหร่ เราถึงจะให้สิ่งที่พืชต้องการได้ไม่มากเกินไป ไม่น้อยเกินไป ในบทความก่อนหน้านี้ของผมนั้น ผมได้เขียนเรื่องนี้ค่อนข้างเยอะพอควรครับว่า ในไร่นาหนึ่งๆ นั้น มีความแตกต่างหลากหลายในพื้นที่ แม้แต่ดินก็มีความอุดมสมบูรณ์แตกต่างกัน สภาวะแวดล้อมย่อยๆ ในพื้นที่ไร่นานี้เราเรียกว่า microclimate ซึ่งมีผลทำให้พืชเมื่ออยู่ใน microclimate ที่แตกต่างกันก็ย่อมให้ผลผลิตแตกต่างกันได้ ตัวอย่างจากในไร่องุ่นกรานมอนเต้ เขาใหญ่ ที่ผมทำงานวิจัยภาคสนามอยู่นี้ เราก็มักเห็นว่าในแปลงต่างๆ ที่อยู่ถัดกัน หรือแม้จะอยู่ติดกันก็ตาม องุ่นก็ให้ผลผลิตได้ค่อนข้างต่างกันอย่างเห็นได้ชัด ดังนั้นการดูแลพืช ดูแลดิน ในไร่นาเดียวกัน ก็ยังต้องดูแลให้แตกต่างกันในแต่ละพื้นที่ย่อยๆ นั้น เปรียบเสมือนการเลี้ยงลูกหลายๆ คน ให้เติบโตสมบูรณ์ พ่อแม่ย่อมต้องรู้ว่าใครอ้วนใครผอม ใครชอบกินอะไร มีนิสัยยังไง ถึงจะเลี้ยงดูลูกให้ทานข้าวได้ดีและเติบโตอย่างสมดุล การดูแลพืชก็เช่นกัน หากให้ปุ๋ยเท่าๆ กันทั้งไร่โดยไม่ได้ดูว่าพื้นที่ย่อยๆ นั้นมีสภาพแวดล้อมต่างกัน ก็ไม่ต่างจากการที่พ่อแม่ให้ลูกทานข้าวเท่าๆ กันทุกคน บางคนทานเสร็จแล้วก็อิ่มแปล้ ลูกคนโตทานเสร็จแล้วก็ยังหิวอยู่เลย ผลก็คือ ลูกคนเล็กอ้วนผิดส่วนในขณะที่ลูกคนโตก็ผอมกร่อง

จากประสบการณ์การทำวิจัยเกษตรแม่นยำสูงในไร่องุ่นนั้น เราพบว่า microclimate มีความสำคัญมาก การที่เรารู้ว่าแต่ละแปลงมี microclimate แตกต่างกันอย่างไร จะทำให้เราสามารถดูแลพืชได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงที่สุด ในโครงการวิจัยของเราจึงได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีที่เรียกว่า Microclimate Monitoring ขึ้นมาใช้ ซึ่งทำให้เราสามารถดูแลพืชได้อย่างถูกต้องตามข้อมูลสภาพแวดล้อมที่ตรวจวัดได้

อย่างไรก็ตาม เมื่อเรารู้สภาพแวดล้อมย่อยๆ แล้ว สิ่งที่เราต้องทราบอีกเรื่องคือ เกิดอะไรขึ้นกับพืชที่เราดูแลนั้นบ้าง ดังนั้นเทคโนโลยีอีกอย่างที่เราต้องมีสำหรับการทำเกษตรแม่นยำสูงนอกจากเทคโนโลยีตรวจสภาพล้อมรอบ (Microclimate Monitoring Technology) ก็คือ เทคโนโลยีตรวจวัดพืช (Phytomonitoring Technology) ซึ่งบทความซีรีย์นี้ของผมก็จะได้นำความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเหล่านี้มาเสนอนะครับ ก็คอยติดตามต่อไปในซีรีย์นี้นะครับ

เทคโนโลยีในตรวจวัดพืชที่ผมจะนำเสนอในบทความซีรีย์นี้ จะเกี่ยวข้องกับการเฝ้าระวังโรคพืช แมลง และวัชพืชต่างๆ ซึ่งข้อมูลที่ได้จากการตรวจวัดนี้จะมีประโยชน์เพื่อการวางแผนพ่นยาปราบศัตรูพืชที่มีประสิทธิภาพสูง กล่าวคือ ปฏิบัติการในเวลาที่เหมาะสมก่อนที่จะเกิดการลุกลามบานปลาย และต้องเป็นการกระทำที่ไม่เกินกว่าเหตุ เหมาะสมกับแต่ละพื้นที่ย่อยๆ ในไร่ ที่ผ่านมาเวลาเกษตรกรจะพ่นยาปราบศัตรูพืช เกษตรกรจะพ่นออกไปในปริมาณเท่าๆ กันทั้งไร่ ทั้งๆ ที่การระบาดของศัตรูพืชนั้นมีไม่เท่ากัน บางพื้นที่อาจจะไม่มีเลยก็ได้ ก่อให้เกิดผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม และสิ้นเปลืองโดยใช่เหตุ

ส่วนรายละเอียดในเทคโนโลยีต่างๆ นั้น ผมจะนำเสนอในโอกาสต่อไปนะครับ ......

AFITA 2012 - The 8th Asian Conference for IT in Agriculture

เรื่องของเกษตรแม่นยำสูง (Precision Agriculture) หรือฟาร์มอัจฉริยะ (Smart Farm) เป็นเรื่องที่มีความสนใจกันมาระยะหนึ่งแล้ว โดยเฉพาะในกลุ่มประเทศที่มีระดับความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์สูง เช่น สหรัฐอเมริกา ยุโรป ญี่ปุ่น สำหรับในประเทศไทยเราเองนั้น ถึงแม้จะเป็นประเทศเกษตรกรรมก็ตาม เรื่องของการเกษตรแม่นยำสูงยังเป็นเรื่องที่มีความสนใจน้อยมาก ดังนั้นในละแวกบ้านใกล้เรือนเคียงด้วยกันแล้ว ประเทศอินเดีย มาเลเซีย กลับมีความก้าวหน้าทางด้านนี้มากกว่า อย่างไรก็ตาม ผู้เขียนเชื่อว่าอีกไม่นาน ประเทศไทยเองจะเริ่มให้ความสนใจในเทคโนโลยีตัวนี้มากขึ้น เพราะสภาพภูมิอากาศที่กำลังเปลี่ยนไปอย่างมาก อาจทำให้คำพูดที่ว่า "เมืองไทยปลูกอะไรก็ขึ้น" กลายเป็นวลีของอดีตไปได้ ในอนาคตที่ไม่ไกลจากนี้

จะว่าไป เรื่องของเกษตรแม่นยำสูง ค่อนข้างที่จะหาการประชุมแถวๆ เอเชียได้ยากมากๆ ครับ การประชุมในเรื่องของเทคโนโลยีที่เกี่ยวกับเกษตร ทางด้านเกษตรแม่นยำสูง ฟาร์มอัจฉริยะ หุ่นยนต์ทางการเกษตร ส่วนใหญ่มักจะจัดขึ้นในยุโรป และสหรัฐอเมริกา หลังๆ นี้ผมสังเกตเห็นว่าประเทศทางยุโรปตะวันออกให้ความสนใจทางด้านนี้มากขึ้น อาจเป็นเพราะบ้านเมืองของเค้ายังมีความเป็นเกษตรกรรมกันอยู่มาก แต่เนื่องจากประเทศเหล่านี้ได้เข้าร่วมเป็นสมาชิก EU ทำให้ได้รับเทคโนโลยีชั้นสูงเข้ามา upgrade เกษตรกรรมที่มีอยู่ ส่วนยุโรปตะวันตกเองก็หวังพึ่งประเทศเหล่านี้เพื่อเป็นแหล่งผลิตอาหารในอนาคต มากกว่าที่จะมาพึ่งผลผลิตทางการเกษตรจากประเทศไกลๆ อย่างเรา

การประชุมทางด้านเกษตรแม่นยำสูงที่จัดใกล้ๆ บ้านเราที่พอจะหาได้ก็จะยังพอมีครับ ที่ผมนำมาเสนอในวันนี้คืองาน AFITA 2012 - The 8th Asian Conference for IT in Agriculture ซึ่งจะจัดที่ไทเป ระหว่างวันที่ 3-6 กันยายน พ.ศ. 2555 ก็ยังมีระยะเวลาอีกค่อนข้างนานเลยครับในการเตรียมตัว งานประชุม AFITA นี้จะวนเวียนจัดกันอยู่ในละแวกบ้านใกล้เรือนเคียงแถวๆ นี้ครับ และก็เคยมาจัดที่เมืองไทยอีกด้วย ผมเคยเข้าร่วมประชุมครั้งหนึ่ง ตอนนั้นจัดที่มหาวิทยาลัยเกษตรโตเกียว

หัวข้อการประชุมที่เป็นที่สนใจของ AFITA 2012 มีดังนี้ครับ

Rural economies and ICT policies for rural development
Extension and knowledge repository services
Agricultural resources data banks and data mining
Remote Sensing and GIS applications
Applications for agriculture and precision farming
Agricultural Information System
Decision Support Systems for agriculture and agribusiness
e-agribusiness and virtual agri-markets
Weather prediction models for profitable agricultural production
ICT applications in natural resources management
e-governance standards/metadata and data standards in agriculture
Robotics in Agriculture
Plant Factory
Agricultural Applications of Cloud & Service Computing
Agricultural Education & Training
General or miscellaneous topic

Bionic Insect - แมลงชีวกล (ตอนที่ 6)

วันนี้ผมขอเล่าเรื่องแมลงชีวกลกันต่อนะครับ อย่างที่ผมเคยบอกในตอนก่อนๆล่ะครับว่า ความสนใจในเรื่องของแมลงชีวกลมีมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องมาจากความสนใจในภาพรวมของเรื่อง Hybridized Machine-Life หรือ Man-Machine Interface หรือ การบูรณาการความเป็นจักรกลเข้ากับสิ่งมีชีวิต แต่การเอาจักรกลไปทำกับคน ต้องผ่านเรื่องจริยธรรมเยอะแยะ นักวิจัยส่วนหนึ่งเลยหันไปทำวิจัยเรื่องนี้กับแมลง เพราะไม่ต้องไปขออนุญาตคณะกรรมการ แมลงเป็นสัตว์หาง่าย เลี้ยงง่าย เพาะง่าย ไม่ต้องการพื้นที่เลี้ยงอะไรมากมาย

กระทรวงกลาโหมของสหรัฐฯ ได้จัดให้มหาวิทยาลัยต่างๆ ที่ได้รับทุนวิจัยเรื่องนี้แข่งกันพัฒนาเทคโนโลยี ที่ใช้แนวคิดและระเบียบวิธีวิจัยไม่เหมือนกัน เป้าหมายแรกคือ การทำให้เจ้าแมลงกึ่งจักรกลนี้บินไปสู่เป้าหมายที่กำหนดในระยะ 100 เมตร โดยกำหนดให้ผิดพลาดได้ไม่เกิน 5 เมตร ตอนนี้มีแข่งกัน 3 วิธีครับคือ (1) ใช้สัญญาณวิทยุควบคุมให้แมลงเข้าไปยังที่หมาย ซึ่งวิธีนี้มีความเสี่ยงที่ข้าศึกจะสามารถตรวจจับการใช้สัญญาณวิทยุได้ (2) ใช้ GPS เพื่อนำทางแมลงชีวกลให้บินเข้าไปสู่เป้าหมาย (3) ใส่คำสั่งล่วงหน้าไว้ในชิพที่ควบคุมแมลง เพื่อทำให้แมลงบินไปตามแผนคำสั่ง เช่น บินไป 50 เมตร แล้วเลี้ยวขวา จากนั้นไปต่ออีก 50 เมตร เป็นต้น ซึ่งแต่ละวิธีก็มีข้อได้เปรียบเสียเปรียบ

