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 ......