แต่ละทีมที่แข่งกันก็มีวิธีในการบังคับแมลงไม่เหมือนกันด้วย บางทีมจะจิ้มอิเล็กโทรดเข้าไปที่กล้ามเนื้อของแมลงโดยตรง ซึ่งจะสามารถบังคับแมลงให้บินช้าบินเร็ว เลี้ยวซ้ายเลี้ยวขวาได้โดยตรง แต่บางทีมใช้วิธีจิ้มอิเล็กโทรดทั้งที่ประสาทที่ควบคุมกล้ามเนื้อ พร้อมๆกับที่กล้ามเนื้อด้วย นั่นคือ การไปบังคับที่ส่วนสมองของมันด้วย

ที่กล่าวมาทั้งหมดนั้น เป็นเรื่องของการเอาจักรกลจิ๋ว (MEMS) ไปควบคุมแมลงครับ แต่ยังมีอีกแนวคิดหนึ่ง คือการเอาระบบสมองของแมลงไปควบคุมจักรกลหรือหุ่นยนต์ ว่างๆจะนำเรื่องนี้มาเล่าให้ฟังครับ

Plant Intelligence - ต้นไม้ไม่ได้โง่ (ตอนที่ 9)

วันนี้ผมขอกลับมาพูดเรื่องความฉลาดของพืช ซึ่งกำลังเป็นศาสตร์ที่มาแรง เพราะเดิมนั้น ความรู้แบบบ้านๆ (Conventional Wisdom) บอกเราว่า พืชเป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีจิตใจ จึงไม่มีความฉลาดแต่อย่างไร ตอนนี้ก็เป็นตอนที่ 9 แล้วนะครับ แรกๆที่ผมเขียนถึงเรื่องนี้ ก็ไม่คิดว่าจะพูดเรื่องนี้ได้นานขนาดนี้หรอกครับ แต่กลับพบว่ารายงานวิจัยใหม่ ก็มีออกมาตลอดเกี่ยวกับศาสตร์ทางด้านนี้

ล่าสุดมีรายงานวิจัยเกี่ยวกับความสามารถในการระลึกรู้เครือญาติของพืช ปรากฏในวารสารวิจัย Communicative and Integrative Biology (รายละเอียดเต็มเพื่อการอ้างอิงคือ Meredith L. Biedrzycki, Tafari A. Jilany, Susan A. Dudley and Harsh P. Bais, "Root exudates mediate kin recognition in plants", Communicative and Integrative Biology (2010), vol. 3, pp. 1-8) ซึ่งสิ่งที่รายงานนี้น่าตื่นเต้นมากครับ เพราะนักวิจัยพบว่าพืชรู้จักที่จะอาศัยอยู่กับญาติของมันอย่างประนีประนอม มีการร่วมกันใช้ทรัพยากรอย่างเป็นมิตร โดยหลีกเลี่ยงการชิงดีชิงเด่น !!!

นักวิจัยได้ศึกษาพืชชนิดหนึ่งที่มีชื่อว่า Arabidopsis ซึ่งเป็นพืชที่มีการศึกษามากที่สุดชนิดหนึ่ง โดยในการศึกษาครั้งนี้ ได้ทำการสังเกตต้นพืชที่โตจากเมล็ดจำนวนมากถึง 3,000 เมล็ด ทั้งนี้พืชที่เมล็ดเกิดจากแม่ต้นเดียวกัน เวลามันเติบโต มันจะพยายามหลบหลีกกัน ไม่แย่งอาหารกัน การเจริญเติบโตของรากแต่ละต้นก็จะเป็นไปด้วยความอ่อนน้อมถ่อมตน เสมือนดั่งว่ามันเอื้ออาทรต่อกัน ในขณะที่รากของต้นพืชที่มาจากเมล็ดที่เกิดจากคนละแม่ มันจะไม่เกรงใจกัน การเจริญของรากจะเป็นไปอย่างก้าวร้าว แข่งขันเพื่อให้ได้อาหารมากที่สุด สำหรับต้นพืชที่มาจากแม่เดียวกัน แม้แต่ใบของมัน ยังพยายามหลีกๆ กันเลยครับ นักวิจัยได้สืบเสาะจนได้เบาะแสว่า รากของต้นพืชได้ปล่อยสารเคมีบางชนิดออกมา ซึ่งทำให้มันสามารถที่จะระลึกรู้หมู่ญาติของมันได้

ผมมีลูก 2 คนครับ ทุกๆครั้งที่ผมเห็นเขาทั้งสองทะเลาะกันแล้ว ก็อดนึกถึงการรู้จักรักพี่รักน้องของ Arabidopsis ไม่ได้ .....

นักวิจัยพบ ระบบรดน้ำในไร่องุ่นสูญเสียน้ำ 10%

มีข่าวจาก Standford University ครับว่า นักวิจัยของเขาได้ทำการศึกษารูปแบบการรดน้ำในไร่องุ่น ซึ่งจะใช้วิธีปล่อยน้ำออกจากหัวรดน้ำมาเป็นสาย (Dripping) ลงไปยังพื้นดิน จากนั้นน้ำจะไหลลงไปเป็นทาง เขาพบว่าน้ำจะสูญเสียไปประมาณอย่างน้อย 10% ของน้ำทั้งหมดที่รดไปครับ

นักวิจัยตั้งสมมติฐานว่าน้ำที่สูญเสียไป เกิดจากการที่ดินมีรอยแตก ซึ่งเกิดจากการที่ดินชุ่มน้ำในฤดูที่มีฝน แล้วมาสูญเสียน้ำในช่วงฤดูร้อน น้ำจึงซึมตามรอยแตก แล้วไหลอย่างรวดเร็วลงไปข้างล่าง รากองุ่นจึงไม่สามารถนำน้ำส่วนนั้นมาใช้่ได้

นักวิจัยเขาได้เสนอวิธีการลดการสูญเสียน้ำ ด้วยการรดน้ำให้ช้าลง (ปริมาณน้ำต่อเวลาลดลง) ซึ่งจะช่วยไม่ให้น้ำไหลลงดินเร็วเกินไป รวมทั้งอาจลดความสูงของหัวปล่อยน้ำให้ต่ำลงมาหน่อย ความรู้จาก paper นี้ผมได้นำไปปรึกษากับเจ้าของไร่องุ่นที่เขาใหญ่ ซึ่งปรากฏว่าก็มีประโยชน์มากต่อไร่องุ่นของไทยครับ เพราะพยากรณ์เรื่องน้ำในปีหน้าคาดว่าฝนจะแล้งแล้วครับ เกษตรกรไทยต้องเตรียมตัวให้มากๆ ครับ

โลกร้อนคุกคามเกษตรกรรม

เมื่อวันที่ 28 กรกฎาคม 2552 มีข่าวเล็กๆ ข่าวหนึ่งที่น่าตกใจเกิดขึ้น ข่าวนั้นก็คือ มีการทดลองเดินเรือข้ามขั้วโลกเหนือ จากท่าเรือพาณิชย์ในยุโรปตะวันตก มายังเอเชียตะวันออก นัยว่าการทดลองนี้ทำเพื่อพิสูจน์ว่าการเดินเรือจากทวีปยุโรปมายังเอเชีย โดยไม่ต้องผ่านคลองสุเอซ และ ประเทศสิงคโปร์นั้น เป็นสิ่งที่กำลังจะเป็นไปได้ เนื่องจากน้ำแข็งทางขั้วโลกได้เริ่มละลาย ทำให้สิ่งกีดขวางการเดินเรือจะเริ่มหมดไป ซึ่งไม่แน่ว่าในอนาคต การเดินเรือจากเอเชียตะวันนออก ไปยังยุโรปจะทำได้เร็วขึ้น 2 เท่าตัว โดยผ่านทางขั้วโลกเหนือ เรื่องนี้ฟังดูน่าจะเป็นเรื่องที่ดี แต่ผมก็อดตกใจไม่ได้ว่าโลกเราร้อนได้ขนาดนี้แล้วหรือ .......

และเมื่อเร็วๆนี้เอง ได้มีรายงานวิจัยตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Chemical Ecology โดย ดร. รอส เกลียโดว์ (Ros Gleadow) แห่งมหาวิทยาลัยโมแนช ออสเตรเลีย (รายละเอียดเต็มเพื่อการอ้างอิงคือ Gleadow RM, Edwards E. and Evans JR (2009) Changes in nutritional value of cyanogenic Trifolium repens at elevated CO2. Journal Chemical Ecology 35, 476–47) ซึ่งได้ระบุว่าการที่บรรยากาศโลกมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากขึ้นนี้ ไม่ได้เป็นผลดีต่อพืชเลย ถึงแม้พืชจะใช้ก๊าซนี้ในการสังเคราะห์แสงก็เถอะ ผมอ่านดูทีแรกก็รู้สึกแปลกใจมากเลยครับ สงสัยอยู่เหมือนกันว่า อ้าว .... ก็พืชใช้คาร์บอนไดออกไซด์ในการสังเคราะห์แสง แต่พอมีเยอะๆ กลับไม่ชอบ มานึกถึงตอนที่ผมไปเฝ้าไข้อยู่ที่โรงพยาบาล เคยลองเปิดเอาอ๊อกซิเจนของคนไข้มาลองหายใจดูเล่นๆ พบว่าแสบจมูกเหมือนกัน นั่นเพราะมีอ๊อกซิเจนเข้มข้นเกินไป ซึ่งแทนที่จะดีกลับไม่ดี

ในรายงานวิจัยของ ดร. เกลียโดว์ นั้นเธอได้บอกถึงเหตุผลของการที่คาร์บอนไดออกไซด์มีความเข้มข้นสูงขึ้น กลับไม่เป็นผลดีต่อพืชว่า เพราะเมื่อมีก๊าซนี้สูง พืชจะผลิตสาร Cynanogenic Glycosides ซึ่งสามารถแตกตัวได้ Hydrogen Cyanide ซึ่งเป็นพิษ ซึ่งสัตว์ที่มากินพืชก็จะได้รับสารพิษนี้ ผลการวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าพืชอย่างมันสำปะหลังจะมีผลผลิตต่ำลงในบรรยากาศก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงขึ้น นักวิจัยยังได้เรียกร้องให้มีการศึกษาวิจัย เพื่อพัฒนาพืชทนร้อน สำหรับทดแทนพันธุ์เดิมซึ่งผลผลิตนับวันจะยิ่งตกต่ำลงเรื่อยๆ ก่อนหน้านี้ก็เคยมีการรายงานว่า ผลผลิตข้าวจะตกต่ำลง 10% ทุกๆ 1 องศาเซลเซียสที่ร้อนขึ้นในช่วงเวลากลางคืน

ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรม แต่งานวิจัยพื้นฐานทางด้านการเกษตรของเรากลับไม่ค่อยมีใครทำเท่าไหร่ครับ อีกไม่กี่ปีข้างหน้า ประเทศไทยต้องการเกษตรกรรมแม่นยำสูง (Precision Agriculture) แล้วล่ะครับ .......

The Future of Agriculture - อนาคตของเกษตรกรรม (ตอนที่ 2)

เทคโนโลยีที่ถูกมองว่าจะเป็นอนาคตของเกษตรกรรมก็คือ เกษตรกรรมแม่นยำสูง (Precision Agriculture) ซึ่งเป็นการใช้ทรัพยากรทั้ง น้ำ ปุ๋ย ยาฆ่าแมลง ยาปราบวัชพืช สารอาหารต่างๆ ทั้งเคมีและอินทรีย์ ให้แก่พืชตามความต้องการของพืชจริงๆ ไม่มากไม่น้อยเกินไป และก็ให้แก่พืชแต่ละต้น ตามความจริง ไม่ใช่ให้เฉลี่ยเท่าๆกันตลอดทั้งไร่อย่างที่ทำกันอยู่ เรื่อง Precision Agriculture นี้ผมนำมาเสนออยู่บ่อยๆ ท่านผู้อ่านก็คงจะคุ้นหูกันอยู่แล้ว จริงๆ แล้วเทคโนโลยีตัวนี้จะใกล้ความจริงมากกว่าเทคโนโลยีที่กล่าวถึงในตอนแรกคือ Indoor Farming เสียอีก เพราะ Precision Agriculture สามารถทำได้ทั้งไร่นาใหญ่และเล็ก ทำกับพืชชนิดใดก็ได้ ทำได้ทั้งในที่สูงที่ราบ แนวคิดหลักก็คือ การใช้ทรัพยากรตามความจำเป็น

สิ่งที่สำคัญในการทำเกษตรกรรมแม่นยำสูงก็คือ การรู้ว่าสภาพล้อมรอบต้นพืช รวมทั้งต้นพืชเองเป็นอย่างไร เช่น รู้ว่าดินในแต่ละบริเวณของไร่ต่างกันอย่างไร ตรงไหนมี NPK มากน้อยอย่างไร จะได้ให้ปุ๋ยตามจริง ตามการขาดแร่ธาตุของดินบริเวณนั้นๆ ได้อย่างถูกต้อง การรู้ว่าดินแต่ละบริเวณมีความชื้นแตกต่างกันอย่างไร ตรงไหนชื้นมาก ตรงไหนชื้นน้อย จะได้ให้น้ำได้ถูกต้อง การรู้ว่าพืชแต่ละบริเวณมีอัตราการเจริญเติบโตอย่างไร แตกต่างกันไหม จะได้ให้สารอาหารตามความจำเป็น การรู้ว่าบริเวณไหนต้องการยาปราบวัชพืชมากน้อยต่างกันอย่างไร จะได้ไม่ให้ยามากเกินไป

การรู้ความแตกต่างของแต่ละบริเวณคือจุดสำคัญของเกษตรแม่นยำสูง ซึ่งต้องอาศัยเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายในไร่นา ที่ให้ข้อมูลแบบเรียลไทม์ จากนั้นต้องนำข้อมูลเหล่านั้นไปสร้างแผนที่ (Grid Soil Mapping) ซึ่งแผนที่เหล่านี้จะถูกนำไปสู่การปฏิบัติด้วยเครื่องไม้เครื่องมือต่างๆ เช่น รถแทร็กเตอร์ระบบ GPS หรือการใช้หุ่นยนต์ เป็นต้น

The Future of Agriculture - อนาคตของเกษตรกรรม (ตอนที่ 1)

จะตลกไหมครับหากผมจะพูดว่า ในอนาคตประเทศอาหรับจะกลายมาเป็นประเทศเกษตรกรรมล้ำหน้า หรือว่า ในอนาคตประเทศไทยจะกลายมาเป็นประเทศผู้ส่งออกไวน์รายใหญ่ แล้วคอยดูต่อไปนะครับว่า เรื่องแบบนี้ไม่ได้อยู่ไกลเกินฝัน อีกไม่นาน เราจะเริ่มเห็นการเคลื่อนไหวในวงการเกษตรกรรม ที่อาจทำให้โลกพลิกซ้ายพลิกขวาไปเลยครับ

บทความชุดนี้ ผมจะนำเทคโนโลยีที่คาดหมายว่าจะเป็นอนาคตของวงการเกษตรกรรม ที่จะนำไปสู่การปฏิวัติเกษตรกรรมครั้งที่ 2 มาเล่าให้ฟังครับ

เทคโนโลยีที่ผมจะแนะนำในวันนี้ คือ Indoor Farming หรือการทำไร่ทำนาในร่ม ซึ่งอาจจะหมายถึงการทำในโรงเรือน (Green House) การทำไร่ในอาคารสูง (Vertical Farming) หรืออาจทำในเมืองในแหล่งธุรกิจอย่างสีลม (Downtown Farming) ซึ่งผมเคยพูดไปก่อนหน้านี้แล้วเกือบทั้งหมดครับ ซึ่งในระยะหลังๆ นี้ แนวคิดการทำเกษตรกรรมในพื้นที่ทะเลทรายกำลังมาแรงครับ มีการทดลองสร้างโรงเรือนเกษตรกรรมในทะเลทรายที่อยู่ไม่ไกลจากทะเล โดยโรงเรือนเหล่านี้อาศัยพลังงานจากแสงอาฑิตย์ และพลังงานลม เพื่อผันน้ำจากทะเลเข้ามาเปลี่ยนให้เป็นน้ำจืด สำหรับรดน้ำให้แก่พืช รวมทั้งสร้างความชื้นในโรงเรือนเพื่อให้พืชสามารถเจริญเติบโตได้ สำหรับเมืองไทยแล้ว การทำ Indoor Farming เคยถูกมองว่าไม่จำเป็นในอดีต แต่เมื่อสภาวะอากาศเปลี่ยนแปลงไป แนวคิดในการทำ Indoor Farming ก็เริ่มมีความสำคัญกับพืชหลายชนิด โดยเฉพาะพืชที่มีมูลค่า เช่น กล้วยไม้ ผักห้าง ไม้ดอกต่างๆ ข้อดีของเกษตรกรรมในร่มก็คือ เราสามารถทำเกษตรกรรมที่ใดก็ได้ พืชชนิดใดก็ได้ เพราะอีกหน่อย พื้นที่เกษตรกรรมเหมาะๆ มีแต่จะหายาก มีที่ตรงไหนทำได้ ก็ต้องเอาตรงนั้น เทคโนโลยีนี้จึงใช้กันมากขึ้นทุกที แม้แต่ในประเทศที่ปลูกอะไรก็ขึ้นอย่างบ้านเรา

Bionic Insect - แมลงชีวกล (ตอนที่ 5)

วันนี้มาพูดเรื่องแมลงกันอีกนะครับ ช่วงนี้หน้าฝน พอหลังฝนตก แมลงชอบมาตอมไฟ เช้าก็ต้องมากวาดกัน วันนี้ผมเลยต้องขอคุยต่อเกี่ยวกับโครงการที่จะเปลี่ยนแมลงให้เป็นครึ่งสัตว์ครึ่งจักรกล

วิธีที่เขาใช้ในการสร้างแมลงชีวกลมักจะเริ่มตั้งแต่แมลงยังเป็นตัวอ่อนที่เรียกว่า larvae หรือตัวหนอน ซึ่งกระบวนการเปลี่ยนแปลงจากตัวหนอนไปเป็นแมลงนี้มีชื่อว่า metamorphosis ฟังดูคุ้นๆมั๊ยครับ นักวิจัยจะทำการฝังอุปกรณ์จักรกลจุลภาคหรือ MEMS เข้าไปในดักแด้ของแมลง เพื่อที่จะทำให้อุปกรณ์นั้นเกิดการเชื่อมต่อกับอวัยวะของแมลง ตั้งแต่ช่วงที่เป็นดักแด้นี่แหล่ะครับ โดยมากเขาก็จะเน้นการเชื่อมต่อกับระบบประสาท และระบบกล้ามเนื้อของมัน เมื่อดักแด้พัฒนาไปสู่แมลงตัวเต็มวัย มันจะไม่รู้สึกว่าอุปกรณ์ MEMS ที่ใส่เข้าไปนี่เป็นสิ่งแปลกปลอม แน่นอนว่าเจ้าอุปกรณ์ MEMS ที่ปลูกเข้าไปในตัวแมลง จะต้องมีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา

ตอนแรกผมก็คิดว่าทหารสหรัฐฯ เขาคงทำเรื่องนี้เล่นๆ สนุกๆ แต่ปรากฏว่า เพนทากอนได้ทำสัญญาว่าจ้างทั้งบริษัทเอกชน และมหาวิทยาลัยหลายแห่ง ให้พัฒนาแมลงชีวกลหลากหลายจำพวก นี่แสดงให้เห็นว่ากองทัพสหรัฐฯ ซีเรียสเรื่องนี้จริงๆครับ และเพื่อความไม่ประมาท เพนทากอนพยายามกระจายความเสี่ยงด้วยการหว่านโปรเจ็คต์ไปหลายๆ ที่ เพื่อถ้าหากมหาวิทยาลัยไหนทำแล้วไม่สำเร็จ ก็ยังมีที่อื่นที่อาจจะทำได้ ตัวอย่างหนึ่งที่น่าสนใจก็คือ เพนทากอนได้ว่าจ้างบริษัท Agiltron Corporation ให้พัฒนาเทคโนโลยีการปลูกถ่ายอุปกรณ์ MEMS ที่ทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์ตรวจวัดก๊าซ เข้าไปในตัวอ่อนแมลง โดยเซ็นเซอร์นี้จะอาศัยพลังงานจากการเก็บเกี่ยวคลื่นวิทยุที่มีอยู่ทั่วไปในอากาศ

เรื่องนี้ยังไม่จบนะครับ ..... วันหลังผมจะมาเล่าให้ฟังต่อนะครับ .....

Plant Intelligence - ต้นไม้ไม่ได้โง่ (ตอนที่ 8)

ตอนเด็กๆสมัยเรียนมหาวิทยาลัย ผมมักจะได้รับรู้อยู่เรื่อยๆ ว่า พฤกษศาสตร์ในประเทศไทยนี้ช่างเป็นเรื่องที่ไม่น่าเรียนเอาเสียเลย ไม่ว่าจะเป็นมหาวิทยาลัยไหน หลักสูตรพฤกษศาสตร์ก็ไม่มีเด็กอยากเข้าไปเรียน เวลามองเข้าไปในภาควิชาพฤกษศาสตร์ ก็จะเห็นกระถางต้นไม้รกรก จัดได้น่าเบื่อมาก ......

นั่นเป็นเรื่องของอดีตไปแล้วครับ นับวัน นับวัน ศาสตร์ทางด้านนี้จะน่าศึกษา และน่าค้นหามากขึ้นเรื่อยๆ เลยครับ ต้นไม้มีอะไรที่น่าสนใจ น่าค้นหา ศาสตร์อื่นๆ เริ่มจะข้ามเข้ามาขอศึกษาต้นไม้มากขึ้น ไม่ว่าจะเป็น ประสาทวิทยา (Neuroscience) วิทยาศาสตร์การรับรู้ (Cognitive Science) หุ่นยนต์ศาสตร์ (Robotics) นาโนศาสตร์ (Nanoscience) ชีววิทยาโมเลกุล (Molecular Biology) จีโนมศาสตร์ (Genomics) ชีวกลศาสตร์ (Bionics) และอื่นๆอีกมากมาย ทำให้ตอนนี้ พฤกษศาสตร์เนื้อหอมมากๆ

หลักฐานทางวิทยาศาสตร์เริ่มปรากฏชัดมากขึ้นเรื่อยๆ ว่าต้นไม้สื่อสารได้ มีความจำ หรือแม้แต่อาจจะมี "ปัญญา" เลยนะครับ ล่าสุดมีรายงานในวารสาร Ecology Letters (รายละเอียดเต็มเพื่อการอ้างอิงคือ Richard Karban and Kaori Shiojiri, "Self-recognition affects plant communication and defense", Ecology Letters (2009) vol. 12, pp. 502-506) โดยศาสตราจารย์ ริชาร์ด คาร์บาน (Richard Karban) แห่งภาควิชากีฏวิทยา มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส ได้ศึกษาพืชชนิดหนึ่งชื่อฝรั่งว่า Sagebrush (เป็นพืชพวกเดียวกับ โกฐจุฬาลัมพา) พืชตัวนี้มีความสามารถในการคุยกัน มันจะพยายามปกป้องพวกญาติๆ ของมันจากภัยอันตรายรอบตัว ด้วยการปล่อยสารระเหยบางชนิดออกมาเพื่อเตือนญาติๆ ของมันเมื่อแมลงมาบุกโจมตี นอกจากนี้มันยังปล่อยสารเคมีออกมาเพื่อป้องกันตัวด้วย เพื่อทำให้แมลงไม่อยากกินมันเป็นอาหาร ศาสตราจารย์คาร์บานได้ทดลองตัดกิ่งของมัน ซึ่งพบว่ามันจะปล่อยสารระเหยออกมา สารนี้จะทำให้ต้นอื่นๆ รอบๆตัวมันปล่อยเคมีบางชนิดเพื่อปกป้องตัวเองล่วงหน้า เป็นผลทำให้ต้นไม้บริเวณรอบๆ ไม่ค่อยมีแมลงเข้ามากินเท่าไหร่

ความเข้าใจในเรื่องการสื่อสารที่ดูเงียบๆ ซ่อนเร้นของพืชนี้ จะมีประโยชน์ในการออกแบบหุ่นยนต์ ที่สามารถสื่อสาร และปฏิบัติงาน โดยอาศัยและพรางตัวในสภาพแวดล้อม โดยสามารถเก็บเกี่ยวพลังงานได้เอง ...... เอาไว้มาคุยเรื่องนี้กันต่อครับ ..............

Plant Intelligence - ต้นไม้ไม่ได้โง่ (ตอนที่ 7)

วันนี้มาคุยเรื่องนี้กันต่อครับ ท่านผู้อ่านอาจจะเคยได้ยินเรื่องราวของการเปิดเพลงให้สัตว์เลี้ยงฟัง อย่างเช่น ไก่จะไข่ดกขึ้นเมื่อเปิดเพลงให้ฟัง หรือแม้แต่พืชเอง ผมก็เคยได้ยินเรื่องราวเหล่านี้พูดกันมาปากต่อปาก แต่ที่อิตาลีเขามีการทดลองเปิดเพลงคลาสสิคให้ต้นองุ่นไวน์ฟัง โดยมีการวัดตัวบ่งชี้ต่างๆ ที่เกี่ยวกับการเจริญเติบโตขององุ่น เทียบกับองุ่นที่ไม่ได้ฟังเพลง ซึ่งพบว่า องุ่นที่ฟังเพลงมีกิจกรรมของการเจริญเติบโตสูงกว่า โดยเฉพาะในช่วงฤดูกาลที่มันจะแตกกิ่งก้านสาขา เพื่อกำเนิดผลผลิต

ก่อนหน้านี้ เคยมีนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยในประเทศจีน รายงานเรื่องการใช้คลื่นเสียงให้พืชฟังมาแล้ว ปรากฏอยู่ในวารสาร Colloids and Surfaces B: Biointerfaces (รายละเอียดเต็มคือ Wang Xiujuan, Wang Bochu, Jia Yi, Liu Defang, Duan Chuanren, Yang Xiaocheng and Akio Sakanishi, "Effects of sound stimulation on protective enzyme activities and peroxidase isoenzymes of chrysanthemum", Colloids and Surfaces B: Biointerfaces (2003) vol. 27, pp. 59-63) ซึ่งในรายงานนี้ระบุว่า การเปิดเสียงให้แก่พืช ทำให้เอ็นไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของพืชทำงานได้ดีขึ้น ในรายงานนี้ ได้ระบุว่า เสียงที่เปิดให้พืชฟัง เป็นเสียงที่มีความดังและความถี่ ที่คงที่ ไม่ใช่เป็นการเปิดดนตรี

ดังนั้นการทดลองเปิดดนตรีคลาสสิคในไร่องุ่นของอิตาลีนี้ จึงถือว่าเป็นการทดลองแรกๆ ที่ให้พืชฟังเพลง แล้วมีการวัดค่าต่างๆ อย่างเป็นระบบ จนได้ข้อสรุปเบื้องต้นว่าการเปิดเพลงช่วยเพิ่มผลผลิตได้ แต่น่าเสียดายครับ ที่ผมพยายามสืบค้นว่ามีการตีพิมพ์เรื่องนี้ในวารสารวิจัยหรือไม่ แต่ก็ไม่พบครับ อย่างนี้เลยยังไม่สามารถสรุปได้ว่าเรื่องนี้น่าเชื่อถือได้แค่ไหน เพราะว่าในวงการวิชาการนั้นจะถือว่า ความรู้ที่ค้นพบได้หากไม่มีการรายงานในวารสารวิจัยเพื่อให้รับรู้กันอย่างกว้างขวาง ก็จะถือว่าความรู้นั้นยังเชื่อถือไม่ได้ครับ เพราะไม่มีผู้ประเมินหรือวิจารณ์ (Peer Review) ทำให้ถือได้ว่างานชิ้นนี้ยังไม่สมบูรณ์ครับ คนอื่นสามารถทำแข่งได้ครับ แล้วหากใครรายงานการค้นพบในวารสารวิจัยก่อนก็จะถือว่าคนนั้นเป็นเจ้าของผลงาน

เรื่องราวของ Plant Intelligence ยังไม่จบนะครับ วันหลังผมค่อยมาเล่าต่อนะครับ ......

Plant Intelligence - ต้นไม้ไม่ได้โง่ (ตอนที่ 6)

เรื่องของ Plant Intelligence กำลังมาแรงครับ เพราะว่าเรื่องนี้จะไปเกี่ยวโยงกับเทคโนโลยีสมัยใหม่หลายๆ เรื่อง เช่น เรื่องของหุ่นยนต์ การเกษตรแม่นยำสูง (Precision Agriculture) ประสาทวิศวกรรม (Neuroengineering) และแม้กระทั่งเรื่องของวัสดุปัญญา (Materials Intelligence) เป็นต้น ต่อแต่นี้ไป พฤกษศาสตร์ จะไม่ใช่ศาสตร์น่าเบื่ออีกแล้วครับ แต่จะเป็นศาสตร์ที่น่าตื่นเต้น น่าค้นหา และน่าเรียนครับ

ศาสตราจารย์ สเตฟาโน แมนคูโซ (Professor Stefano Mancuso) แห่งห้องปฏิบัติการวิจัยนานาชาติด้านประสาทชีววิทยาพืช (International Laboratory of Plant Neurobiology) เป็นผู้หนึ่งที่สนใจศึกษาเรื่องนี้ แบบเกาะติด มาเป็นระยะเวลานาน ท่านกล่าวว่า "ถ้าพวกคุณนิยามปัญญาว่าเป็นความสามารถในการแก้ปัญหาล่ะก็ พืชก็มีอะไรที่จะสอนพวกเราเยอะมากครับ จริงๆแล้ว การไม่มีสมอง ไม่ได้หมายความว่าจะไม่มีปัญญานะครับ" ผมชอบคำพูดนี้มากเลยครับ เพราะว่าผมกำลังทำงานวิจัยในเรื่องของวัสดุปัญญา (Materials Intelligence) ซึ่งมีระดับของความฉลาดน้อยกว่าพืชเสียอีก ในเมื่อพืชที่ไม่มีสมองก็มีปัญญาได้ ทำไมวัสดุที่มีความก้าวหน้ามากๆ เราจะใส่ความสามารถในการแก้ปัญหาให้มันไม่ได้หล่ะครับ เห็นหรือยังครับว่า การเรียนรู้ "ปัญญา" ของพืช นั้นมีประโยชน์ต่อนาโนเทคโนโลยีจริงๆ

อย่างที่ผมเคยกล่าวไว้ก่อนหน้านี้ว่า เรื่องของ Plant Intelligence ไม่ใช่เรื่องใหม่อะไร องค์สมเด็จพระบรมศาสดา พระสัมมาสัมพุทธเจ้า ท่านก็ได้ทรงค้นพบเมื่อ 2,500 กว่าปีที่แล้วว่า พืชเป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่ธรรมดา พระองค์ทรงบัญญัติพระวินัย มิให้พระภิกษุสงฆ์ตัดถอนต้นไม้โดยไม่มีเหตุอันควร ตลอดพระชนม์ชีพของพระองค์ได้ใช้ต้นไม้เป็นสถานที่ ประสูติ ตรัสรู้ และปรินิพพาน ก่อนหน้านี้ ชาลส์ ดาร์วิน ก็เคยตีพิมพ์ผลงานวิจัยที่มีชื่อว่า The Power of Movement in Plants ซึ่งได้เปิดเผยสมมติฐานที่พืชอาจเป็นสิ่งชีวิตที่ไม่ธรรมดา ก็แล้วทำไมที่ผ่านมา ความก้าวหน้าในศาสตร์ด้านนี้ถึงอืดอาดยืดยาดเสียเหลือเกิน อาจเป็นเพราะว่า ที่ผ่านมานั้น เราไม่เคยคิดว่าพวกมันฉลาดนั่นเอง

ในช่วงหลายๆ ปีที่ผ่านมา เริ่มมีการศึกษาเกี่ยวกับความฉลาดของพืชกันมากขึ้น และก็ค้นพบว่าพืชมีการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมรอบๆตัวมัน อย่างซับซ้อน มันมีความสามารถในการสื่อสารกัน ส่วนในเรื่องของปัญญานั้น ยังไม่ค่อยมีใครสนใจศึกษาในประเด็นนี้ นอกจากศาสตราจารย์ แมนคูโซ คนนี้ครับ หลายปีก่อนหน้านี้ ท่านบอกว่าหาเงินทุนมาทำวิจัยยากมาก เพราะคนให้ทุนยังไม่เห็นความสำคัญของเรื่องนี้ แถมยังคิดว่าเรื่องนี้ไม่น่าเป็นไปได้ แต่เมื่อ 2 ปีที่แล้ว ท่านได้เงินก้อนโตมาจากมูลนิธิของธนาคารแห่งหนึ่ง ซึ่งมูลนิธินี้ก่อตั้งขึ้นมาด้วยวัตถุประสงค์ในการทำนุบำรุงศิลปวัฒนธรรม ไม่น่าเชื่อนะครับว่าเรื่องนี้จะไปเกี่ยวข้องกับศิลปวัฒนธรรมกับเขาด้วย .......

ตอนหน้าผมจะมาเล่าต่อนะครับ คราวนี้จะพาท่านผู้อ่านไปเที่ยวไร่องุ่นไวน์กันครับ ไปดูกันว่าต้นองุ่นไวน์เขาก็มีอารมณ์ศิลป์เหมือนกัน ......

Bionic Insect - แมลงชีวกล (ตอนที่ 4)

ภรรยาผมเป็นคนที่ไม่ชอบแมลงเอาเสียเลย ในขณะที่เจ้าลูกชายของผมนั้นชอบจับมันมาขัง มาเลี้ยง มาเล่น มาศึกษา ส่วนตัวผมเองนั้นชอบสะสมแมลงของเล่นทุกอย่าง เพราะมันน่ารักดี วันก่อนผมไปที่ NECTEC ได้ไปคุยกับ ดร. อดิสร และ ดร. วิบูลย์ ก็ปรึกษากันว่า ทำไมเราไม่ทำเรื่องแมลงชีวกลกันบ้าง ไปจับแมลงมาฝัง microchip กันดูบ้าง ทำกับแมลงง่ายกว่าทำกับหนู เพราะไม่ต้องไปขออนุญาตใคร แมลงมีเยอะแยะไปหมด ไม่ต้องไปทำเรื่องจริยธรรมการทดลองในสัตว์ เพราะแมลงเป็นสัตว์ชั้นต่ำ (แต่เจ๋ง) จะหาก็ง่าย จะจับก็ง่าย จะเลี้ยงก็ง่าย แต่พอมาถึงคำถามที่ว่า จับมันมาทดลองแล้วมันตายจะบาปมั๊ย ? สุดท้ายไม่มีใครตอบได้ ก็เลยตกลงกันว่าอย่าเพิ่งทำเรื่องนี้เลย ไปทำอย่างอื่นก่อนดีกว่า ........

โลกเราถูกปกครองด้วยแมลงครับ มันเป็นสิ่งมีชีวิตที่หาง่ายที่สุดในโลก เฉพาะชนิดพันธุ์ของมันก็ยังไม่รู้ว่ามีเท่าไหร่กันแน่ ประมาณว่าน่าจะมีแมลงอยู่ทั้งหมด 6-10 ล้านชนิด ซึ่งจำแนกได้แล้ว 1 ล้านชนิด ดังนั้นใครอยากจะเป็นศาสตราจารย์แมลง ก็แค่ไปหาว่าที่เหลืออยู่ที่ไหน ซึ่งไม่ยากเพราะยังมีอีกเยอะ ว่ากันว่าแมลงครอบครอง 90% ของจำนวนชนิด (species) ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

โครงการ HI-MEMS (Hybrid Insect Micro-Electro Mechanical Systems) ของ DARPA หน่วยงานให้ทุนด้านกลาโหมของสหรัฐฯ กำลังจะนำแมลงมาใช้เป็นอาวุธในการสงครามสมัยใหม่ เป้าหมายของโครงการวิจัยก็คือ สร้างเทคโนโลยีที่สามารถผนวกจักรกลจุลภาค (MEMS) เข้าไปในกายวิภาคและระบบประสาทของแมลง เพื่อควบคุมและใช้งานแมลง ทีนี้ก็จะอาจจะมีคำถามขึ้นมาว่า แมลงตัวน้อยเนี่ยนะ มันจะมีประโยชน์อะไร?

คำตอบก็คือ DARPA เขาต้องการเอาแมลงชีวกลนี้ไปใช้เพื่อ (1) ลาดตระเวณในเมือง เพื่อสืบราชการลับและเก็บข้อมูล (2) แทรกซึมเข้าไปในฐานที่ตั้งของข้าศึก (3) ตามหาเป้าหมายที่ต้องการ เช่น การหาตำแหน่งที่แน่นอนของพลซุ่มยิงฝ่ายศัตรู หาตำแหน่งของหัวหน้าผู้ก่อการร้าย หรือ เก็บภาพจุดที่จะเข้าจู่โจม (4) ใช้บรรทุกสัมภาระซึ่งอาจเป็นอุปกรณ์ หรือ สารเคมี หรือ สารชีวภาพ เพื่อภารกิจบางอย่าง (5) ใช้ไปเก็บตัวอย่างในพื้นที่เสี่ยง เช่น ตัวอย่างดิน ตัวอย่างน้ำ

หาก DARPA จะเกณฑ์แมลงมาเป็นทหารจริงๆ อุปสรรคที่ DARPA จะต้องเผชิญก็มีมากมายเหมือนกันที่ต้องแก้ เช่น แมลงส่วนใหญ่ชอบไฟ ดังนั้นต้องควบคุมไม่ให้มันหลงไฟ นอกจากนั้นพวกมันยังกำจัดได้ง่ายมาก โดยใช้ยาฆ่าแมลง หลายๆ คนอาจจะคิดว่ามันทนทายาด แต่จริงๆแล้วผมขอบอกว่า แมลงกำจัดง่ายมาก ขอให้มียาฆ่าแมลงสูตรเข้มข้นก็พอ

วันหลังผมจะนำความก้าวหน้าทางด้านนี้มาเล่าให้ฟังอีกครับ ......

Bionic Insect - แมลงชีวกล (ตอนที่ 3)

แฟนของผมเป็นคนที่ไม่ค่อยถูกโฉลกกับแมลงเอามากๆ ซึ่งนั่นอาจจะเป็นลักษณะของผู้หญิงโดยมาก ตรงข้ามกับผมซึ่งเป็นคนที่นิยมชมชอบในความเจ๋งของแมลง และอยากจะศึกษาสิ่งมีชีวิตมหัศจรรย์พวกนี้ ทุกครั้งที่เห็นพวกมัน ผมจะต้องเข้าไปดูใกล้ๆ ว่าพวกมันมีหน้าตายังไง พวกมันครองโลกมานานกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมด และเมื่อมนุษย์สูญพันธุ์ไปแล้ว แมลงก็จะยังอยู่ต่อไปครับ น่าเสียดายที่ผมไม่ค่อยมีความรู้เรื่องแมลงมาก และน่าเสียดายอีกที่คนที่รู้เรื่องแมลงและเก่งเรื่องแมลงในประเทศไทยทั้งหมด ไม่มีความรู้ทางด้านวิศวกรรมแมลง (Insect Engineering) เพราะว่า .... แมลงกำลังจะกลายเป็นศูนย์กลางการศึกษาหุ่นยนต์แบบลูกครึ่งชีวจักรกล .....

ก่อนหน้านี้ ก็มีการวิจัยเพื่อนำสิ่งมีชีวิตต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น หนู นกพิราบ หรือ ปลาฉลาม มาทำให้เป็นกึ่งสัตว์กึ่งจักรกลที่มนุษย์สามารถสั่งให้ไปทำภารกิจต่างๆ มาระยะหนึ่งแล้ว ซึ่งก็ประสบความสำเร็จในระดับหนึ่ง ปัญหาของสัตว์เหล่านั้นก็คือ มันตัวโตเกินไป ทำให้เป็นที่สังเกตเห็นได้ ไม่เหมือนแมลงที่ปกติคนเราก็จะไม่ค่อยสนใจพวกมันอยู่แล้ว ทำให้แมลงพวกนี้เหมาะที่จะนำมาทำเป็นสัตว์กึ่งหุ่นยนต์เพื่อใช้ในการทหาร

Michel Maharbiz ผู้ช่วยศาสตราจารย์หนุ่มแห่งภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบอร์คลีย์ (University of California Berkeley) เป็นกลุ่มวิจัยหนึ่งที่ทำงานทางด้านแมลงชีวกล เขาได้ปลูกขั้วอิเล็กโทรดลงไปในปมประสาทสมองส่วนควบคุมการบินของแมลงทับสายพันธุ์ Green June Beetle เมื่อทีมงานของเขาปล่อยศักย์ไฟฟ้าลบเข้าไป ปีกของแมลงทับก็จะขยับทำให้มันบินขึ้น แต่เมื่อปล่อยศักย์ไฟฟ้าบวกเข้าไป ปีกของมันจะหยุดบิน ดังนั้นด้วยการควบคุมการปล่อยศักย์ไฟฟ้าสลับกันไปนี้ ก็จะทำให้เจ้าแมลงทับกึ่งหุ่นยนต์นี้สามารถบินสูงๆ ต่ำๆ ได้ตามที่เราต้องการ นักวิจัยได้ต่อขั้วไฟฟ้าเข้าที่กล้ามเนื้อปีกของแมลงทับ ทำให้สามารถควบคุมได้ว่าจะให้ข้างไหนทำงานมากว่าอีกข้าง เป็นผลให้เราสามารถควบคุมการเลี้ยวของมันได้

Dubai Food City - ดูไบเมืองแห่งอาหาร

ในช่วงที่เศรษฐกิจโลกตกต่ำอย่างตอนนี้ ผมมักจะได้ยินคนพูดกันอยู่บ่อยๆว่า "ไม่ต้องกลัว เมืองไทยยังไงก็ไม่อดตาย ยังไงคนก็ยังต้องกิน" หลายคนฝากความหวังว่าเมืองไทยยังไงก็เป็นครัวโลก เป็นอู่ข้าวอู่น้ำ ยิ่งตอนนี้ประชากรโลกเพิ่มขึ้น ดินฟ้าอากาศเปลี่ยนแปลงทำให้หลายประเทศผลิตอาหารไม่พอกิน ประเทศอาหรับถึงจะเป็นเศรษฐีน้ำมัน มีเงินก็ต้องนำมาซื้ออาหารจากเรา แต่ทว่า ....... ความคิดแบบนี้ระวังจะใช้ได้อีกไม่นานหรอกครับ ด้วยวิศวกรรมเปลี่ยนฟ้าแปลงดิน Geoengineering อีกหน่อยประเทศทะเลทรายอาจจะผลิตอาหารได้มากกว่าประเทศที่อุดมสมบูรณ์อย่างเราก็ได้ วันนี้ผมนำโครงการหนึ่งที่จะขับเคลื่อนความฝันของอาหรับ เพื่อไปสู่ประเทศที่ผลิตอาหารได้เอง โครงการนั้นคือ Dubai Food City

ปัจจุบันประเทศสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ต้องนำเข้าอาหารถึง 90% เชียวครับ ดังนั้นหาก Dubai Food City นี้ทำให้ประเทศนี้ไม่ต้องนำเข้าอาหารอีกต่อไป ก็ถือเป็นสิ่งที่คุ้มค่าแก่การลงทุน ก่อนหน้านี้ประเทศอาหรับได้ไปลงทุนทางด้านการเกษตรในหลายประเทศ ไม่ว่าจะเป็น เรื่องข้าวในเวียดนาม เรื่องผักในชิลี และซูดาน ทั้งนี้เพื่อสร้างความมั่นคงในด้านอาหาร อีกทั้งกะว่าจะเป็นผู้ส่งออกผลผลิตการเกษตรจากดินแดนที่ตนเข้าไปร่วมลงทุน ก่อนหน้านี้หากยังจำได้ว่า ซาอุดิอารเบียเคยคิดจะเข้ามาลงทุนปลูกข้าวในประเทศไทย แต่ถูกต่อต้านอย่างหนัก ทั้งนี้เขาต้องการเรียนรู้การปลูกข้าว เพื่อนำเทคโนโลยีกลับไปทำในบ้านเขาซึ่งเขาจะปลูกในเรือนควบคุมสภาพอากาศ

Dubai Food City จะเป็นเมืองที่ใช้พลังงานทางเลือก โดยทั้งเมืองจะผลิตพลังงานใช้เองทั้งหมดจากแหล่งพลังงานทางเลือกต่างๆ เช่น Solar Concentrator แต่ละอาคารจะมีเซลล์สุริยะแบบฟิล์มบางบนผิวทั้งหมด ทางเท้ามีระบบเก็บเกี่ยวพลังงานจากการเดินของคน มีเรือนปลูกผัก ผลไม้ ควบคุมสภาพอากาศ มีฟาร์มเลี้ยงสัตว์น้ำที่ล้ำสมัยที่สุดในโลก มีระบบการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่

ฟังดูก็ต้องกลับมาคิดว่า ประเทศอู่ข้าวอู่น้ำอย่างเรา จะปล่อยให้เกษตรยังเป็นแบบที่ไม่ต้องดูแลมาก แบบนี้ไปอีกนานแค่ไหนครับ .....

Bionic Insect - แมลงชีวกล (ตอนที่ 2)

แมลงเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวันของคนเราครับ บางทีเราก็ไม่ค่อยจะได้สนใจอะไรมันเท่าไหร่ ถ้ามันไม่มาเกาะแกะสร้างความรำคาญแก่เรา หรือไม่ได้มาต่อยหรือกัดเรา เราก็อาจจะยินดีอยู่กับมันอย่างไม่คิดอะไร แต่ในอนาคตอีกไม่นาน หากคุณเห็นแมลง เช่น ผีเสื้อกลางคืน มาเกาะแถวๆหน้าต่าง คุณควรจะเดินเข้าไปดูใกล้ๆให้ดีๆนะครับว่า มันเป็นแมลงแท้ๆ 100% หรือเป็นแมลงชีวกลที่รัฐบาลส่งมันมาเฝ้าจับตาดูความเคลื่อนไหวของเราอยู่

เพนทากอนกำลังสนับสนุนเงินทุนก้อนใหญ่ให้แก่มหาวิทยาลัยในสหรัฐฯ เพื่อพัฒนาแมลงชีวกล ที่ทำหน้าที่สปาย และอาจทำหน้าที่ทหารหน่วยจู่โจมในอนาคต ทำไมกลาโหมสหรัฐฯ ถึงสนใจเรื่องของสัตว์จิ๋วๆ พวกนี้ด้วยหล่ะครับ คำตอบก็คือ ก่อนหน้านี้ การพัฒนาหุ่นยนต์แท้ๆ 100% ให้มีขนาดเล็ก เพื่อให้มันเคลื่อนไหวได้เหมือนแมลงนั้น ค่อนข้างจะทำได้ยากมากๆ แมลงหุ่นยนต์ที่พัฒนาขึ้นมามักจะมีน้ำหนักตัวมาก ต้องใช้พลังงานค่อนข้างมากในการเคลื่อนไหว อีกทั้งระบบกล้ามเนื้อเทียม (Actuator) ที่พัฒนาขึ้นมาเพื่อทำให้แมลงบินได้ ก็ยังห่างไกลจากความสามารถของธรรมชาติอยู่หลายขุม ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์เลยเกิดความคิดว่า ทำไมเราไม่เอากลไกเชิงกลสำหรับการเคลื่อนที่ของแมลง มาผสมผสานกับเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่แล้ว มาสร้างหุ่นยนต์แมลงลูกผสม โดยการเอาวงจรอิเล็กทรอนิกส์ไปควบคุมระบบประสาทของแมลงเพื่อควบคุมแมลงให้ทำงานตามคำสั่งจากมนุษย์แทน

John Hildebrand ศาสตราจารย์ทางด้านประสาทวิทยาแห่ง University of Arizona กล่าวว่า "จริงๆแล้ว ก็มีความพยายามมานานเหมือนกันแล้วครับ ในเรื่องของหุ่นยนต์แมลง หรือ หุ่นยนต์จริง แต่เท่าที่ผ่านมานั้น วิศวกรได้เรียนรู้ว่าการจะทำหุ่นยนต์จิ๋วเหล่านั้นให้มีความสามารถเทียบเท่ากับแมลงในธรรมชาติ ช่างเป็นเรื่องเหลือบ่ากว่าแรงซะจริงๆ"

การนำเอาจักรกลจิ๋วและวงจรอิเล็กทรอนิกส์เข้าไปฝังตัวในแมลงให้เนียนๆ จะทำให้ยากที่จะแยกออกว่าแมลงเหล่านั้นเป็นของจริงหรือของปลอม ไม่เหมือนกับหุ่นยนต์แมลงที่อาจมีใครสังเกตจนรู้ว่ามีใครส่งหุ่นแมลงเหล่านี้มา แต่แมลงชีวกลสามารถซ่อนอุปกรณ์เหล่านั้นใต้ผิวของมันได้ ทำให้ยากที่จะรู้ว่าเรากำลังถูกสปายเข้าให้แล้ว

วันหลังมาคุยเรื่องนี้ต่อนะครับ ............

นักวิจัยค้นพบยีนต้านโลกร้อนในพืช

ผมเพิ่งกลับมาจากทำงานที่ไร่องุ่นกรานมอนเต้ ช่วงนี้ที่เขาใหญ่เขียวชอุ่ม อากาศชุ่มชื้น ไร่องุ่นกรานมอนเต้อยู่ในหุบเขาที่มีหมอกบางๆ หล่อเลี้ยงซอกเขาตลอดทั้งวัน จริงๆแล้ว ผู้คนชอบไปเที่ยวเขาใหญ่กันในช่วงหน้าหนาว แต่ผมกลับพบว่าเขาใหญ่สวยที่สุดในช่วงฤดูฝนต่างหากล่ะครับ ยิ่งในระยะหลังๆ นี้ เขาใหญ่กลับได้อานิสงส์ของภาวะโลกร้อน ทำให้เขาใหญ่แทบจะไม่แล้งเลย เมษาที่ผ่านมานี้ฝนตกเร็วกว่าที่เคยเป็น ทำให้แทบไม่มีไฟไหม้ป่า ผิดกับทางภาคเหนือ ที่เริ่มได้รับผลกระทบทางลบจากภาวะโลกร้อน เท่าที่ผมติดตามข้อมูลสภาพดินฟ้าอากาศจาก COLA (Center for Ocean-Land-Atmosphere Studies) พบว่าภาวะโลกร้อนทำให้แถบอินโดจีน คือ ประเทศไทย ลาว เขมร เวียดนาม มีฝนตกชุกมากขึ้น ซึ่งสำหรับประเทศไทยนั้น ทางภาคอีสานจะดีขึ้น แต่ทางภาคเหนือจะแย่ลง ทั้งนี้ เวียดนามก็จะมีฝนตกหนักมากขึ้นในทางภาคเหนือของประเทศ แต่ประเทศทางฝั่งอินเดียและพม่าจะแล้งขึ้น โดยเฉพาะอินเดียนั้น ประสบภาวะแล้งหนักมาตลอดปีที่แล้ว และปีนี้ก็จะแย่อีก ผมจึงเชื่อว่า อีกหน่อย การเกษตรของไทยต้องรุ่งแน่ๆ เพราะคู่แข่งของเราคืออินเดียจะต้องการนำเข้าอาหารมากขึ้นครับ ...... เพราะฉะนั้น ประเทศเราต้องอย่าทิ้งเกษตร

มีข่าวล่าสุดจากวงการวิจัยพืช ซึ่งได้รายงานในวารสารวิชาการ Science (Sang-Youl Park, Pauline Fung, Noriyuki Nishimura, Davin R. Jensen, Hiroaki Fujii, Yang Zhao, Shelley Lumba, Julia Santiago, Americo Rodrigues, Tsz-fung F. Chow, Simon E. Alfred, Dario Bonetta, Ruth Finkelstein, Nicholas J. Provart, Darrell Desveaux, Pedro L. Rodriguez, Peter McCourt, Jian-Kang Zhu, Julian I. Schroeder, Brian F. Volkman, and Sean R. Cutler. Abscisic Acid Inhibits Type 2C Protein Phosphatases via the PYR/PYL Family of START Proteins. Science, 2009; DOI: 10.1126/science.1173041) ซึ่งเป็นการค้นพบยีนที่ช่วยให้พืชทนต่อสภาพแวดล้อมที่เลวร้าย รวมทั้งความแห้งแล้งและความร้อน Peter McCourt หนึ่งในคณะวิจัยซึ่งเป็นศาสตราจารย์ทางด้านเซลล์และชีววิทยาเชิงระบบ กล่าวว่า "พืชมีระบบฮอร์โมนที่ช่วยให้มันปรับตัวกับความเครียดต่างๆ ได้ หากเราสามารถควบคุมฮอร์โมนเหล่านี้ ก็จะทำให้เราสามารถปกป้องพืชผลทางการเกษตรต่างๆ จากภาวะโลกร้อนได้ครับ" การค้นพบครั้งนี้จึงมีความสำคัญต่ออนาคตในการพัฒนาพืชที่มีความทนทานต่อภาวะโลกร้อนได้ อันที่จริง สิ่งที่นักวิจัยค้นพบในรายงานนี้ ก็เป็นเพียงกุญแจดอกหนึ่งในการไขปริศนาว่าพืชปรับตัวอย่างไรต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง กลไกในการปรับตัวของพืชนั้นมีความซับซ้อนมากและยังต้องการการวิจัยขั้นพื้นฐาน (Basic Research) อีกสักระยะเวลาหนึ่ง จนกว่าเราจะสามารถพัฒนาพืชเกษตรทนร้อนได้ครับ

Bionic Insect - แมลงชีวกล (ตอนที่ 1)

ช่วงหลังๆนี้ ถ้าไปประชุมวิชาการทางด้านวิศวกรรมและเทคโนโลยี ก็จะต้องสังเกตเห็นการเข้ามาปะปนของชีววิทยาในรูปแบบต่างๆ เรื่องหนึ่งที่ผมสังเกตเห็นบ่อยๆ คือเรื่องเกี่ยวกับการฝังอุปกรณ์ต่างๆ ที่เรียกว่า implant เข้าไปในเนื้อเยื่อของมนุษย์และสัตว์ ซึ่งก็ต้องมีความเข้าใจในเรื่องระบบประสาท (Neuroscience) และกายวิภาค (Anatomy) รวมไปถึงสรีรวิทยา (Physiology) ของสิ่งมีชีวิตด้วยครับ ศาสตร์ทางด้านนี้บางคนเรียกว่า Man-Machine Interface ซึ่งผมเองก็กำลังทำวิจัยอยู่ แต่ทำใกล้มาทาง Machine มากกว่า Man เพราะว่าการทดลองกับคนและสัตว์นั้น มีความสุ่มเสี่ยงในเรื่องจริยธรรม มีความยุ่งยากกับระบบราชการ ต้องขออนุญาตกันเยอะแยะ เลยหนีๆ ออกมาทำฝั่งจักรกลซะมากกว่า อีกวิธีการหนึ่งที่ไม่ต้องยุ่งกับเรื่องระบบราชการมาก ไม่ต้องยุ่งกับแพทย์ ไม่ต้องเลี้ยงกระต่ายหรือหนูทดลอง ก็คือ การทำการทดลองกับแมลง ซึ่งไม่ต้องไปขออนุญาตใคร ไม่ต้องไปยุ่งกับแพทย์ ดังนั้นในช่วงหลังๆนี้ เราจึงเห็นการนำแมลงมาทำการทดลองสร้างสิ่งมีชีวิตกึ่งจักรกล หรือ Bionics กันมากขึ้นครับ

ก่อนหน้านี้ หน่วยงานทางด้านการส่งเสริมการวิจัยกลาโหมของสหรัฐอเมริกา (DARPA) ก็ออกมาเปิดเผยว่า ตอนนี้กองทัพสหรัฐมีความสนใจในเรื่องการนำแมลงมาเป็นทหาร Dr. Amit Lal ผู้ประสานงานชุดโครงการแมลงกึ่งจักรกลจุลภาค (Hybrid Insect Microelectromechanical System) กล่าวว่า "ในทางทหารนั้น เราใช้ม้าเป็นเครื่องมือในการทำสงครามมานับพันปี เราเคยใช้ช้างต่อสู้เพื่อทำยุทธหัตถี เราใช้นกพิราบส่งสารลับ ต่อไปนี้ แมลงจะเข้ามาเป็นส่วนหนึ่งของสงครามครับ ........"

หลังจากการแข่งขันข้อเสนอโครงการจากมหาวิทยาลัยต่างๆ DARPA ได้คัดเลือกเพียง 3 มหาวิทยาลัยเท่านั้นให้มาทำโครงการนี้ ซึ่งได้แก่ มหาวิทยาลัยมิชิแกน, MIT ซึ่ง 2 สถาบันนี้เราคงคุ้นชื่อติดหูกันดีโดยเฉพาะ MIT ซึ่งเป็นมหาวิทยาลัยอันดับหนึ่งในเรื่องความเป็นที่รู้จัก แต่อีกสถาบันหนึ่งที่ได้รับสนับสนุนก็คือ Boyce Thompson Institute นี่ผมก็เพิ่งเคยได้ยินนี่แหล่ะครับ ซึ่งมหาวิทยาลัยมิชิแกนเน้นการใช้แมลงพวก Beetle หรือ ตัวด้วง แต่ทาง MIT และ Boyce Thompson เน้นการใช้ผีเสื้อกลางคืน มาทำเป็นแมลงชีวกล DARPA ตั้งความหวังไว้ว่าแมลงชีวกลนี้สามารถที่จะบินเข้าไปหาเป้าหมายซึ่งควบคุมด้วยวิทยุ หรือ อาจอาศัยเครื่องนำทางจิ๋วติด GPS โดยจุดปล่อยอยู่ห่างจากเป้าหมายหลายร้อยเมตร ซึ่งจะพัฒนาให้ได้เป็นกิโลเมตรในที่สุด เจ้าแมลงชีวกลนี้จะติดตั้งอุปกรณ์จิ๋วต่างๆ เช่น กล้องวิดิโอ ไมโครโฟน ก๊าซเซ็นเซอร์ เป็นต้น ซึ่งจะปลูกและเชื่อมโยงกับระบบประสาทของมัน ทำให้เราสามารถบังคับ หรือ โน้มน้าวให้มันบินไปในทิศทางหรือตำแหน่งที่ต้องการ โดยกองทัพสหรัฐฯ จะใช้มันเป็นฝูงบินแทรกซึมเข้าไปในแนวข้าศึก หรือพื้นที่สอดแนม เนื่องจากโครงการนี้เป็นโครงการทางด้านความมั่นคง จึงไม่มีแรงต่อต้านจากนักสิ่งแวดล้อมและผู้รักแมลงแต่อย่างใด

ผมจะมาเล่าเรื่องนี้ในตอนต่อๆไปนะครับ เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นและน่าติดตามวิทยาการทางด้านนี้นะครับ .........

Smart Grid - ระบบส่งไฟฟ้าอัจฉริยะ (ตอนที่ 2)

เมื่อสักต้นเดือนกุมภาพันธ์ 2552 ที่ผ่านมานั้น บริษัท IBM ได้สร้างความฮือฮาด้วยการประกาศผลกำไรดีเกินคาด ในขณะที่บริษัทดังๆ ในสหรัฐอเมริกา ถ้าไม่ประกาศขอความช่วยเหลือจากรัฐบาล หรือประสบภาวะขาดทุน ก็ต้องมีภาวะผลกำไรติดลบกันทั้งนั้น แต่ IBM กลับมีผลประกอบการดีกว่าเดิม มีการจ่ายเงินปันผลต่อหุ้นที่เพิ่มขึ้น 3% น่าแปลกใจไหมครับว่า IBM ทำอะไร ทำไมถึงสวนกระแสชาวบ้าน ฟังข่าวต่อไปนี้แล้วจะเข้าใจยิ่งขึ้นครับ ......

IBM ซึ่งเป็นบริษัทที่รู้จักกันดีว่าขายคอมพิวเตอร์ (อดีตนายก ดร. ทักษิณ ชินวัตร ก็เคยทำธุรกิจคอมพิวเตอร์ก่อนจะมาร่ำรวยจากโทรศัพท์มือถือ) IBM เคยรุ่งเรืองมากกับการขายคอมพิวเตอร์ ในภายหลังได้ค่อยๆ ขยับไปดำเนินการเกี่ยวกับระบบสารสนเทศทางด้านการเงิน การธนาคาร โครงสร้างพื้นฐานด้านไอที แต่ตอนนี้ IBM กำลังจะเข้ามาดำเนินการในด้านพลังงานแล้วครับ IBM ทำการวิจัยเกี่ยวกับ Solar Cell แบบใหม่ที่เรียกว่า Copper-Indium-Gallium-Selenide (CIGS) อยู่ ซึ่งจะทำให้แผงเซลล์สุริยะถูกลง

ล่าสุด IBM ได้รับสัมปทานจากประเทศมอลต้า ให้ทำระบบ Smart Grid สำหรับไฟฟ้าและน้ำประปา โดยจะต้องทำการเปลี่ยนมิเตอร์ไฟทั้งหมด 250,000 หน่วยให้เป็น Smart Meter ซึ่งจะทำให้ผู้จ่ายไฟฟ้า สามารถที่จะรู้การใช้ไฟฟ้าของบ้านแต่ละหลัง โดยไม่ต้องส่งพนักงานออกไปดู สามารถดูได้จากหน้าจอแบบเรียลไทม์ ซึ่งหากผู้ใช้ค้างชำระเกินกำหนด ผู้จ่ายไฟสามารถสั่งระงับการจ่ายไฟฟ้าจากระยะไกลได้ หรือสั่งให้มีการจ่ายไฟตามปกติได้ โดยไม่ต้องเดินทางไปหน้าบ้านของผู้ใช้เลย การใช้ Smart Meter ทำให้ผู้จ่ายไฟรู้ภาวะความต้องการไฟฟ้าอย่างเรียลไทม์ มีการจัดการกระแสไฟฟ้าที่เกิดโอกาสล้มเหลวของโหลด หรือ หม้อแปลงระเบิดได้น้อยลงมาก ผู้ใช้สามารถรู้ค่าไฟฟ้าสะสมที่เกิดขึ้น การคิดค่าไฟฟ้าสามารถทำแบบฉลาดได้ คือค่าไฟฟ้าในช่วงเวลาต่างกันให้มีราคาที่ต่างกันได้ เช่นช่วงหัวค่ำก็คิดแพงๆ หน่อย ดึกๆถึงเช้ามืดก็คิดแบบถูกๆ คนใช้ก็รู้ราคาและสามารถเช็คได้โดยตรงจาก web site เลย นอกจากนั้นอาจจะใช้ระบบ Pre-paid คล้ายๆ การเติมเงินของโทรศัพท์มือถือก็ย่อมได้ ลูกค้าอาจอาศัยช่วง Promotion ไปซื้อบัตรเติมเงิน เพื่อใช้ไฟฟ้าในช่วงที่ราคาถูกๆ เช่น ช่วงหน้าฝนน้ำในเขื่อนเยอะก็ใช้เยอะได้ แต่ช่วงน้ำน้อยก็มี Promotion แบบอื่นๆ เช่น ให้ใช้ไฟฟ้าในช่วงเวลาที่คนใช้น้อย

ระบบ Smart Grid นี่ยังมีอะไรๆให้เล่นอีกเยอะครับ ต้องติดตามตอนต่อไป .......

Smart Grid - ระบบส่งไฟฟ้าอัจฉริยะ (ตอนที่ 1)

ช่วงที่น้ำมันถูกอย่างนี้ ทำเอาหลายๆคนที่ทำงานเกี่ยวกับพลังงานทางเลือกเหี่ยวไปตามๆกัน แถมเจอลูกพ่วงจากพิษเศรษฐกิจโลก ทำให้หน่วยงานสนับสนุนทั้งหลายชะลอการให้ทุนวิจัยทางด้านนี้ไปกันหมดเลยครับ โดยเฉพาะประเทศไทยที่กระแสเรื่องนี้มันขึ้นๆ ลงๆ ตามราคาของน้ำมัน คนที่ทำงานด้านพลังงานทางเลือกต่างก็หวังว่าน้ำมันจะถูกอยู่ไม่นาน แต่ดูเหมือนว่าความคิดเช่นนั้นจะเป็นการมองโลกในแง่ดีมากกว่าครับ เพราะตอนนี้กำลังผลิตน้ำมันของโลกนั้นมากเกินความต้องการ อีกทั้งประเทศยักษ์ใหญ่ที่บริโภคน้ำมันกำลังหันหนีการพึ่งพิงน้ำมัน วันก่อนหน้านี้ผมได้กล่าวถึงแผนการใหญ่ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ที่จะนำถ่านหินมาใช้เป็นเชื่อเพลิงสังเคราะห์สำหรับอากาศยาน ซึ่งอีกไม่กี่ปีต่อไปนี้ อเมริกาจะลดการใช้น้ำมันอากาศยานนำเข้าไปครึ่งหนึ่งเลยครับ มากพอที่จะทำให้ราคาน้ำมันตกต่ำลงไปอีกหลายปี

แผนการที่จะปลดแอกตัวเองออกจากน้ำมันของสหรัฐอเมริกาไม่ได้มีแค่นี้ครับ การใช้พลังงานให้มีประสิทธิภาพ หรือ การใช้พลังงานอย่างฉลาดเป็นแนวทางหนึ่งที่จะช่วยลดการใช้พลังงานลง เพียงไม่กี่วันที่ Barack Obama เข้ารับตำแหน่งประธานาธิบดี เขาได้ออกมาแถลงแผนการที่จะใช้งบประมาณมูลค่า 100,000 ล้านเหรียญสหรัฐ เพื่อดำเนินโครงการประหยัดพลังงาน และสนับสนุนพลังงานทางเลือกอื่นๆ ที่ไม่ใช่น้ำมัน แผนการนี้ยังรวมไปถึงการปฏิวัติระบบสายส่งกระแสไฟฟ้าให้ทันสมัย ติดตั้งมิเตอร์ไฟฟ้าอัจฉริยะ (Smart Meter) ในบ้านทั้งหมด 40 ล้านหลังคาเรือน โครงการนี้จะช่วยทำให้การลงทุนในแหล่งพลังงานทางเลือกสามารถดำเนินต่อไปได้ ในช่วงวิกฤตเศรษฐกิจขณะนี้

ผมจะมาเล่าต่อนะครับว่า Smart Grid คืออะไร มีเทคโนโลยีอะไรที่เจ๋งๆ บ้าง ......

Rice Planting Robot - หุ่นยนต์ปลูกข้าว

เมื่อปลายปี 2008 ผมได้ไปประชุมวิชาการ World Conference on Agricultural Informatics and IT 2008 ซึ่งใน session นิทรรศการนั้น ผมได้ไปสะดุดตาเข้ากับสิ่งประดิษฐ์ชิ้นหนึ่งเข้า นั่นคือเจ้าหุ่นยนต์ดำนาปลูกข้าว (Rice Planting Robot) จริงๆแล้ว เครื่องปลูกข้าวไม่ใช่อะไรที่ใหม่หรอกครับ เพราะมีคนทำได้แล้ว แต่นวัตกรรมชิ้นนี้มีข้อต่างจากเครื่องพวกนั้นอย่างสำคัญตรงที่ มันทำงานได้เองโดยที่ไม่ต้องมีคนคอยควบคุม

การดำนาเพื่อปลูกข้าวนั้น เป็นงานหนักที่ต้องใช้ความอดทนสูง รวมไปถึงประสบการณ์ด้วยครับ ชาวนาจะต้องใช้เวลาค่อนข้างนานในแต่ละแปลง เพื่อจัดวางตำแหน่งของต้นกล้า ให้อยู่เป็นแถวเป็นแนว งานที่ท้าทายนี้สามารถถ่ายทอดไปให้หุ่นยนต์จัดการได้แล้วครับ โดยทางศูนย์วิจัยเกษตรแห่งชาติญี่ปุ่น (National Agricultural Research Center) ได้พัฒนาหุ่นยนต์ปลูกข้าวขึ้นมาโดยไร้มนุษย์ควบคุม เจ้าหุ่นตัวนี้สามารถทำงานในนาข้าวโดยอาศัยการกำหนดตำแหน่งจาก GPS ผสมผสานกับการระบุทิศทางและความเร็วด้วยเซ็นเซอร์อย่างอื่นด้วย ทำให้มันสามารถทำงานได้อย่างแม่นยำ มันมีความสามารถในการดำนาได้ 1,000 ตารางเมตร ภายใน 20 นาที (หรือคิดเป็นพื้นที่ 250 ตารางวา) ดังนั้นหากให้มันทำงาน 10 ชั่วโมงต่อวัน มันสามารถดำนาได้ทั้งหมด 20 ไร่ ซึ่งแน่นอนว่าเร็วกว่ามนุษย์มาก การเข้ามาของหุ่นยนต์ปลูกข้าวนั้น นับว่าถูกที่ถูกเวลา เพราะสังคมเกษตรกรรมของญี่ปุ่นในปัจจุบันนั้น เหลือแต่ผู้สูงวัย คนหนุ่มสาวไม่ค่อยอยากทำงานด้านนี้แล้วครับ หุ่นยนต์พวกนี้นอกจากจะช่วยเกษตรกรผู้สูงวัยแล้ว มันยังดึงดูดให้คนหนุ่มสาวอยากเข้ามาทำงานเกษตรมากขึ้นด้วยครับ .........

The World without Us - ถ้าโลกนี้ไม่มีเรา (ตอนที่ 4)

ถ้าวันหนึ่งเราเรียกประชุมสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกใบนี้ แล้วถามว่าหากให้ที่ประชุมโหวตเลือกสิ่งมีชีวิตชนิดนึงที่อยาก vote ออกมากที่สุด มนุษย์คงจะถูก vote ให้ออกไปจากโลกใบนี้ ผมค่อนข้างเชื่อว่าแม้แต่สุนัข ซึ่งถือว่าเป็นเพื่อนที่ดีที่สุดของมนุษย์ ก็คงจะต้องยกมือช่วยสิ่งมีชีวิตตัวอื่นๆโหวตด้วยเช่นกัน แค่ระยะเวลาเพียงไม่กี่พันปี มนุษย์ได้ผลาญผืนแผ่นดินไป 1 ใน 3 ของโลกเพื่อทำกิจกรรมต่างๆ เช่น การสร้างเมือง การเกษตร เหมืองแร่ อุตสาหกรรม การทหาร เป็นต้น ทั้งนี้ประมาณกันว่า มนุษย์บริโภคผลผลิตของโลกทั้งหมดที่ผลิตได้ในหนึ่งปี ไปถึง 40% หากมองท้องฟ้าในยามค่ำคืน ก็จะพบว่าแสงสว่างที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ได้ทำให้เกิดมลภาวะทางแสง ซึ่งทำให้ไม่สามารถที่จะมองเห็นดวงดาวในยามค่ำคืนได้ ประมาณกันว่า 85% ของท้องฟ้าเหนือยุโรปมีมลภาวะทางแสง 65% ในสหรัฐอเมริกา และ 98.5% ในญี่ปุ่น ส่วนในประเทศอย่าง เยอรมัน ออสเตรีย เบลเยี่ยม และ เนเธอร์แลนด์ นั้นแทบไม่มีที่ใดเลยที่ไม่มีแสงรบกวนในยามค่ำคืน ดังนั้น หากมนุษย์ถูกบังคับให้ย้ายออกไปจากบ้านหลังนี้ สถานการณ์ด้านสิ่งแวดล้อมของโลกจะดีขึ้นอย่างไม่ต้องสงสัย

หากมนุษย์หายไปในบัดดล "ภายในเวลาไม่ถึง 24 ชั่วโมง หรือมากสุด 48 ชั่วโมง เราจะเริ่มเห็นไฟฟ้าในหลายๆเมืองดับลงครับ เพราะไม่มีใครเอาเชื้อเพลิงไปใส่ในเครื่องปั่นไฟ" Gordon Masterton ประธานสถาบันวิศวกรรมโยธาแห่งลอนดอนกล่าวอย่างมั่นใจ ถึงแม้สถานีไฟฟ้าบางแห่งที่ผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมหรือเซลล์สุริยะ จะสามารถผลิตไฟฟ้าได้ต่อไปก็ตาม แต่เมื่อขาดมนุษย์มาดูแลระบบจ่ายไฟ (Electrical Grid) ก็จะทำให้การจ่ายไฟฟ้าขาดช่วงและหยุดลงในเวลาไม่กี่สัปดาห์ เมื่อไม่มีไฟฟ้า ระบบจักรกลต่างๆก็จะค่อยๆหยุดทำงานลงในที่สุด เมืองต่างๆจะเงียบเหงาปราศจากเสียงการทำงานของจักรกล อาคารส่วนใหญ่ถูกออกแบบมาให้อยู่ได้ 60 ปี สะพานได้ 120 ปี เขื่อนอยู่ได้ 250 ปี โดยที่ต้องมีการบำรุงรักษาตามเวลา แต่ถ้าหากไม่มีมนุษย์แล้วละก็ สิ่งเหล่านี้จะผุพังลงอย่างรวดเร็วไม่น่าเชื่อ หากคุณผู้อ่านขับรถออกไปตามย่านชานเมือง จะเห็นตึกทรงห้องแถวร้างมากมาย ที่หลงเหลือจากวิกฤตเศรษฐกิจปี 2540 ระยะเวลาแค่ 12 ปีที่ไม่มีมนุษย์ดูแลนั้น เราอาจคิดว่าตึกนั่นร้างมาเกือบ 50 ปี อาคารหลายๆแห่งมีพืชหยั่งรากลงไปในคอนกรีต จนสามารถเติบโตบนซอกตึกได้ บ้านที่มีคนอยู่ พืชและแมลงจะเข้ามากัดกร่อนทำลายอาคารเหล่านั้นทีละน้อย บ้านเรือนและอาคารที่ไม่มีคนอยู่ เมื่อมีพายุผ่านเข้ามาจนทำให้เกิดความเสียหาย ก็จะไม่มีการซ่อมแซม ความเสียหายแม้เพียงเล็กน้อยที่หลังคาโดยไม่มีคนซ่อม จะเป็นจุดเริ่มที่ทำให้อาคารทั้งหลังพังลงมาภายในเวลาอีกสิบหรือยี่สิบปีได้

นักฟิสิกส์คิดค้นยาปฏิชีวนะ

อย่างที่ผมมักพูดอยู่บ่อยๆล่ะครับว่า ศตวรรษ 21 เป็นช่วงเวลาแห่งการปฏิวัติวิธีคิดค้นของมนุษยชาติ วิทยาศาสตร์ สังคมศาสตร์ ศิลปศาสตร์ จะเข้ามาหลอมรวมกัน บรรจบกัน อย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน ในวงการวิทยาศาสตร์เองนั้น การค้นพบใหม่ๆ จะอยู่ระหว่างเส้นแบ่งเขตแดนของศาสตร์เก่า ใครที่ยังทำงานอยู่ในศาสตร์เก่าๆ หากอยากจะพบอะไรใหม่ ก็ต้องออกมานอกบ้านของตน เพื่อมาหาอะไรทำที่ริมรั้วของสาขาตัวเอง หรือ ข้ามรั้วไปทำอีกศาสตร์ครับ และในวันนี้ผมขอแนะนำนักฟิสิกส์หนุ่ม Gerard Wong ท่านเป็นศาสตราจารย์ในภาควิชา Materials Science and Engineering (สาขา MSE นี้มีที่เดียวในประเทศไทยคือที่ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล) แห่ง University of Illinois ท่านจบมาทาง Solid State Physics แต่ไม่อยากทำงานทางด้านฟิสิกส์แนวเก่า ท่านเลยหันมาศึกษาสิ่งมีชัวิตขนาดเล็ก หรือ จุลชีววิทยา นั่นเอง ซึ่งทำให้ท่านสามารถค้นพบในสิ่งที่นักจุลชีววิทยาไม่ค้นพบ นั่นคือ ยาปฏิชีวนะที่สามารถหลอกแบคทีเรียให้ฆ่าตัวตายได้

ในความรู้เดิมของจุลชีววิทยานั้น ร่างกายของสิ่งมีชีวิตจะมีภูมิคุ้มกันหลายชนิด เป็ปไตด์ก็เป็นภูมิคุ้มกันอย่างหนึ่งที่ถูกใช้เพื่อโจมตีแบคทีเรีย โดยมันจะแทรกซึมเข้าไปที่เยื่อหุ้มเซลล์ (Cell Membrane) ของแบคทีเรีย เข้าไปเป็นส่วนหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ เมื่อมันเข้ามามากพอ มันก็จะมารวมตัวกันเอง (Self Assembly) ก่อให้เกิดรูรั่วบนผนังเยื่อหุ้ม ทีนี้เมื่อเยื่อหุ้มเป็นรูโหว่ อะไรต่ออะไรก็ผ่านเข้าออกเซลล์แบคทีเรียได้สบาย เซลล์แบคทีเรียก็เลยตาย จริงๆ แล้วกลไกเหล่านี้ในทางจุลชีววิทยา ยังรู้กันน้อยครับ ศาสตราจารย์ Gerard Wong ท่านได้ใช้เครื่องมือที่นักชีววิทยาไม่ค่อยมีใช้ เช่น Synchrotron XRD และ Molecular Dynamics Simulation จนเข้าใจกระบวนการนี้ ซึ่งนำมาสู่การสังเคราะห์เป็บไตด์ที่สามารถควบคุมความสามารถในการฆ่าแบคทีเรียได้

ยาปฏิชีวนะที่ท่านคิดค้นนี้มีความสามารถในการหลอกแบคทีเรียให้ฆ่าตัวตาย ด้วยการที่มันจะจำเพาะกับไขมันบางชนิดที่มีอยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ พอยาตัวนี้มันไปเกาะบนแบคทีเรีย แล้วฆ่าแบคทีเรียได้ แบคทีเรียจะพยายาม mutate หรือ กลายพันธุ์ เพื่อไม่ให้มีไขมันตัวนี้ ยาจะได้ไม่มาเกาะ ผลก็คือเมื่อแบคทีเรียขาดไขมันตัวนี้ มันก็จะตาย อยู่ไม่ได้ เพราะเยื่อหุ้มเซลล์ไม่เสถียรนั่นเอง

นี่คือตัวอย่างของนักฟิสิกส์ที่บุกเข้าไปทำงานของนักชีววิทยาครับ จึงไม่น่าแปลกอะไรที่อาจจะมีนักฟิสิกส์บุกเข้าไปทำงานทางด้านเกษตรอย่างที่ผมทำอยู่ ปีนี้เป็นปีทองของนักฟิสิกส์ของสหรัฐอเมริกา เพราะนักฟิสิกส์รางวัลโนเบลได้รับแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีพลังงานของสหรัฐฯ มีนักฟิสิกส์อีก 3-4 คน ได้รับแต่งตั้งให้เป็นที่ปรึกษาของ Barack Obama เพราะสหรัฐฯ เตรียมพร้อมทุ่มเพื่อผลักดันโครงการวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่ ในช่วง 4 ปีข้างหน้าครับ .......

งานวิจัยแบบ Biophysics เพื่อศึกษาพื้นผิวเซลล์ ของไทยเองก็มีครับ หากใครสนใจลองติดต่อ ดร. ธีรพร ที่ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดลดูครับ