Information Technology for Agriculture (ตอนที่ 2)

กลับมาจากโตเกียวแล้วครับ ไปญี่ปุ่นครั้งนี้เพื่อไปประเมินสถานภาพทางเทคโนโลยีไอทีที่นำมาใช้ทางเกษตร ของญี่ปุ่น และประเทศอื่นๆที่เป็นคู่แข่งกับไทย ในงาน World Conference on Agricultural Informatics and IT 2008 ซึ่งจากภาพรวมก็พบว่ายังไม่มีเทคโนโลยีอะไรใหม่ๆ ที่มีสีสันฉูดฉาด สร้างความตื่นเต้นร้อนแรงมาแสดงในงาน นั่นอาจเป็นเพราะว่า สหรัฐอเมริกา กับ ออสเตรเลีย ไม่ได้มาร่วม เพราะว่าทางอเมริกาเขาก็มีการประชุมประจำปีของเขา ที่นั่นเรียกว่า Precision Agriculture ครับ เป็นศาสตร์ที่กว้างกว่า IT Agriculture มาก เพราะเชื่อมโยงเทคโนโลยีอื่นนอกเหนือ IT ด้วย ไม่ว่าจะเป็นเทคโนโลยีชีวภาพ วัสดุศาสตร์ ไปจนถึงนาโนเทคโนโลยี การประชุมที่โตเกียวครั้งนี้ จึงให้ภาพเพียงด้านเดียวของ Precision Agriculture เองครับ


ผมเป็นคนจากสาขานาโน พอเข้าไปเข้าร่วมประชุมในงานของทางเกษตร มันมีความรู้สึกหนึ่งเข้ามา นั่นคือ แต่ละคนแต่ละประเทศดูจะหวงๆ ศาสตร์ ความรู้ และเทคนิคของตัวเอง ขนาดการประชุมทางด้านนี้ยังแบ่งเป็นทวีปๆ อย่างชัดเจน เช่น อเมริกาก็มีของเขา ออสเตรเลีย ยุโรป และ เอเชีย ก็ชอบจัดงานแยกกัน ที่ผมพอจะอธิบายได้ก็คือ (1) การเกษตร เป็นเรื่องของ Geo-specific ครับ คือ แต่ละถิ่นปลูกพืชไม่เหมือนกัน ความสนใจจึงต้องกำหนดขอบเขตทางด้านภูมิศาสตร์ด้วย (2) การเกษตรเป็นอะไรที่แต่ละประเทศหวงแหน เป็นอาชีพที่รัฐอุดหนุนไม่ให้ล้มตาย จึงต้องพยายามรักษาสถานภาพในการแข่งขันของตัวเองให้สูงอยู่เสมอ ถึงแม้ผู้ร่วมประชุมแต่ละท่านจะมีความเป็นนักวิชาการ แต่การเปิดเผยข้อมูล หรือ ความรู้ที่ตัวเองทำก็ค่อนข้างระมัดระวังครับ


สิ่งที่น่าจับตาของญี่ปุ่นก็คือ เขาได้พัฒนาเซ็นเซอร์ภาคสนาม (Field Server) ของเขาเอง ซึ่งประกอบไปด้วยเซ็นเซอร์วัดแสง อุณหภูมิ ความชื้นในอากาศ ความชื้นในอากาศ ความชื้นในดิน กล้อง โดยเขาได้ตั้งบริษัทขึ้นมาชื่อว่า elab experience ตอนนี้เขาก็พยายามทำตลาดในประเทศญี่ปุ่น เท่าที่ผมประเมินดูคิดว่าการทำตลาดในประเทศไทยเราไม่น่าง่าย อย่างไรก็ตามเขาพยายามแทรกซึมเข้ามาด้วยการร่วมงานวิจัยผ่านมหาวิทยาลัยบางแห่งของไทย ซึ่งก็มีนักศึกษาไทยทำงานร่วมอยู่กับเขาครับ ก็ยังพอมีเวลาหากประเทศไทยเราจะพัฒนาเทคโนโลยี Smart Farm ของตัวเอง เพื่อแข่งกับต่างประเทศครับ

Information Technology for Agriculture

สวัสดีครับท่านผู้อ่าน ตอนนี้ผมอยู่กรุงโตเกียวครับ มาเข้าร่วมประชุม World Conference on Agricultural Informatics and IT 2008 วันพฤหัสบดีนี้ก็จะกลับกรุงเทพฯ แล้วครับ วันนี้พอดีพอมีเวลามาอัพเดตบล็อกสักหน่อย ก็ขอเล่าเรื่องความก้าวหน้าต่างๆ ที่ได้รับรู้มาจากการประชุมนะครับ งานนี้มีคนเข้าร่วมสักประมาณ 200 คนได้ครับ ซึ่งถือว่าไม่ใหญ่เลยครับ หากไปเทียบกับงานประชุมทางด้านนาโนเทคโนโลยีในระดับนานาชาติ ที่เป็นงานฮ็อตฮิตของปี แล้วยิ่งงานนี้ซึ่งเป็น World Conference ที่เอางานประชุมย่อยๆ ของแต่ละสมาคมมาร่วมจัดในคราวเดียวกัน แต่ทำไมมีคนเข้าร่วมแค่ระดับ 200 คนเอง ยิ่งทำให้รู้สึก เอ... ทำไมคนทำวิจัยทางด้านนี้น้อยจัง ทั้งๆที่วิทยาการทางด้าน Information Technology for Agriculture นั้นนับวันจะยิ่งมีความสำคัญกับโลกมากขึ้นทุกที ยิ่งในสภาวะที่โลกกำลังเผชิญกับวิกฤตโลกร้อน และพลังงานมีราคาแพง ทำให้การผลิตอาหารจะต้องทำอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ผมลองมานั่งนึกดู แล้วจึงพบว่า .... อ๋อ ..... งานนี้มีแต่นัก IT มาเสนอผลงาน แต่ดันไม่ยักมีคนทางด้านเกษตร ที่เป็นผู้ใช้มาเลย คือ ..... มีแต่ developers มา แต่กลับไม่มี users มาครับ ผมจึงลองไป search ดูงานประชุมทางด้านเกษตรของโลกเรา จึงได้พบว่าโลกของเรามีงานประชุมทางด้านเกษตรน้อยมากๆ เพราะ..... เมื่อเทียบกับสาขาอื่นๆ ปีหนึ่งๆ เรามีงานประชุมทางด้านนาโนไม่รู้จักกี่งาน แต่งานประชุมทางด้านเกษตรทั้งโลกกลับมีแค่ 2-3 งานเท่านั้น น่าน้อยใจแทนคนในสาขาเกษตรนะครับ งานประชุมนี้มีคนไทยเข้าร่วมพอสมควรนะครับ เท่าที่ผมนับดูก็ประมาณ 15-20 คน อาจจะเป็นอันดับสอง หรือสาม รองจากคนญี่ปุ่น เลยนะครับ ก็ประเทศไทยยังเป็นประเทศเกษตรกรรมนี่ครับ ถึงแม้งานนี้จะไม่ใหญ่โตอย่างที่ผมคิด แต่ผมก็ดีใจที่ได้มาประชุมงานนี้ เพราะได้พบว่างานทางด้านเกษตรแม่นยำสูงของเรา ไม่ได้แพ้ญี่ปุ่นเลยครับ งานของคนไทยที่ไปเสนอในที่ประชุมนี้ ฝรั่งเองก็ยังทึ่งครับ ดังนั้นบ้านเราอาจจะต้องให้ความสำคัญกับการนำเทคโนโลยีชั้นสูง มาใช้งานทางเกษตรให้มากขึ้น เพราะเราค่อนข้างได้เปรียบมากๆ ในเรื่องความหลากหลายของสินค้าเกษตรครับ

ตาชั่งอัจฉริยะ - Intelligent Scales

หากท่านผู้อ่านเคยไปซูเปอร์มาเก็ต แล้วไปซื้อผัก/ผลไม้ที่ต้องนำมาชั่งหาน้ำหนัก กับ ราคาเอง ก็คงเคยมีประสบการณ์ที่สับสนกับปุ๋มกดมากมาย เพราะไม่รู้ว่าเจ้าปุ๋มกดเพื่อเลือกชนิดของผัก หรือ ผลไม้ ของเราอยู่ตรงไหน รู้สึกลายตาไปหมด แต่นักวิจัยแห่ง Fraunhofer Institute for Information and Data Processing (IITB) เขากำลังจะแก้เรื่องปวดหัวนี้ให้แล้วครับ โดยเขาได้พัฒนาตาชั่งอัจฉริยะที่สามารถจดจำ และรู้จักผัก หรือ ผลไม้ ที่มนุษย์นำมาชั่ง เมื่อมันไม่แน่ใจ มันก็จะขึ้นตัวเลือกมาถาม เฉพาะไม่กี่ตัวเลือกเท่านั้น เช่น มะเขือเทศชนิดอะไร ซึ่งเป็นความแตกต่างเล็กน้อย ที่เครื่องอาจไม่เข้าใจ เครื่องชั่งนี้ทำงานโดยการติดกล้องเอาไว้ที่ตาชั่ง เมื่อมีของมาวางชั่งน้ำหนัก ซอฟต์แวร์จะทำการประมวลผล เพื่อระลึกรู้ว่าของที่นำมาชั่งนั้นคืออะไร ถึงแม้จะมีถุงพลาสติกยับยู่ยี่ขวางอยู่ระหว่างกล้องกับผลไม้ก็ไม่เป็นปัญหา นักวิจัยได้พัฒนาให้เครื่องชั่งนี้สามารถเรียนรู้สิ่งใหม่ๆได้ ทำให้พนักงานซูเปอร์มาเก็ตสามารถเพิ่มทางเลือกใหม่ๆ ให้แก่เจ้าตาชั่งนี้ มันสามารถเรียนรู้แม้ว่ากล้วยจะมาแบบห่ามๆ สุกแล้ว หรือ สุกแบบมีรอยช้ำสีน้ำตาลตามเปลือก ณ ขณะนี้ตาชั่งนี้ได้ถูกนำออกทดสอบในซูเปอร์มาเก็ต 300 แห่งทั่วเยอรมันครับ

ต้นไม้ไม่ได้โง่ (ตอนที่ 3)

หลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่บ่งชี้ว่า ต้นไม้เป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่เฉื่อย และรู้จักสื่อสารกันเองนั้น นับวันจะมากขึ้นเรื่อยๆ ครับ ทำให้มนุษย์เราอาจจะต้องปฏิบัติต่อเขาเหมือนกับสิ่งมีชีวิตที่เป็นสัตว์ด้วย ถึงแม้ผู้ใหญ่สมัยก่อนจะเคยสอนเราว่า ต้นไม้ไม่มีวิญญาณ การตัดต้นไม้ไม่บาป ไม่เหมือนฆ่าสัตว์ แต่ผมจำได้ว่าสมัยที่ผมบวชนั้น มีข้อห้ามในการถอนดึง หรือตัดต้นไม้ โดยไม่มีเหตุอันควร นั่นแสดงว่าพระพุทธองค์ได้ทรงค้นพบว่าต้นไม้เป็นสิ่งมีชีวิตที่มนุษย์ควรปฏิบัติต่อมันให้ถูกต้อง ตลอดชีวิตของพระองค์ท่านนั้นได้อาศัยต้นไม้ตั้งแต่ ประสูติ ตรัสรู้ จนถึงวันปรินิพพาน

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าในหมู่ต้นไม้ด้วยกันนั้น พวกมันก็มีความเป็นญาติ และปฏิบัติต่อกันคล้ายๆ วงศาคณาญาติของมนุษย์ได้เช่นกัน มันช่วยเหลือกันเพื่อให้อยู่รอด Susan Dudley แห่งมหาวิทยาลัยแมคมาสเตอร์ ในออนตาริโอ ได้สาธิตให้เห็นว่าต้นไม้สามารถระลึกรู้ญาติของมัน ถึงแม้ต้นไม้จะไม่มีระบบสมองในการจดจำ แต่มันกลับสามารถแยกแยะต้นไม้ที่เป็นพวกเดียวกันได้ เธอกล่าวว่า "ต้นไม้ก็มีสังคมของมันเหมือนกันค่ะ เพียงแต่เรายังไม่ค่อยเข้าใจ การสื่อสารพูดคุยของพวกมันเท่านั้นเอง"

ในการศึกษาของเธอนั้น ได้พบว่าต้นไม้ชนิดหนึ่ง (beach dwelling wildflower) ซึ่งมักขึ้นชุกชุมและก้าวร้าวไปยังดินแดนใหม่ๆรอบๆข้างถิ่นที่อยู่ของพวกมันเสมอ มันจะคุกคาม โดยการแย่งอาหารพืชชนิดอื่น จนกระทั่งเข้าไปครอบครองดินแดนต่างๆอย่างเต็มตัว แต่กลับปรากฏว่า เมื่อมันไปเจอพวกเดียวกัน หรือ ญาติห่างๆของมัน มันกลับสงบเสงี่ยม และยอมใช้ทรัพยากรในดินร่วมกันอย่างสันติ

ต้นไม้ไม่ได้โง่ (ตอนที่ 2)

ตอนเด็กๆ เรามักถูกสอนมาตลอดว่าต้นไม้เป็นสิ่งมีชีวิตที่ไร้จิตใจ โรงเรียนพร่ำสอนเราว่าต้นไม้ไม่มีระบบประสาท มันไม่มีความรู้สึกนึกคิด เป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีอารมณ์ เป็น Passive Organisms แต่ในช่วง 2-3 ปีหลังนี้ เริ่มมีความสนใจท่ามกลางหมู่นักวิจัยทั้งหลายแล้วล่ะครับว่า ความเชื่อดังกล่าวนั้นไม่ถูกต้อง ความสนใจในศาสตร์ของ Plant Communication ทำให้มีนักวิจัยเข้ามาทำงานด้านนี้มากขึ้น และเราก็เริ่มได้หลักฐานใหม่ๆ ที่บอกว่า ..... ต้นไม้ไม่ได้โง่ ..... มากขึ้นทุกที ๆ


Josef Stuefer แห่งมหาวิทยาลัย Radboud Nijmegen ได้ทำการศึกษาพบว่าต้นไม้มีการคุยกัน มันมีการสร้างเครือข่ายกัน เพื่อเตือนภัยให้แก่กันและกัน พืชจำพวกสตรอเบอรี กก อ้อ ถั่ว มีการคุยกันคล้ายกับระบบอินเตอร์เน็ต ผ่านเส้นกิ่งก้านที่โยงใยไปทั่ว เขาได้สาธิตให้เห็นว่าหากพืชเหล่านี้เริ่มถูกโจมตีโดยหนอน มันจะส่งสัญญาณเตือนภัยให้แก่ต้นอื่นๆ ผ่านเส้นใยกิ่งก้านของมัน นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่เดวิสก็ค้นพบระบบเตือนภัยแบบนี้กับต้นยาสูบป่า และต้นไม้พวกโกฐจุฬาลัมพา (ไม่แน่ใจนะครับ ภาษาอังกฤษคือ Sagebrush) พวกเขาได้ทดลองขลิบใบ Sagebrush เพื่อเลียนแบบการที่ใบของมันถูกโจมตีโดยแมลง ซึ่งก็พบว่าเจ้าต้น Sagebrush เค้าปล่อยสารที่เรียกว่า methyl jasmonate ออกมา โมเลกุลกลิ่นนี้จะลอยไปกับลม ทำให้ต้นยาสูบทราบว่าเกิดการโจมตีโดยแมลงเข้าให้แล้ว พวกมันก็เลยเริ่มผลิตเอ็นไซม์ที่มีชื่อว่า PPO เพื่อทำให้ใบของพวกมันอร่อยน้อยลง แมลงจะได้ไม่อยากกิน

พวกเราเคยแต่ได้ยินใช่ไหมครับว่า พวกสัตว์ที่กำลังถูกฆ่าจะผลิตสารที่ก่อมะเร็งออกมาในตัวมัน ดังนั้นคนที่ทานเนื้อสัตว์มากๆ ก็จะได้รับสารนี้มากตามไปด้วย ตอนนี้เราเพิ่งรู้ว่าพืชก็ทำแบบนี้ได้เหมือนกันครับ

ต้นไม้ไม่ได้โง่ (ตอนที่ 1)

เมื่อตอนผมเป็นเด็ก ผู้ใหญ่เคยสอนเราว่าการฆ่าสัตว์เป็นบาป ผมเคยถามกลับไปว่าแล้วตัดต้นไม้ล่ะ บาปมั้ย ผู้ใหญ่ตอบว่าไม่ ผมถามอีกว่าทำไม พวกเขาตอบว่าเพราะต้นไม้มันไม่มีวิญญาณ ผมถามต่ออีกว่ารู้ได้ยังไง พวกเขาไล่ให้ผมไปไกลๆ ซึ่งผมก็ได้ฝังใจตั้งแต่นั้นมาว่า ต้นไม้ไม่มีวิญญาณ ไม่มีจิตใจ แต่พวกมันมีชีวิต แต่เมื่อไม่นานมานี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบหลักฐานหลายๆอย่าง ต้นไม้ไม่ได้โง่อย่างที่พวกเราเคยคิดกันแล้วล่ะครับ มันสามารถติดต่อสื่อสารกันได้ผ่านกลไกทางกลิ่น หรือ โมเลกุลเคมี ซึ่งก็ยังไม่ทราบแน่ชัดนักว่าทำงานอย่างไร เมื่อเร็วๆนี้ได้มีรายงานในวารสาร Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) ฉบับวันที่ 6 พฤษภาคม 2551 ถึงกับว่าต้นไม้สามารถควบคุมอากาศเองได้ โดยนักวิจัยที่ Scottish Association for Marine Science ได้ร่วมกับ University of Manchester ได้ศึกษาพบว่าพืชทะเลจำพวกหญ้าทะเล ที่อยู่รวมกันจำนวนมากๆ นั้น มีความสามารถในการสร้างวันที่มีเมฆมากให้แก่ชายทะเลที่มันอยู่อาศัย ที่มันชอบทำอย่างนั้น เพราะวันที่มีเมฆมากทำให้พวกมันอยู่กันอย่างสบายไม่ร้อนเกินไป เพราะหากมีแสงแดดส่องมากเกินไป พวกมันจะเสียความชื้น และรู้สึกเครียด ซึ่งพวกมันจะช่วยกันปล่อยแอโรซอลของไอโอไดด์ ซึ่งจะลอยขึ้นไปช่วยในการก่อตัวของไอน้ำให้เป็นเมฆ เหนือสถานที่ที่มันอาศัย ฟังแล้วก็อึ้งนะครับ วันหลังผมจะกลับมาเล่าถึงความฉลาดของพืชอีกนะครับ .......

Virtual Fence - คอกอิเล็กทรอนิกส์

ใครที่ชอบขับรถไปเที่ยวชนบทต่างจังหวัด น่าจะมีประสบการณ์อย่างน้อยก็สักครั้ง ที่ต้องระวังฝูงวัวที่กำลังข้ามทางหลวง ไปหาที่เล็มหญ้าอร่อยๆกิน บ่อยๆ ที่เห็นฝูงวัวเหล่านั้นเล็มหญ้าริมทางหลวง แล้วเสียวไส้ กลัวพวกมันจะเดินขึ้นมาบนไหล่ทาง แต่ดูเหมือนว่าพวกมันจะรู้ว่าห้ามขึ้นไปบนทางหลวงนะ จริงๆ แล้ววัวเขารู้ว่าขอบเขตของการกินอยู่ที่ทางหลวง เพราะมันมีเส้นแบ่งชัดเจน แต่ถ้าเป็นทุ่งหญ้ากว้างๆ ล่ะ มันจะรู้มั้ย แน่นอนถ้าปล่อยให้พวกมันกินหญ้าไปเรื่อยๆ มันก็เดินของมันไปเรื่อยๆ ซึ่งอาจออกนอกอาณาเขตของฟาร์มได้ จึงทำให้เกิดแนวคิดในการล้อมคอกฝูงวัว โดยใช้ Virtual Fencing ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ไปติดบนหัววัว อุปกรณ์นี้ประกอบด้วย GPS เพื่อดูพิกัดที่วัวอยู่ แบตเตอรี โซลาร์เซลล์ Accelerometer กับ Magnetometer เพื่อดูทิศทางที่วัวกำลังเดินหรือมันกำลังเคลื่อนร่างกายอย่างไรอยู่ หากวัวกำลังจะออกนอกเขตรั้ว ขั้วไฟฟ้าที่จิ้มอยู่ที่ข้างแก้มจะปล่อยกระแสไฟฟ้าไปกระตุ้นวัว ให้เดินกลับมา พร้อมกันนั้นที่หูของมันยังมีหูฟังเพื่อปล่อยเสียงเรียกพวกมัน หรือ บอกให้มันมารวมฝูงกัน เพื่อเดินกลับไปที่พัก อุปกรณ์ที่ติดกับวัวนี้ยังเชื่อมโยงกันเป็นระบบเครือข่าย เพื่อให้ติดต่อกันได้ นักวิจัยยังใช้ข้อมูลต่างๆ เพื่อศึกษาพฤติกรรมการรวมฝูง การกินอาหาร ซึ่งจะมีประโยชน์ในศาสตร์ของ Swarm Computing หรือ การประมวลผลแบบฝูง

ต่อไปแบบนี้ก็คงมีให้ใช้กับมนุษย์ เหมือนกับในภาพยนตร์เรื่อง Fortress ไงครับ .......

ไม้จะกลับมาเป็นวัสดุแห่งอนาคต - ตอนที่ 3

• อนุภาคนาโนเคลย์ (Nanoclays) หรือ ดินนาโน กำลังได้รับความสนใจเป็นอย่างมากในการนำมาทำวัสดุผสมคอมโพสิต (Nanocomposite) กับวัสดุอื่นๆ เช่น ผสมกับไม้ ผสมกับพลาสติก หรือแม้แต่ผสมกับเซรามิกส์ หรืออาจจะนำไม้มาผสมกับพลาสติกก็ได้ ซึ่งนับเป็นก้าวใหม่ของวัสดุผสมที่เราสามารถทำการวิศวกรรมวัสดุไปถึงระดับนาโนเมตร มหาวิทยาลัยป่าไม้แห่งปักกิ่งและวิทยาลัยป่าไม้แห่งคุนหมิงกำลังขมักเขม้นวิจัยและพัฒนาวัสดุผสมระหว่างไม้กับอนุภาคดิน มหาวิทยาลัยเซี้ยงไฮ้กำลังทำการพัฒนานาโนเซรามิกส์ที่ทำจากไม้ที่เป็นของเหลือทิ้ง มหาวิทยาลัยป่าไม้แห่ฮาบิน ศึกษาวัสดุเคลือบไม้ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น บริษัท Polyone Asia ซึ่งเป็นผู้จัดหาผลิตภัณฑ์ทางด้านพลาสติกรายใหญ่ให้แก่อุตสาหกรรม ได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์เม็ดพลาสติกที่เป็นวัสดุผสมระหว่างอนุภาคดินกับพลาสติกที่ชื่อว่า Maxxam LST ที่มีน้ำหนักเบา เหนียว และทนทานต่อแรงอัด จากการตรวจสอบเอกสารอ้างอิงของผู้เขียน ทำให้พบว่าในเวลานี้ ประเทศจีนมีงานวิจัยทางด้านวัสดุผสมระหว่างไม้กับพลาสติกนำหน้าประเทศอื่นๆ ทั้งหมด เป็นไปได้ไหมว่าประเทศจีนกำลังคิดจะปฏิวัติอุตสาหกรรมพลาสติก ด้วยการเปลี่ยนจากต้นน้ำที่เป็นอุตสาหกรรมปิโตรเคมี มาเป็นอุตสาหกรรมป่าไม้ ถ้าเป็นเช่นนั้น ประเทศไทยคงจะลำบากแน่ๆในอนาคต เนื่องจากเรามีอุตสาหกรรมปิโตรเคมีที่ถือว่าเข้มแข็ง แต่อ่อนแอมากๆ ทางด้านวิศวกรรมไม้ ลองนึกดูว่า ผลิตภัณฑ์ไม้ในปัจจุบันที่สร้างจากไม้เป็นแท่งๆ นั้นต่อไปสามารถผลิตได้ง่ายๆ ด้วยการฉีดเข้าไปในแม่แบบเช่นเดียวกับพลาสติก เพื่อนของผู้เขียนท่านหนึ่งคือ ผศ.ดร. เติมศักดิ์ ศรีคิรินทร์ แห่งคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ก็กำลังทำการพัฒนาเทคโนโลยีตัวนี้อยู่

• บรรจุภัณฑ์ ในระยะ 2-3 ปีมานี้ ได้เกิดปรากฏการณ์ใหม่ในวงการบรรจุภัณฑ์ เพราะเกิดความต้องการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ที่เรียกว่า “บรรจุภัณฑ์ฉลาด” (Smart Packaging) อย่างกว้างขวาง โดยผลิตภัณฑ์ฉลาดนอกจากจะมีห่อหุ้ม ยังมีฟังก์ชันหน้าที่เพิ่มเติม เช่น เซ็นเซอร์ตรวจสอบความสด จอแสดงผล หน่วยความจำ และการประมวลผลที่ติดไปกับผลิตภัณฑ์ได้ กรรมวิธีในการเคลือบระดับนาโนก็สามารถนำมาใช้พัฒนาบรรจุภัณฑ์ให้มีคุณสมบัติพิเศษเพิ่มขึ้น เช่น การเคลือบนาโนเคลย์บนผิวใยกระดาษเพื่อให้มีความสามารถในการกันอากาศและความชื้นเข้า-ออกจากหีบห่อ หรือทำให้หีบห่อมีความแข็งแรงเพิ่มขึ้น การเคลือบด้วยนาโนไททาเนียเพื่อให้หีบห่อมีความทนทานต่อการสึกกร่อนจากแสง UV

(ภาพบน - วัสดุผสมพลาสติกกับไม้ ความฉลาดทางวิศวกรรมที่สามารถนำไม้มาขึ้นรูปด้วยวิธีการเดียวกับการขึ้นรูปพลาสติก)

เซลล์สุริยะสาหร่าย - Algae Solar Cell (ตอนที่ 1)

เชื้อเพลิงฟอซซิล หรือ น้ำมัน เป็นเชื้อเพลิงที่น่ามหัศจรรย์ เพราะถูกและใช้ง่าย เบื้องหลังความสำเร็จของเศรษฐกิจทุนนิยม ก็มาจากการมีใช้อย่างเหลือเฟือของมันนี่เอง ที่ทำให้การผลิตสิ่งของ เครื่องใช้ต่างๆ สามารถทำได้จำนวนมากๆ และสามารถแพร่หลายให้กระจัดกระจายไปใช้กันได้ทั่วโลก แทนที่จะผลิตที่ไหนใช้ที่นั่นเหมือนในอดีต เมื่อราคาของเชื้อเพลิงชนิดนี้แพงขึ้น เราจึงต้องหาพลังงานทางเลือกอื่นๆ (Alternative Energy) มาใช้ แต่ไม่ว่าจะเป็น ไบโอดีเซล เอธานอล solar cell พลังงานลม พลังงานคลื่นทะเล อะไรต่ออะไรก็ดูเหมือนจะสู้น้ำมันไม่ได้ การตัดใจเลิกใช้น้ำมันมันช่างยากเย็นเสียจริง


ในจำนวนของพลังงานทางเลือกทั้งหมด เซลล์สุริยะอาจจะเป็นทางเลือกที่สะอาดและช่วยโลกให้หายร้อนได้มากที่สุด พวก Biofuels แม้จะเป็นพลังงานแบบ Carbon-neutral โดยทฤษฎี คือปล่อยคาร์บอนออกไปเท่ากับที่นำกลับมาใช้ แต่ในความเป็นจริง การเพาะปลูกพืชพลังงานไม่ว่าจะเป็นสบู่ดำ ปาล์มน้ำมัน เพื่อทำไบโอดีเซล หรือการนำข้าวโพด และ อ้อย มาทำเอธานอล ล้วนเป็นการเบียดเบียนพื้นที่เกษตรกรรมสำหรับผลิตอาหาร และทำลายสิ่งแวดล้อม โดยการบุกพื้นที่ป่าที่เป็น Carbon Reservoir อีกด้วย เท่ากับปล่อยคาร์บอนออกมามากกว่าที่เก็บเข้าไป แต่เซลล์สุริยะมีภาพลักษณ์ในทางลบตรงที่มีราคาแพง ผลิตไฟฟ้าได้ไม่มากพอที่จะกลบต้นทุนได้ ทำให้ปัจจุบันการนำเซลล์สุริยะมาใช้ดูเหมือนจะเน้นไปทาง การสร้างภาพลักษณ์ความเป็น Green Company ของผู้ใช้ มากกว่าจะใช้งานได้จริง

จากการที่พืช Biofuels ก็ไปเบียดเบียนสิ่งแวดล้อม เซลล์สุริยะก็แพง ขณะนี้จึงเกิดทางเลือกใหม่คือการเก็บเกี่ยวแสงอาฑิตย์ด้วยสาหร่าย หรือ เซลล์สุริยะสาหร่าย จริงๆ เซลล์สุริยะชนิดนี้ไม่เหมือนกับ Solar Cell ที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาฑิตย์ไปเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อใช้ได้เลยนะครับ แต่มันเปลี่ยนแสงแดดให้เป็นน้ำมัน ซึ่งนำไปแยกสกัดได้ง่ายกว่าสบู่ดำ หรือ ปาล์มน้ำมันมาก อีกทั้งการปลูกก็สามารถนำมาเรียงในท่อใสเป็นแผงๆ คล้าย Solar Cell ซึ่งสามารถ Scale Up เพื่อการพาณิชย์ได้ไม่ยาก วันหลังผมจะมาเล่าให้ฟังครับว่าความก้าวหน้า ณ ขณะนี้ไปถึงไหนแล้ว ........

ไม้จะกลับมาเป็นวัสดุแห่งอนาคต - ตอนที่ 2

• ไม้ต้านทานปลวก/เชื้อรา อนุภาคนาโนอาจใช้ในการป้องกันเชื้อราหรือปลวกกัดกินไม้ บริษัท Nanophase
Technologies พัฒนาเทคนิคในการอัดอนุภาคนาโนของซิงค์ออกไซด์ และโลหะต่างๆ เข้าไปในเนื้อไม้ ซึ่งนอกจากจะฆ่าเชื้อโรคแล้ว ยังป้องกันแสง UV ด้วย มหาวิทยาลัยมิชิแกนได้จดสิทธิบัตรในการบรรจุยาฆ่าปลวกและเชื้อราเข้าไปในแค็บซูลจิ๋ว ที่ทำจากพอลิเมอร์โดยสามารถควบคุมการปลดปล่อยได้ รวมไปถึงกระบวนการอัดอนุภาคนาโนเหล่านั้นเข้าไปในเนื้อไม้

• ไม้ต้านทาน UV/การผุกร่อน นาโนเทคโนโลยีสามารถนำมาช่วยเคลือบผิวหรือทรีทเนื้อไม้ให้มีคุณสมบัติต้านทานแสง UV รวมไปถึงความชื้น อันเป็นสาเหตุแห่งการผุกร่อนของไม้ บริษัท BASF ของเยอรมันพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ประกอบด้วย อนุภาคนาโนที่สามารถพ่นแบบสเปรย์ลงไปบนพื้นผิวไม้ โดยมันจะเคลือบผิวและสร้างสภาพไม่ชอบน้ำขึ้นมา มหาวิทยาลัยวิสคอนซิลพัฒนาเทคนิคในการเคลือบผิวไม้ด้วยอนุภาคนาโนและวัสดุอินทรีย์ที่สามารถดูดซับพลังงานจากแสง UV บริษัทในเยอรมันพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีอนุภาคนาโนไททาเนียมไดออกไซด์เป็นองค์ประกอบ เพื่อใช้เคลือบผิวไม้ที่มีสีอ่อน ให้ดูสดสวย และไม่ด่างดำ

• ไม้ทนไฟ น่าจะช่วยกระตุ้นตลาดในการใช้ไม้ให้โตขึ้นไปอีก เนื่องจากสมบัติที่ติดไฟง่ายทำให้มันมีขีดจำกัดใน การใช้งานหลายๆ ด้าน ปัจจุบันการทำให้ไม้ทนไฟมักทำโดยการอัดหรือเคลือบสารเคมีต้านทานการติดไฟเข้าไป ซึ่งจะไป ช่วยลดการเกิดปฏิกริยาเคมีในเนื้อไม้เมื่อเกิดความร้อนสูง แต่นักวิจัยกำลังศึกษาการใส่ส่วนผสมของอนุภาคนาโนเคลย์ลงไป เพื่อต้านทานการติดไฟ โดยอาจทำได้โดยการเคลือบผิวหรือการอัดเข้าไปในรูพรุนจิ๋วซึ่งมักจะมีอยู่ในเนื้อไม้

(ภาพบน - นาโนเทคโนโลยีช่วยทำให้ไม้ สามารถทำหน้าที่เป็นวัสดุตกแต่ง Outdoor ได้อย่างสดใส ทนนาน)

ไม้จะกลับมาเป็นวัสดุแห่งอนาคต - ตอนที่ 1

ในปี พ.ศ. 2548 หรือประมาณ 3 ปีมาแล้ว ได้เกิดปรากฏการณ์ที่น่าสนใจในวงการอุตสาหกรรมป่าไม้ของโลก นั่นคือ ประเทศมหาอำนาจทางเศรษฐกิจ 3 กลุ่ม ได้แก่ ประเทศสหรัฐอเมริกา ประเทศแคนาดา และ กลุ่มสหภาพยุโรป ต่างก็ริเริ่มจัดทำแผนกลยุทธ์นาโนเทคโนโลยีด้านป่าไม้ขึ้นมาอย่างพร้อมเพรียงกันโดยมิได้นัดหมาย ประเทศทั้งสามกลุ่มนี้ล้วนแล้วแต่มีผลผลิตจากอุตสาหกรรมป่าไม้ในอันดับต้นๆของโลก เฉพาะประเทศสหรัฐอเมริกามีผลิตภัณฑ์ที่ทำจากไม้ 225 ล้านตันต่อปี คิดเป็นมูลค่าสูงถึง 240 พันล้านเหรียญสหรัฐ (เทียบเป็นเงินไทยประมาณ 9 ล้านล้านบาท) และทำให้เกิดการจ้างงานกว่า 1.1 ล้านคน ส่วนในสหภาพยุโรปอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับป่าไม้มีมูลค่ากว่า 150 พันล้านยูโร มีการจ้างงานจำนวน 1.6 ล้านตำแหน่ง ปรากฏการณ์ตื่นตัวในการนำเอาเทคโนโลยีสมัยใหม่อย่างนาโนเทคโนโลยีมาช่วยพัฒนาวัสดุที่แสนจะเก่าแก่อย่างไม้ ไม่น่าจะเป็นเรื่องบังเอิญแต่อย่างใด หากพิจารณาอย่างลึกซึ้ง ก็จะพบว่ามีส่วนเกี่ยวข้องกับเรื่องของปรากฏการณ์โลกร้อนหรือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก ซึ่งตอนนี้ได้กลายมาเป็นกระแสอนุรักษ์ที่บูมขึ้นทั่วโลกหลังจากที่อดีตรองประธานาธิบดีสหรัฐได้รับรางวัลออสการ์จากการผลิตภาพยนตร์สารคดีเรื่อง “An Inconvenient Truth” อันมีเนื้อหาที่เปิดเผยหลักฐานที่น่าเชื่อถือว่าโลกของเรากำลังเข้าสู่ยุคแห่งวิกฤตทางด้านภูมิอากาศ



จะว่าไปแล้ว ….ไม้ ….. เป็นวัสดุที่ใช้แล้วสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ (Renewable) โดยการนำกลับมาใช้ใหม่นั้น อาจไม่จำเป็นต้องใช้วิธีรีไซเคิลก็ได้ เพราะถึงแม้มันจะถูกเผาทำลาย หรือย่อยสลายไปแล้ว ก็สามารถนำกลับมาใช้ได้อีกโดยผ่านกระบวนการที่เรียกว่าวัฏจักรคาร์บอน (Carbon Cycle) นั่นคือการปลูกป่าเพื่อดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศกลับมาให้เป็นไม้อีก ไม้จึงเป็นวัสดุที่ช่วยลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ เมื่อเทียบกับปูนซีเมนต์ ที่ปัจจุบันเป็นตัวการในการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่บรรยากาศในปริมาณสูงถึง 5-10 เปอร์เซ็นต์ของการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์จากกิจกรรมทุกอย่างของมนุษย์ ทำให้ปัจจุบันอุตสาหกรรมผลิตซีเมนต์พยายามคิดค้นซีเมนต์แบบใหม่ โดยเฉพาะนาโนซีเมนต์ซึ่งจะช่วยลดการปลดปล่อยคาร์บอนสู่บรรยากาศ สำหรับวัสดุอย่างไม้นั้น นาโนเทคโนโลยีสามารถนำมาใช้ปรับรูปโฉม เพื่อให้มันมีคุณสมบัติที่ดีขึ้น สามารถใช้งานได้กว้างขวางขึ้น เพื่อที่จะได้เข้าไปแทนที่วัสดุอย่างอื่น ไม่ว่าจะเป็น โลหะ พลาสติก เซรามิกส์ ซึ่งใช้พลังงานค่อนข้างมากในการผลิต (การใช้พลังงานมากในการผลิต ย่อมหมายถึงการต้องเผาถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ หรือน้ำมัน เพื่อนำมาผลิตกระแสไฟฟ้านั่นเอง) การพัฒนาผลิตภัณฑ์จากไม้ให้มีความพิเศษ ด้วยนาโนเทคโนโลยี นอกจากจะทำให้ได้ผลิตภัณฑ์หลากหลายไปใช้งานและช่วยลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกแล้ว ยังอาจช่วยให้เกิดความยั่งยืนด้านพลังงานอีกด้วย เพราะพืชเป็นเทคโนโลยีที่เก่าแก่และทรงประสิทธิภาพที่สุดในการดึงพลังงานจากแสงอาฑิตย์มาใช้งาน นาโนเทคโนโลยีอาจจะช่วยในการหาหนทางใหม่ๆ ในการนำเซล์ของพืชมาใช้เก็บเกี่ยวพลังงานจากแสงอาฑิตย์



ประเทศไทยเคยมีไม้อุดมสมบูรณ์ และส่งออกไม้สักอันดับต้นๆ ของโลก ปัจจุบันเราแทบไม่มีอุตสาหกรรมไม้เหลืออยู่เลย น่าเสียดายครับ ..... เพราะไม้กำลังจะกลายเป็นวัสดแห่งอนาคต .... ผมจะมาเล่าต่อครับว่าทำไม ........

(ภาพบน - ไม้ ... เป็นวัสดุที่มีโครงสร้างซับซ้อนไปจนถึงระดับนาโน (ภาพจาก Robert J. Moon, USDA Forest Products Laboratory))

Sciences for Food เคลื่อนทัพแทนที่ Food Science

พูดถึงประเทศเกษตรกรรมอย่างเรา มักจะถูกปรามาสว่าล้าหลัง ยากจน จนทำให้ประเทศต่างๆทั่วโลกหันไปพัฒนาตนเอง เพื่อก้าวไปสู่ความเป็นประเทศอุตสาหกรรม จนมีผลให้แหล่งผลิตอาหารของโลกลดน้อยถอยลง ที่ราบลุ่มภาคกลางของไทย เคยเป็นแหล่งปลูกข้าวที่อุดมสมบูรณ์ แต่ปัจจุบันกลับถูกรุกรานโดยกิจกรรมอื่นๆ มากมาย โดยเฉพาะอุตสาหกรรม ที่ไปตั้งที่ไหนก็ได้ แต่กลับมาตั้งอยู่บนที่ดินสามารถผลิตอาหารเลี้ยงคนทั้งโลกได้ เกษตรสมัยใหม่จึงต้องหนีไปอยู่ในที่ใหม่ ที่ซึ่งผืนดินอาจไม่ดีที่สุด เทคโนโลยีสมัยใหม่จึงต้องเข้ามาช่วยทำในสิ่งที่ไม่เคยทำ หรือทำได้ไม่ดี ให้เป็นสิ่งที่ทำดีให้ได้ ช่วงนี้ศาสตร์ของการบูรณาการเทคโนโลยีต่างๆ เพื่อนำมาช่วยในเรื่องของการผลิตอาหารเลยกำลังฮอตฮิต ประเทศที่ทำเกษตรอยู่อย่างประเทศไทยก็เลยกระดี้กระด้ากับโอกาสทองที่จะมาถึง ในขณะที่ประเทศที่ทิ้งเกษตรกรรมไปนานแล้วอย่างเกาหลี ญี่ปุ่น ไต้หวัน ก็คิดจะกลับมาหาเกษตรอีก แต่นักวิเคราะห์กล่าวว่า ราคาอาหารโดยเฉพาะข้าว ยังไงก็จะมีแต่แพงขึ้น และไม่ใช่เรื่องง่ายที่ประเทศที่ทิ้งเกษตรไปแล้วจะกลับมาเร่งผลิตอาหารได้อีก คงต้องใช้เวลาอีกยาวนาน

ศาสตร์ที่เกี่ยวกับการผลิตอาหารที่เรียกกันว่า Food Science นั้น เมื่อก่อนก็คงเป็นเรื่องของเคมี หรือ ชีววิทยา ที่เกี่ยวกับกระบวนการผลิตหรือสร้างสรรอาหาร ในบ้านเรา Food Science ก็เรียนกันแต่เรื่องของกระบวนการแปรรูปอาหาร ด้วยวิธีการต่างๆนานา การใช้จุลินทรีย์ การอบ การทอด การแปรรูปอาหาร แต่ว่าศาสตร์ใหม่ที่กำลังจะเกิดขึ้นมาที่เรียกว่า Sciences for Food นี้กำลังจะทำให้ Food Science กลายเป็นเรื่องล้าสมัยไปเลย เพราะศาสตร์ใหม่นี้จะเป็นเรื่องของแนวคิดใหม่ในการสร้างสรรอาหาร ที่ไม่จำกัดอยู่แค่เคมีและชีววิทยาของอาหารเท่านั้น แต่จะไปถึงเรื่องใหม่ๆ ที่จะเข้ามาในวงการผลิตอาหารซึ่งไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน เช่น เกษตรกรรมแม่นยำสูง ไร่นาอัจฉริยะ ฟาร์มฉลาด บรรจุภัณฑ์ฉลาด ฉลากอัจฉริยะ หรือแม้แต่อาหารที่ทำหน้าที่เฉพาะทางได้ ซึ่งแน่นอน นักเทคโนโลยีหน้าใหม่ๆ ไม่ใช่นักเทคโนโลยีอาหารหน้าเดิมๆ ที่จะเข้ามาปฏิวัติวงการอาหาร ทำให้วงการอาหารโลกเปลี่ยนโฉมไปอย่างมากในอีกไม่กี่ปีต่อจากนี้ล่ะครับ .................................

จับตาดู Precision Agriculture ที่อินเดีย

ในขณะที่ประเทศไทยกำลังเกาะกระแสเกษตรอินทรีย์อย่างเอาจริงเอาจัง ประเทศอินเดียซึ่งกำลังจะกลายมาเป็นคู่แข่งทางด้านเกษตรของไทยในอนาคต กำลังจะกระโดดไปสู่การเกษตรของศตวรรษที่ 21 นั่นคือ เกษตรแม่นยำสูง (Precision Agriculture) ซึ่งมีแนวคิดที่ว่า พืชพันธุ์ที่ปลูก และ สภาพล้อมรอบ (ดิน น้ำ แสง อากาศ) ในไร่นา มีความแตกต่างกัน ในแต่ละบริเวณ แม้จะอยู่ในไร่เดียวกันก็ตาม สภาพล้อมรอบที่แตกต่างนี้ มีผลให้การเกิดผลผลิต แตกต่างกันได้ ดังนั้นการปรับการดูแลให้เหมาะสมกับ สภาพที่แตกต่างนั้น จะทำให้สามารถสร้างผลผลิต อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด เกษตรแม่นยำสูงจึงเป็นกลยุทธ์ในการทำการเกษตร ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม โดยเกษตรกรสามารถจะปรับการใช้ทรัพยากร ให้สอดคล้องกับสภาพของพื้นที่ย่อยๆ รวมไปถึงการดูแล อย่างมีประสิทธิภาพและแม่นยำ ไม่ว่าจะเป็น การหว่านเมล็ดพืช การให้ปุ๋ย การใช้ยาปราบศัตรูพืช การไถพรวนดิน การรดน้ำ การคัดเลือกผลผลิต การเก็บเกี่ยวผลผลิต


อินเดียเป็นประเทศแรกในเอเชียที่บรรจุ Precision Agriculture ในแผนพัฒนาเศรษฐกิจแห่งชาติ ซึ่งก็มีการถกเถียงกันอย่างกว้างขวางว่าจะทำได้จริงหรือ เพราะไร่นาในอินเดียค่อนข้างมีขนาดเล็ก อีกทั้ง 30% ของประชากรอยู่ใต้เส้นแบ่งความยากจน แต่ว่าในขณะนี้ได้มีนักวิจัยจำนวนมาก สนใจเข้ามาทำงานด้านนี้มากขึ้น จนมีการเสนอให้อินเดียทำการติดตั้ง Differential GPS หรือ DGPS ให้ครอบคลุมทั้งประเทศอินเดีย ซึ่งจะช่วยให้ความแม่นยำของระบบ GPS ในอินเดียมีเพียงพอที่จะใช้ทำกิจกรรมต่างๆในไร่ โดยการใช้รถอัตโนมัติ เช่น การพรวนดิน การหว่านเมล็ด การหยอดปุ๋ย เป็นต้น อุตสาหกรรมเกษตรอันหนึ่งที่น่าจับตามองของเขาก็คือ ชา ปัจจุบันอินเดียปลูกชาได้ถึง 850 ล้านตัน ซึ่งคิดเป็น 30% ของทั้งโลก แต่ในช่วงหลังๆ นี้การแข่งขันในตลาดชาจาก เคนยา ศรีลังกา และ อินโดนีเซีย สูงมาก ทำให้ภาคอุตสาหกรรมและรัฐบาลอินเดียมีความตื่นตัวที่จะนำ Precision Farming เข้ามาใช้ในเรื่องของชา เพื่อยกระดับอุตสาหกรรมชาของอินเดียให้นำหน้าคู่แข่ง ....... วันหลังผมจะมาเล่าต่อนะครับ .................

ไร่องุ่นอัจฉริยะ (Thailand Smart Vineyard ตอนที่ 3)

ในเรื่องของชาก็เช่นเดียวกัน ภูมิปัญญาชาวบ้านต่างก็รู้ดีว่า ผลิตภัณฑ์ชาที่เก็บจากสวนเดียวกันในวันเดียวกัน แต่คนละแปลงปลูก ก็อาจจะให้กลิ่นรสที่แตกต่างกันได้ ดังนั้นไร่ชาในภาคเหนือที่เป็นสวนเล็กๆ มักจะรวมตัวกันเป็นสหกรณ์เพื่อที่จะออกข้อกำหนดร่วมกัน เช่น การพรวนดิน การรดน้ำ การให้ปุ๋ยเหมือนๆกัน เพื่อที่จะทำให้กลิ่นและรสของชาออกมาเหมือนๆกัน เพื่อเป็นผลดีต่อการกำหนดแบรนด์ของมัน อย่างไรก็ดี เกษตรกรของเราเองก็ยังไม่รู้ว่าเป็นอย่างที่คิดไว้จริงๆหรือเปล่า เนื่องจากยังไม่ได้มีการนำเทคโนโลยีตรวจวัดไอโมเลกุลหอมระเหยมาใช้งาน จะขอยกตัวอย่างที่ Napa Valley แหล่งผลิตไวน์อันเลื่องชื่อของมลรัฐแคลิฟอร์เนียนั้น เกษตรกรเจ้าของสวนถึงกับมีการศึกษาว่าสภาพแวดล้อมแบบไหนควรจะปลูกไวน์พันธุ์ใด แม้แต่ในสวนเดียวกัน หากสภาพแวดล้อม (Local Environment) แตกต่างกัน ก็อาจจะทำให้กลิ่นรสของไวน์แตกต่างกันได้ ทำให้ต้องกำหนดแบรนด์ให้เหมาะสมกับพื้นที่ปลูก เช่น ในสวนของ Mr. John Caldwell เกษตรกรรายหนึ่งใน Napa Valley เขาได้ทำการเก็บข้อมูลความชื้น อุณหภูมิ และแสงแดดที่ได้รับ จากนั้นจึงกำหนดพันธุ์ปลูกที่แตกต่างกันในพื้นที่ๆมีความลาดชันต่างกัน แม้จะอยู่ในไร่เดียวกันก็ตาม


ทำไมจึงควรสนใจที่จะตรวจวัดสภาพในไร่ในช่วง Pre-Harvest? ทั้งนี้เพราะราคาของผลิตภัณฑ์ที่มี Aroma ขึ้นอยู่กับโมเลกุลหอมระเหยที่สะสมเข้าไปในต้นพืชในช่วงที่เพาะปลูกอยู่ ซึ่งขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมขณะเพาะปลูก การรู้ข้อมูลสภาพแวดล้อมขณะเพาะปลูกจึงเป็นข้อได้เปรียบ (ช่วง Post-Harvest เป็นช่วงที่ควบคุมง่ายกว่า เช่น กระบวนการหมักไวน์สามารถควบคุมให้เหมือนกันทุก Batchได้ไม่ยากนัก แต่การปลูกองุ่นให้มีน้ำองุ่นใกล้คียงกันทุกล็อต เป็นเรื่องที่แทบจะเป็นไปไม่ได้) เหตุนี้คณะวิจัยจึงต้องการพัฒนาระบบฮาร์ดแวร์และซอฟท์แวร์ที่มีความสามารถตรวจวัดสภาพล้อมรอบ (Ambient Sensing) ในขณะเพาะปลูกเพื่อนำมาใช้ทำความเข้าใจว่าสภาพแวดล้อมอย่างไร ให้กลิ่นและรสชาติออกมาแบบนี้ อันจะนำไปสู่ความสามารถในการวิศวกรรมกลิ่นหรือรสชาติ (Flavor Engineering) ต่อไปได้ เพื่อทำให้ GranMonte Smart Vineyard มีผลตอบแทนที่คุ้มค่ากับการนำเทคโนโลยีหลากหลายเหล่านั้นมาใช้

ไร่องุ่นอัจฉริยะ (Thailand Smart Vineyard ตอนที่ 2)

วันนี้มาเล่าต่อถึงไร่ไวน์อัจฉริยะกรานมอนเต้ (GranMonte Smart Vineyard) กันต่อนะครับ โครงการพัฒนาไร่ไวน์อัจฉริยะนี้ เกิดจากแนวคิดที่ว่า ตลาดของไวน์ที่บริโภคกันในประเทศไทยนั้น มีมูลค่านับพันล้านบาท แต่มักเป็นไวน์ที่นำเข้าจากต่างประเทศเป็นหลัก ทั้งๆ ที่ประเทศไทยมีสวนไวน์และมีไวน์รสชาติดีผลิตออกมาไม่ต่ำกว่าสิบแบรนด์ แต่ที่ผ่านมา ภาครัฐกลับไม่สนับสนุนผู้ประกอบการไทย ปล่อยให้ผู้ประกอบการไทย รวมตัวกันเองเพื่อพัฒนาไวน์ไทยให้ก้าวหน้าแข่งกับต่างประเทศ ท่ามกลางอุปสรรคหลายๆเรื่อง รวมทั้งการที่หน่วยงานบางหน่วยงาน เช่น สำนักงานกองทุนสนับสนุนการสร้างเสริมสุขภาพ หรือ สสส. มา Lobby รัฐบาลให้เพิ่มกฎระเบียบซ้ำเติมเข้าไปอีก โดยขาดความเข้าใจว่า ไวน์เป็นเครื่องดื่มที่ขาย Aroma ไม่ใช่อัลกอฮอล์ และก็เพราะเจ้า Aroma ที่มีเอกลักษณ์ของไวน์ไทยนี่เอง ที่ทำให้น่าสนใจว่า ไวน์ไทยอาจจะก้าวขึ้นไปอยู่ในระดับโลกได้ ในแง่ของความเป็น New Latitude Wine ดังนั้นจึงควรมีงานวิจัยของคนไทย เพื่อช่วยคนไทยด้วยกัน

ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรมที่มีการพึ่งพาธรรมชาติเป็นหลัก มีการนำเทคโนโลยีมาช่วยเพิ่มผลผลิตอยู่บ้างแต่ก็เป็นเทคโนโลยีที่ไม่สูงนัก เช่น การใช้ปุ๋ยเคมี การชลประทาน และการใช้งานจักรกลการเกษตร ในขณะที่เทคโนโลยีชั้นสูงอย่างเช่น ภูมิสารสนเทศ และ เซ็นเซอร์ตรวจวัดสภาพล้อมรอบ อาจถูกมองว่าไม่คุ้มค่าเมื่อเทียบกับราคาพืชผลที่ขายได้ อย่างไรก็ดี พืชหลายชนิดมีราคาค่อนข้างสูงอย่างเช่น ชา กาแฟ และ องุ่นเพื่อทำไวน์ เป็นต้น พืชเหล่านี้ต้องการการดูแลเอาใจใส่เป็นพิเศษ การนำเทคโนโลยีชั้นสูงมาใช้สามารถช่วยเพิ่มมูลค่าของสินค้าที่เกิดจากพืชเหล่านี้ ทำให้คุ้มค่าต่อการนำมาใช้งาน ดังนั้นการพัฒนาเทคโนโลยีการเกษตรแม่นยำสูง (Precision Farming) จึงน่าที่จะลงทุนให้เกิดขึ้นในประเทศไทยเป็นอย่างยิ่ง



ราคาของไวน์นั้นขึ้นกับความพึงพอใจของผู้บริโภคที่มีต่อกลิ่นและรสชาติของมัน ดังนั้นการขายผลิตภัณฑ์เหล่านี้จึงเท่ากับเป็นการขายโมเลกุลหอมระเหย (Aroma Molecules) ที่มีอยู่ในพืชเหล่านี้ กลิ่นและรสชาติของไวน์ ขึ้นอยู่กับชนิด จำนวน และอัตราส่วนของโมเลกุลหอมระเหยที่มีอยู่ ซึ่งผันแปรไปตามพันธุ์ที่ปลูก สภาพของดิน การให้ปุ๋ย การให้น้ำ แสงแดดที่ได้รับ สภาพภูมิอากาศในแปลงปลูก การควบคุมให้รสชาติของผลิตภัณฑ์ให้คงที่จึงเป็นเรื่องที่ยากและท้าทายมาก ดังจะเห็นได้จากไวน์ที่ผลิตออกมาจากไร่เดียวกันแต่ต่างปีก็จะมีรสชาติที่แตกต่างกัน ทำให้ราคาแตกต่างกันได้อย่างเหลือเชื่อ เช่นไวน์ยี่ห้อ ชาโต้ ลาตูร์ (Château Latour) ปี 1992 ขายกันในราคาขวดละ 7,000 บาท ในขณะที่ของปี 1990 กลับมีราคาสูงถึง 30,000 บาท โดยที่ไวน์ที่ผลิตในปีก่อนหน้าเพียงแค่ปีเดียวนั้นขายกันในราคาเพียง 10,000 บาทเท่านั้น ความแตกต่างในรสชาติอันเนื่องมาจากการมีอัตราส่วนของโมเลกุลหอมระเหยในน้ำไวน์ที่แตกต่างกันนี้ ไม่ใช่เรื่องของอุปาทาน แต่อธิบายได้ด้วยวิทยาศาสตร์และการนำเทคโนโลยี Smart Vineyard เข้ามาใช้งานน่าจะช่วยในเรื่องความเข้าใจ ความสัมพันธ์ระหว่างกลิ่นและรสของไวน์ กับ ปัจจัยแวดล้อมเหล่านั้น เพื่อที่ผู้ประกอบการจะสามารถวิศวกรรมกลิ่นของไวน์ (Aroma Engineering) ให้เป็นไปตามที่ตลาดต้องการได้มากที่สุด

(ภาพบน - ทิวทัศน์อันสวยงามของไร่ GranMonte เสน่ห์ที่ไร่ไวน์ระดับโลกอย่าง Napa Valley ยังเขินอาย)

ไร่องุ่นอัจฉริยะ (Thailand Smart Vineyard ตอนที่ 1)

ท่านที่เคยเดินทางไปเที่ยวเขาใหญ่ จะพบว่านอกจากความเป็นมรดกโลก (World Heritage) ที่น่าภาคภูมิใจแล้ว เขาใหญ่ยังเป็นแหล่งท่องเที่ยวที่เน้นการท่องเที่ยวเชิงประสบการณ์ (Experience Tourism) ซึ่งเป็นการท่องเที่ยวแนวใหม่ที่มุ่งทำให้นักท่องเที่ยว ได้รับประสบการณ์ตรงจากสถานที่ท่องเที่ยวนั้น การท่องเที่ยวเชิงประสบการณ์จะทำให้นักท่องเที่ยวได้รับการพัฒนาตนเองขึ้นเรื่อยๆ และเกิดความรู้สึกผูกพันกับสถานที่ท่องเที่ยวแห่งนั้น จนต้องกลับไปอีกหลายๆ ครั้ง เขาใหญ่มีสถานที่ท่องเที่ยวเชิงประสบการณ์หลายแห่ง เช่น ฟาร์มโชคชัย ที่ยิงความรู้สึกความเป็นคาวบอยให้เข้าไปในหัวใจของเราทุกครั้งที่ไปเยือน ไร่ทองสมบูรณ์ที่มีเครื่องเล่นแบบผจญภัย รีสอร์ทหลายแห่งที่ให้ความรู้สึก ผสมผสานระหว่างการพักผ่อน กับ ความสนุกตื่นเต้น หลายคนอาจจะรู้จักไร่ไวน์กรานมอนเต้ (GranMonte) ที่เขาใหญ่ ไร่ไวน์แนวบูติคน่ารัก ที่ทำให้คนไทยเริ่มหลงใหล และอยากดื่มไวน์ไทย ไร่ไวน์แห่งนี้มีความลงตัวทั้งวิวทิวทัศน์ที่งดงาม รสชาติของไวน์ที่ได้มาตรฐานสากล ความเป็นกันเองของเจ้าของไร่ นักท่องเที่ยวที่ได้ไปเยือนจะได้ความรู้ ได้ประสบการณ์ว่า ในการที่จะได้ไวน์ดีๆ ออกมาสักขวดหนึ่งนั้น จะต้องผ่านการดูแล เอาใจใส่ขนาดไหน


ณ วันนี้ ไร่ไวน์กรานมอนเต้ ได้ผ่านร้อนผ่านหนาวมาถึง 10 ปี ได้สร้างชื่อเสียงโดยไปคว้ารางวัลระดับนานาชาติหลายรางวัล จนนักดื่มต่างชาติเริ่มรู้จักไวน์ไทย และให้การยอมรับ และในปี พ.ศ. 2551 นี้ ไร่ไวน์กรานมอนเต้ จะมุ่งสู่การเป็นไร่ไวน์อัจฉริยะ (Smart Vineyard) แห่งแรกในภูมิภาคเอเชีย เพื่อไปสู่ไร่ไวน์อัจฉริยะแห่งแรกของโลกที่ใช้เทคโนโลยีครบวงจร ทั้ง Information Technology, Smart Viticulture, Sensor Networks, RFID, GIS, Radio-Controlled, Experience Tourism Technology, Robotics, Agro-informatics และ Nanotechnology

โครงการ ไร่ไวน์อัจฉริยะ-กรานมอนเต้ (GranMonte Smart Vineyard) เป็นการประยุกต์และใช้งานเทคโนโลยี Precision Farming / Smart Farm ในไร่ไวน์ โครงการนี้เป็นการผสมผสาน เทคโนโลยีหลายๆ ชนิด เพื่อให้เจ้าของไร่ไวน์ หรือผู้จัดการฟาร์ม สามารถเฝ้าติดตาม ความเป็นไปภายในไร่ จากอินเตอร์เน็ต และ โทรศัพท์มือถือ โดยอาศัยเทคโนโลยี Multi-functional and Multi-dimensional Sensors ซึ่งจะตรวจสภาพอุณหภูมิในอากาศ และดิน ความชื้นในอากาศและดิน ความเร็วและทิศทางลม ปริมาณน้ำฝน พลังงานแสง ความเคลื่อนไหวของมวลอากาศ ความเป็นไปในไร่จาก Image Array สภาพทางเคมีของดิน คุณภาพขององุ่นและไวน์ จาก Electronic Nose รวมไปถึงการนำ RFID ไปใช้ดูแลกิจกรรมในไร่ การพัฒนาซอฟต์แวร์ช่วยตัดสินใจ Decision Support System การบูรณาการข้อมูลภูมิสารสนเทศ และ อุตุนิยมวิทยาทั้งระดับไร่ และระดับภูมิภาค โดยมีเป้าหมายทำให้เกิด ไร่ไวน์อัจฉริยะ (Smart Vineyard)


โครงการนี้ได้รับการสนับสนุนงบประมาณวิจัยจาก มหาวิทยาลัยมหิดล และ NECTEC โดยได้รับการเอื้อเฟื้อด้านสถานที่ แรงบันดาลใจ (Mental Support) องค์ความรู้ด้านการปลูก และดูแลไร่ไวน์ จาก คุณวิสุทธิ์ โลหิตนาวี คุณสกุณา โลหิตนาวี และ คุณนิกกี้ โลหิตนาวี เจ้าของไร่ไวน์ GranMonte เขาใหญ่ นครราชสีมา

Intelligent Greenhouse - ระบบโรงเรือนอัจฉริยะ (ตอนที่ 2)

วันนี้ผมขอมาเล่าต่อนะครับ ในโอกาสที่ได้ไปสังเกตการณ์ การประชุมระดมสมอง เพื่อจัดทำแผนที่เทคโนโลยีเกษตรอิเล็กทรอนิกส์ (Agritronics) เพื่อ กล้วยไม้ ลำไย และปลาบึก ที่มหาวิทยาลัยแม่โจ้ จังหวัดเชียงใหม่ เมื่อวันที่ 10-11 มกราคม 2551 ในวันที่สอง ก็ได้ไปเยี่ยมชม สวนพฤกษศาสตร์สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ สำหรับสวนพฤกษศาสตร์แห่งนี้ ผมถือว่าเป็น Fan Club คนหนึ่งเลยทีเดียว เนื่องจากได้ไปเยี่ยมชมหลายครั้งแล้ว ทั้งหน้าร้อน หน้าฝน หน้าหนาว ที่นั่นมีโรงเรือนหลายแบบ ตั้งแต่ ร้อนแห้งแบบทะเลทราย ไปถึงชุ่มเย็นแบบป่าฝน มีโรงเรือนสำหรับไม้ใบ ไม้ดอก บัวและพืชชุ่มน้ำ โรงเรือนป่าฝนนั้นมีขนาดใหญ่อลังการมาก ถึงขนาดข้างในมีน้ำตก และบันไดเวียนเพื่อดูบรรยากาศข้างในโรงเรือน มีระบบปล่อยไอน้ำเพื่อควบคุมความชื้น หลังคาปรับเปิดปิดเพื่อควบคุมความเข้มแสง โรงเรือนชนิดนี้สร้างโดยประเทศฝรั่งเศส มีเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ ความชื้น และปริมาณแสง อย่างไรก็ตามเซ็นเซอร์บางตัวก็เสียหายไม่ทำงานแล้ว การเปลี่ยนชุดเซ็นเซอร์มีราคาค่างวดที่แพง เนื่องจากหมดสัญญาดูแลแล้ว ดังนั้นทางสวนพฤกษศาสตร์จึงอยากให้ NECTEC เข้ามาช่วยเหลือในเรื่องของระบบเซ็นเซอร์

ผม และ คณะเดินทางที่ไปด้วยกัน ได้แก่ ดร. อดิสร ดร.ปิยะวุฒิ และ ดร. อุทัย ยังได้มีโอกาสไปดูสวนกล้วยไม้ของสวนพฤกษศาสตร์ ซึ่งเป็นโรงเรือนแบบเปิด ซึ่งเป็นที่เพาะเลี้ยงและอนุรักษ์กล้วยไม้ป่าจำนวนมาก ทางสวนฯ มีดำริจะให้มีการติดตั้งเซ็นเซอร์ เพื่อ monitor สภาพล้อมรอบที่แตกต่างกันในบริเวณโรงเรือน ที่มีพื้นที่กว้าง มีร่มเงาแตกต่างกัน รวมไปถึงการเล่นระดับความสูง ที่ทำให้มี micro-climate หรือ micro-environment แตกต่าง ซึ่งจะมีความเหมาะสมกับกล้วยไม้แต่ละพันธุ์แตกต่างกันไป ผมได้จินตนาการถึงระบบเซ็นเซอร์ตรวจสอบสภาพในเรือนกล้วยไม้ ที่ interactive กับผู้ดูแลผ่านโทรศัพท์มือถือ ก่อนจะกลับเราก็ได้ตั้งใจ และวางพันธะสัญญาต่อกันในคณะเดินทางว่า จะกลับมาใหม่ พร้อมกับเทคโนโลยีเพื่อมาติดตั้ง ณ ที่นี่ให้ได้

(ภาพด้านบน - Greenhouse ที่น่าตื่นตาตื่นใจ ภายใน สวนพฤกษศาสตร์สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ อ. แม่ริม จ. เชียงใหม่)

สัตว์เลี้ยงในฟาร์มไม่โง่

ท่านผู้อ่านหลายๆท่าน ที่มีประสบการณ์ในการเลี้ยงสุนัข ก็คงจะเคยคุยกับเขาด้วยภาษามนุษย์ สุนัขเป็นสัตว์เลี้ยงที่ฉลาด และสอนให้ทำนู่นทำนี่ได้ แถมน่ารักอีกด้วย แต่จริงๆแล้วก็เคยมีงานวิจัยหลายๆเรื่อง ที่พยายามบอกว่าพวกสัตว์เลี้ยงในฟาร์มที่เราใช้รับประทานกันนั้น ก็มีความเฉลียวฉลาดพอดู มีงานวิจัยจำนวนหนึ่งที่พิสูจน์ว่าหมูฉลาดกว่าหมาเสียอีก Jack Russel นักวิจัยที่ Babraham Institute ที่เมืองแคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษได้กล่าวว่า "หมูฉลาดครับ มันเป็นสัตว์ขี้สงสัย และก็ช่วยตัวเองได้ดีทีเดียว มันชอบสูดดมหานู่นหานี่ สำรวจไปทั่ว และก็ชอบตระเวณไปเรื่อยเหมือนเด็กซุกซน" งานวิจัยของเขายังบอกว่าไก่เลี้ยงในฟาร์มสามารถฝึกให้มันช่วยเหลือตัวเอง ปรับอุณหภูมิร้อนหนาวในคอกเลี้ยงได้ Professor Donal Broom แห่งมหาวิทยาลัยแคมบริดจ์ได้ทำงานวิจัยเรื่องวัวจนได้ผลสรุปว่า วัวเป็นสัตว์ที่มีความฉลาด มันพัฒนาความสัมพันธ์แบบเพื่อนกับมนุษย์ได้ ทั้งยังพบว่ามันตื่นเต้นที่รู้ว่ามันได้เรียนรู้อะไรเพิ่มเติม หรือว่าได้แก้ปัญหาอะไร

ผมยังจำได้ว่าตอนเด็กๆ อายุสัก 7-8 ขวบ ตอนที่ผมไปเที่ยวบ้านคุณย่าที่จังหวัดเพชรบุรีช่วงปิดเทอม ผมได้วิ่งไปดูเขามาต้อนฝูงวัวขึ้นรถบรรทุก พวกมันวิ่งหนีสุดชีวิต ตอนถูกจับ มันกรีดร้องหากันอย่างน่าเวทนา ผมเข้าไปดูพวกมันใกล้ๆ เห็นน้ำตาที่ไหลออกจากดวงตาของพวกมัน ผมถามคนแถวนั้นว่ามันร้องไห้ทำไม เขาบอกว่ามันรู้ว่าจะถูกนำไปฆ่าที่โรงฆ่าสัตว์ ซึ่งก็ทำให้ผมเลิกกินเนื้อวัวนับตั้งแต่นั้น

รู้อย่างนี้ว่าสัตว์เลี้ยงในฟาร์มที่เราๆ ท่านๆ รับประทานกันอยู่นั้นไม่โง่เลย ทำให้พาลไปถึงคำถามว่า เราควรกินเนื้อสัตว์พวกนี้มั้ย .... Jane Goodall ผู้บุกเบิกศึกษาเรื่องลิงชิมแปนซีบอกว่า "ฉันเลิกทานเลยเมื่อรู้อย่างนี้ ที่คนอื่นๆยังทานอยู่ก็เพราะเขาไม่ได้ค่อยได้คิดเรื่องนี้ดีๆนัก" ด้วยเหตุที่สัตว์เลี้ยงในฟาร์มฉลาดอย่างนี้นี่เองมั๊งครับ เลยทำให้สหภาพยุโรปเริ่มจะเข้มงวดกับผู้ส่งออกไก่จากประเทศไทยกันแล้ว ว่าต้องเลี้ยงให้ดีๆ ให้คำนึงสวัสดิภาพสัตว์เลี้ยงด้วย ซึ่งเทคโนโลยี Smart Farm สามารถเข้ามาช่วยในเรื่องนี้ได้ครับ ......

Intelligent Greenhouse - ระบบโรงเรือนอัจฉริยะ (ตอนที่ 1)

เมื่อช่วงต้นปี 2551 ระหว่างวันที่ 10-11 มกราคม ผมได้มีโอกาสเข้าร่วมการประชุมระดมสมอง เพื่อจัดทำแผนที่เทคโนโลยีเกษตรอิเล็กทรอนิกส์ (Agritronics) เพื่อ กล้วยไม้ ลำไย และปลาบึก ที่มหาวิทยาลัยแม่โจ้ จังหวัดเชียงใหม่ ซึ่งเขาก็พาไปดูระบบโรงเรือน 2 ที่ ที่แรกก็คือ โครงการวิจัยและพัฒนาการผลิตกล้วยไม้เชิงอุตสาหกรรม ในพระดำริสมเด็จพระเจ้าลูกเธอเจ้าฟ้าจุฬาภรณวลัยลักษณ์ โรงเรือนที่เขาใช้เพาะเลี้ยงกล้วยไม้มี 2 แบบ คือ โรงเรือนแบบปิด กับ โรงเรือนแบบเปิด โรงเรือนที่นั่นเป็นแบบปิด สามารถควบคุมอุณหภูมิ ความชื้น ป้องกันแมลงเข้าไปในโรงเรือน โดยโรงเรือนเป็นโครงเหล็ก ใช้วัสดุพลาสติกครอบทั้งด้านข้าง และ หลังคา พลาสติกที่ใช้ครอบโรงเรือนเป็นพลาสติกที่ออกแบบมาให้มีความแข็งแรง มีความใสที่สามารถผ่าน สเปคตรัมของแสงที่พืชต้องการให้เข้าไปในโรงเรือน และกันช่วงความยาวคลื่นที่ไม่ต้องการออกไป พลาสติกที่ว่านี้จะต้องทนรังสี UV ด้วยนะครับ มิฉะนั้นมันจะกรอบอันเนื่องมาจาก โมเลกุลพอลิเมอร์เกิด Free Radicals เข้าทำปฏิกริยากันเป็น Crosslinked Chains ทำให้เสียสมบัติความยืดหยุ่นในที่สุด เท่าที่ผมดู โรงเรือนในศูนย์ก็ใช้กันมาประมาณ 4-5 ปีแล้ว พลาสติกที่ว่าก็เริ่มกรอบเสียหายแล้ว โรงเรือนที่ว่านี้ บริษัทในประเทศอิสราเอลเป็นคนประกอบและสร้างให้ อีกปัญหาที่พบคือ ตัวคอนโทรลที่เป็นอิเล็กทรอนิกส์ สำหรับควบคุมการเปิดปิดน้ำเย็น (เพื่อควบคุมให้กล้วยไม้ได้รับอุณหภูมิสม่ำเสมอ) เปิดพัดลมระบายอากาศ ได้เสียหายไม่สามารถทำงานได้ แต่ก็ยังสามารถทำงานด้วยระบบมืออยู่ครับ ทางวิศวกรผู้ควบคุมโรงเรือนได้ให้ความช่วยเหลือในการพาเข้าชม และตอบข้อสงสัยทุกอย่าง ท่านอยากให้มีเทคโนโลยีของคนไทยเพื่อนำมาใช้ทดแทนโรงเรือนของนอก หรืออย่างน้อยสร้างอะหลั่ยที่ใช้ทดแทนของที่เสียหาย เช่น พลาสติก เนี่ยผมไม่แน่ใจว่าเป็น Polycarbonate ผสมอนุภาคนาโนบางชนิดเพื่อทำให้เกิดความแข็งแรง และทนต่อ UV วัสดุที่ใช้เลี้ยงกล้วยไม้ก็น่าจะคิดทำในเมืองไทย เซ็นเซอร์ที่วัดอุณหภูมิ ความชื้น แสง และระบบควบคุมก็น่าจะทำได้ในเมืองไทย เช่นกัน

วันหลังจะมาเล่าต่อถึงอีกสถานที่ ที่ผมได้เป็นเยี่ยมชมนะครับ ........


(ภาพด้านบน - โรงเรือน หรือ Greenhouse มีความจำเป็นในประเทศที่มีอากาศหนาว เพื่อควบคุมให้สภาพในโรงเรือนมีความอบอุ่น เหมาะกับการปลูกพืช แต่ในประเทศไทยซึ่งเป็นประเทศที่มีอากาศร้อนนั้น จะต้องมีการดัดแปลงเทคโนโลยี เช่น สำหรับกล้วยไม้ จะต้องมีระบบทำความเย็น โดยจะปล่อยน้ำเย็นออกมาผ่านครีบระบายความร้อน แล้วอาศัยลมที่เกิดจากพัดลม ดูดอากาศเย็นให้มาผ่านกล้วยไม้)

Food Valley - หุบเขาแห่งอาหารของโลก

Silicon Valley เป็นโมเดลของเมืองสมัยใหม่ ที่วิถีชีวิต เศรษฐกิจ สังคม วัฒนธรรม ขับเคลื่อนไปข้างหน้าอย่างมีชีวิตชีวา ด้วยธุรกิจที่เปี่ยมด้วยนวัตกรรม มันเป็นเมืองไฮเทคที่ใครๆ ก็อยากเป็น บริษัทชื่อดังของโลกที่มีสำนักงานใหญ่อยู่ใน Silicon Valley ที่สมควรกล่าวถึงก็เช่น Adobe, AMD, Agilent, Apple, Asus, Cisco, eBay, Google, HP, Intel, Maxtor, National Semiconductor, Oracle, SanDisk, Sun, Symantec, Yahoo ประเทศไทยก็เคยฝันว่าจะมีเมืองไฮเทคแบบนี้ เช่น โครงการ Software City ที่เคยคิดว่าจะให้ เชียงใหม่ ขอนแก่น ภูเก็ต เป็นเมืองแห่งการพัฒนาซอฟต์แวร์ เป็นเมืองที่ขับเคลื่อนด้วย Knowledge Based Economy

การจะเลียนแบบไปสร้าง Silicon Valley ที่อื่นนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย แต่เนเธอร์แลนด์ หรือ ที่คนไทยรู้จักกันในชื่อ ฮอลแลนด์ ประเทศที่มีพื้นที่เพียง 41,500 ตารางกิโลเมตร ประชากรแค่ 16.6 ล้านคน กลับสามารถท้าทายความฝันนี้ และสามารถสรรสร้างเมืองแห่งธุรกิจไฮเทคให้เกิดขึ้นได้ ในนามของ Food Valley

Food Valley เป็นเมืองแห่งนวัตกรรมที่เป็นที่ตั้งของบริษัทไฮเทคกว่า 1,500 บริษัท และแรงงานฝีมือระดับสูงกว่า 15,000 ชีวิต บริษัทเหล่านี้เป็นบริษัทผลิตสินค้านวัตกรรมที่เน้นทางด้านอาหาร โดยเป้าหมายที่ต้องการให้ประเทศเนเธอร์แลนด์ เป็นศูนย์กลางด้านอาหารของโลก ขอยกตัวอย่างบริษัทที่มีที่ตั้งอยู่ใน Food Valley ก็เช่น Heinz, Heineken, Campina, Smithfield, Unilever, CP Kelco, Nestle, Sobel, Mead Johnson, Masterfoods, Givaudan, Grolsch, Monsanto, Abbott, Numico นอกจากนั้นแล้วที่นี่ยังมี Research Centers อยู่อีก 21 แห่ง ซึ่งจะทำหน้าที่ค้นคว้า วิจัย และพัฒนาองค์ความรู้ใหม่ๆ ทางด้านอาหาร รวมทั้งมีมหาวิทยาลัย Wageningen ที่ทำหน้าที่ผลิตบุคลากรให้อีกด้วย มี Business Incubator ที่ทำหน้าที่บ่มเพาะธุรกิจใหม่ๆ ไม่ว่าจะเป็น ชุดตรวจสอบอาหาร ระบบนำส่งอาหารด้วยนาโนแค็ปซูล RFID สารอาหารบำรุง เป็นต้น มีบริษัททางด้าน Venture Capital เพื่อทำหน้าที่สนับสนุนทางการเงินเพื่อให้เกิดธุรกิจใหม่

น่าเสียดายที่ประเทศไทย ซึ่งเป็นแหล่งผลิตอาหารขนาดใหญ่ของโลก กลับเป็นได้แค่ครัวของโลก เพราะไม่สามารถจะผันตัวเองให้ไปอยู่บนยอดของปิระมิดอาหาร ในแบบที่เนเธอร์แลนด์กำลังจะเป็น ........ Food Valley of the World

(คลิ๊กที่รูป เพื่อดูภาพเต็มแบบมีรายละเอียด)

Electronic Nose for Food Industry (ตอนที่ 4 ตอนจบ)

· การเก็บรักษาอาหาร ปัจจุบันผู้ผลิตพยายามคิดค้นและพัฒนาวิธีการเก็บรักษาคุณภาพอาหารให้อยู่ได้นานๆ โดยรสชาติไม่เปลี่ยนแปลง จมูกอิเล็กทรอนิกส์สามารถนำมาใช้วิเคราะห์รสชาติอาหารได้อย่างรวดเร็ว ทำให้งานวิจัยและพัฒนาทำได้ทันความต้องการ เช่น มีการศึกษาการเก็บไข่ปลาคอท โดยใช้จมูกอิเล็กทรอนิกส์ประเมินกลิ่นที่เปลี่ยนแปลงไปตามระยะเวลาต่างๆ การจำแนกกลิ่นของผลอัลมอนด์ที่ปลูกในถิ่นแตกต่างกัน ซึ่งจะทำให้รสชาติแตกต่างกัน

· ผลิตภัณฑ์จากนม ประเทศอุตสาหกรรมเกษตรหลายประเทศในยุโรป เริ่มมีการนำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาใช้ในการควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่มาจากนม เช่น นมสด เนย โยเกิร์ต

· ผลิตภัณฑ์ปรุงรส ในประเทศญี่ปุ่นได้มีการนำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาใช้ควบคุณคุณภาพซีอิ๊ว ซึ่งก็พบว่าสามารถทำงานได้ค่อนข้างดี สำหรับประเทศไทยซึ่งเป็นผู้ผลิตซ็อสปรุงรสรายใหญ่ของโลก รวมทั้งน้ำปลา จึงน่าจะมีงานประยุกต์ในอุตสาหกรรมประเภทนี้ได้หลากหลายทีเดียว ซึ่งปัจจุบันในการผลิตน้ำปลาของไทย ยังคงใช้นักชิมเป็นผู้ตรวจสอบคุณภาพการหมักเป็นหลัก ซึ่งก็มีปัญหาความเที่ยงตรงอยู่พอสมควร

· สมุนไพร และผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ เป็นหัวข้อที่เพิ่งจะได้รับความสนใจไม่นาน โดยมีการลองนำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาใช้จำแนกพืชพรรณ ที่ให้ผลิตภัณฑ์กลิ่น ซึ่งเป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมอาหารและยา ซึ่งจมูกอิเล็กทรอนิกส์สามารถนำมาใช้กำหนดคุณภาพและราคาของวัตถุดิบดังกล่าวได้ ก่อนนำมาสกัดสารออกฤทธิ์ที่อยู่ในต้นพืช

· ชาและกาแฟ ปัจจุบันประเทศไทยเป็นทั้งผู้ผลิตและผู้บริโภคชาและกาแฟรายใหญ่ ทำให้การประเมินคุณภาพวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์มีความสำคัญ งานวิจัยจำนวนมากระบุว่าจมุกอิเล็กทรอนิกส์ค่อนข้างใช้ได้ดีกับผลิตภัณฑ์จำพวกนี้ กว่าเครื่องมือตรวจวิเคราะห์ชนิดอื่น เนื่องจากจมูกอิเล็กทรอนิกส์เลียนแบบจมูกมนุษย์ ผลการวิเคราะห์จากจมูกอิเล็กทรอนิกส์จะสัมพันธ์กับจมูกของคนเรา ซึ่งจะสามารถระบุความหอม น่าดื่มของชาและกาแฟได้ ปัจจุบันคณะวิจัยของไทยเราก็กำลังศึกษาเรื่องนี้อยู่

· ผลิตภัณฑ์สกัดจากพืช เช่น น้ำมันพืช น้ำมันไบโอดีเซล ก็สามารถใช้จมูกอิเล็กทรอนิกส์ประเมินคุณภาพได้ดีเช่นกัน เนื่องจากผลิตภัณฑ์ประเภทนี้จะมีสารหอมระเหยในอัตราส่วนที่ค่อนข้างสูง

นอกจากนั้นเทคโนโลยีของจมูกอิเล็กทรอนิกส์อาจนำไปใช้ผสมผสานกับเทคโนโลยีอื่นๆได้อีก เช่น นำไปติดกับหุ่นยนต์ทำให้หุ่นยนต์มีอวัยวะสัมผัสด้านกลิ่น การนำเซ็นเซอร์รับกลิ่นไปรวมกับเทคโนโลยีขี้ผงอัจฉริยะ (Smart Dust) ทำให้สามารถตรวจสอบเชื้อโรค สิ่งแปลกปลอม ในฟาร์มปศุสัตว์หรือโรงงานอุตสาหกรรม เป็นต้น ด้วยอภิคุณประโยชน์ของจมูกอิเล็กทรอนิกส์นี่เอง ประเทศต่างๆทั้งในยุโรป สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น แม้แต่ประเทศกำลังพัฒนาอย่างบราซิลและอาร์เจนตินาซึ่งมีความหลากหลายทางชีวภาพสูง ล้วนแล้วแต่ขะมักเขม้นทำวิจัยทางด้านนี้ โดยเฉพาะยุโรปได้ก่อตั้งเครือข่ายจมูกอิเล็กทรอนิกส์ขึ้นมาถึง 2 เครือข่ายเพื่อต้องการรักษาความเป็นผู้นำต่อไป ประเทศไทยซึ่งมีความหลากหลายทางด้านทรัพยากรชีวภาพ เป็นผู้นำในการผลิตอาหารของโลกเองดูจะยังหลับใหลในเรื่องเหล่านี้ ทั้งๆที่การพัฒนาเทคโนโลยีของจมูกประดิษฐ์นั้นความได้เปรียบอยู่ที่ความเป็นเจ้าของปัญหาหรือสารตัวอย่าง ซึ่งประเทศไทยมีให้ศึกษาได้มากมาย เอาแค่เรื่องอาหารอย่างเดียว เราก็มีงานประยุกต์ให้ใช้จมูกอิเล็กทรอนิกส์มากกว่าทุกประเทศในยุโรปแล้ว

Electronic Nose for Food Industry (ตอนที่ 3)

งานประยุกต์ของจมูกอิเล็กทรอนิกส์นั้นมีได้มากมาย จะขอยกตัวอย่างแนวทางและความเป็นไปได้ในการนำมาใช้งาน ซึ่งส่วนหนึ่งมีผู้รายงานไว้ในวารสารวิชาการในต่างประเทศไว้แล้ว และส่วนหนึ่งมาจากการสำรวจของคณะวิจัยในประเทศไทยเอง

• การวัดความสุกของผลไม้ จากรายงานผลการวิจัยนั้น ได้มีการนำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาจำแนกระดับความสุกของผลไม้หลายชนิดแล้ว เช่น กล้วย ส้มจีน บลูเบอรี่ เป็นต้น โดยในการใช้งานสามารถทำได้ด้วยวิธีง่ายๆ คือ นำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาสูดดมกลิ่นจากผลไม้ ซึ่งก็พบว่า กล้วยหอมมีความสุกถึง 7 ระดับ โดยระดับความสุกที่ 5-6 เป็นความสุกที่รสชาติของกล้วยหอมนั้นดีที่สุด สำหรับส้มจีนนั้นมีความสุกอยู่ 4 ระดับ ซึ่งผู้วิจัยพยายามศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการรักษา Shelf Life ของมันให้ได้นานโดยการตรวจคุณภาพจากกลิ่นของมัน

• การควบคุมคุณภาพของไวน์และเครื่องดื่มอื่นๆ เป็นหัวข้อที่ฮิตที่สุดในการใช้งานจมูกอิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะในยุโรปมีการนำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาใช้ในการควบคุมคุณภาพไวน์ พบว่า จมูกอิเล็กทรอนิกส์สามารถจำแนกยี่ห้อของไวน์ได้ หรือแม้แต่สามารถจำแนกไวน์แบรนด์เดียวกันแต่ผลิตในปีที่ต่างกัน ดังนั้นจมูกอิเล็กทรอนิกส์จึงสามารถจำแนกไวน์แท้หรือปลอมแปลงได้อย่างรวดเร็ว ในประเทศญี่ปุ่นได้มีการลองนำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาใช้ในการควบคุมคุณภาพของเหล้าสาเก สำหรับประเทศไทย เรามีผลิตภัณฑ์เครื่องดื่มประเภทไวน์ และ สุรา นานาชนิด ทั้งประเภทเป็นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ และ OTOP จึงน่าจะมีการนำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาใช้เพื่อควบคุมคุณภาพในสายการผลิต เนื่องจาก จมูกอิเล็กทรอนิกส์ สามารถติดตั้งให้มีการใช้งานในรูปแบบออนไลน์ได้เลย ไม่เหมือนกับอุปกรณ์ตรวจวิเคราะห์ชนิดอื่นๆ ที่ต้องมีการจัดตั้งห้องปฏิบัติการทดลองขึ้นมาต่างหาก เช่น อาจมีการติดตั้งจมูกอิเล็กทรอนิกส์ในถังหมักเบียร์เพื่อประเมินระยะเวลาที่เหมาะสมในการหมักเบียร์ให้มีรสชาติคงที่ ซึ่งปัจจุบันต้องมีการคอยเก็บชิมเป็นระยะ

• การตรวจวัดความสดของปลา กุ้ง เนื้อสัตว์ จมูกอิเล็กทรอนิกส์สามารถจำแนกระดับความสดของเนื้อสัตว์ เช่น เนื้อวัว กุ้ง ปลาแซลมอน ปลาทูน่า เป็นต้น ทำให้ผู้ผลิตอาหารแช่แข็งส่งออก สามารถประเมินระดับความสดของผลิตภัณฑ์ได้ ในปัจจุบันการรับซื้อกุ้งหน้าโรงงานแช่แข็งของไทยมักจะใช้ “นักชิม” เพื่อทดสอบความสดของกุ้ง ซึ่งน่าจะมีการนำจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาช่วยในการตรวจสอบร่วมด้วย เพื่อให้เกิดความมั่นใจมากขึ้น เนื่องจากจมูกมนุษย์จะไม่ได้กลิ่นไอโมเลกุลหลายชนิด ที่ปลอมปนมากับเนื้อกุ้ง

(ภาพขวามือ - ภาพไวน์ GranMonte ไวน์คุณภาพ ที่ผลิตจากสวนไวน์บูติค บริเวณเขาใหญ่แหล่งมรดกโลก กำลังสร้างชื่อในระดับนานาชาติ)

Electronic Nose for Food Industry (ตอนที่ 2)

จมูกอิเล็กทรอนิกส์ เป็นอุปกรณ์ที่เลียนแบบการทำงานของจมูกมนุษย์จริงๆ ก่อนอื่นต้องมาทำความรู้จักการทำงานของจมูกมนุษย์กันก่อน เมื่อคนเราสูดดมอากาศเข้าไป อากาศก็จะนำพาไอของโมเลกุลซึ่งอาจมีกลิ่นเข้าไปในโพรงจมูกของเรา ซึ่งกระแสลมแปรปรวน (Turbulence) ในโพรงจมูกจะช่วยทำให้ไอโมเลกุลนั้นเกิดการสัมผัสกับต่อมรับกลิ่นซึ่งอยู่บนเซลล์ประสาทรับกลิ่น โดยปลายข้างหนึ่งของเซลล์นี้จะไปรวมกันที่ต่อมรวมประสาท (Glomeruli) ซึ่งมันจะทำหน้าที่ขยายสัญญาณ (Amplifier) แล้วนำสัญญาณประสาทส่งไปสู่สมองส่วนที่เรียกว่า Olfactory Cortex การรับรู้กลิ่นเกิดจากการทำงานในระดับนาโน กล่าวคือ โมเลกุลของกลิ่นจะเกิดอันตรกริยาหรือจับตัวเข้ากับโมเลกุลรับกลิ่น (receptor) ซึ่งมีอยู่หลากหลายชนิด สมมติว่าเราดมกลิ่นทุเรียนเข้าไป ไอระเหยของทุเรียนนั้นมีโมเลกุลอินทรีย์นับสิบชนิด โมเลกุลอินทรีย์จากทุเรียนสามารถเข้าจับกับโมเลกุลรับกลิ่นในจมูก ก็จะเกิดรูปแบบขึ้นมา สมองก็จะจดจำว่าถ้ากลิ่นทุเรียนมาก็รู้ว่าเป็นทุเรียน ทีนี้ถ้าทุเรียนต่างชนิดกัน เช่น หมอนทอง กับ ชะนี ก็อาจมีชนิดของโมเลกุลอินทรีย์ต่างกัน ทำให้สมองจำรูปแบบได้ว่าเป็นทุเรียนคนละประเภท นี่คือคำอธิบายว่าทำไมสุนัขถึงจดจำเจ้าของได้ เพราะรูปแบบที่เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลกลิ่น-โมเลกุลรับกลิ่น มีความจำเพาะเจาะจงและซับซ้อน อีกทั้งยังมีความหลากหลายทำให้ไม่ซ้ำกัน


กล่าวโดยสรุป ระบบรับรู้กลิ่นของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมประกอบด้วย

1. ส่วนรับกลิ่นซึ่งรวมถึงตัวรับกลิ่นและระบบนำกลิ่นเข้ามา


2. ระบบนำสัญญาณประสาทซึ่งรวมถึงระบบส่งและขยายสัญญาณ


3. ระบบประมวลผลซึ่งจะสามารถแยกแยะและจดจำกลิ่นได้

จมูกอิเล็กทรอนิกส์ก็จะมีลักษณะที่เลียนแบบระบบรับรู้กลิ่นในธรรมชาติดังนี้

1. ส่วนรับกลิ่นประกอบไปด้วยตัวนำกลิ่นเข้ามาซึ่งอาจมีมอเตอร์ดูดอากาศ มีท่อรวบรวมกลิ่น (Concentrator) เพื่อให้กลิ่นมีความเข้มข้นสูงขึ้นและที่สำคัญที่สุดก็คือ เซ็นเซอร์รับกลิ่นจำนวนมาก ตั้งแต่ 4 ตัวไปจนถึงนับพันตัว


2. ส่วนรวบรวมสัญญาณ ซึ่งจะทำการแปรสัญญาณจากเซ็นเซอร์ (Tranducing) และทำการจัดการสัญญาณ (Signal Conditioning) เช่น ลดสัญญาณรบกวน จากนั้นก็จะแปลงสัญญาณจากอนาล็อกให้เป็นดิจิตอล (A/D Converter)


3. ส่วนประมวลผลซึ่งจะนำสัญญาณที่ได้รับมาทำการเปรียบเทียบเชิงสถิติกับฐานข้อมูลที่มีอยู่เดิม ซึ่งอาจจะใช้วิธีการระบบประสาทเทียม (Artificial Neural Networks) เพื่อทำการแยกแยะกลิ่น รวมไปถึงการเรียนรู้และจดจำรูปแบบของกลิ่น

Electronic Nose จะพยายามเลียนแบบธรรมชาติในแทบทุกด้าน ยกตัวอย่าง เวลาที่เราดมกลิ่นอะไรนานๆ จะเกิดความเคยชินและอาจไม่รู้สึกถึงกลิ่นนั้นๆในระยะเวลาหนึ่ง เช่น ถ้าเราเดินเข้าไปในห้องที่มีกลิ่นสีแล้วนั่งอยู่สักพัก เพื่อนที่เดินเข้ามามักจะถามว่า “นั่งอยู่ได้ยังไงไม่เหม็นสีหรือ?” ทั้งๆที่เราก็อาจไม่รู้สึกถึงกลิ่นเลย แต่ถ้าเราเดินออกมาสูดอากาศข้างนอกสักพักแล้วเดินกลับเข้าไปใหม่เราก็จะรับรู้ถึงกลิ่นสีได้อีก Electronic Nose ก็จะมีอาการเช่นเดียวกัน ถ้าเราเอามันมาดมกลิ่นทุเรียนแล้วเอาไปดมกลิ่นไวน์ทันที มันก็จะอาจจะไม่สามารถรับรู้กลิ่นไวน์ได้ดี เนื่องมาจากโมเลกุลกลิ่นทุเรียนได้เข้าไปจับกับตัวเซ็นเซอร์ ทำให้เซ็นเซอร์ไม่สามารถจับกับโมเลกุลกลิ่นอื่นๆ ที่เข้ามาใหม่ได้ จึงต้องมีวิธีการไล่กลิ่นเดิมออกไปด้วยการเป่าอากาศเข้าไปที่ตัวเซ็นเซอร์ นอกจากนั้น Electronic Nose ก็เหมือนจมูกมนุษย์ที่ต้องการการเรียนรู้ ตอนที่เราเกิดมานั้นเราแทบไม่มีข้อมูลของกลิ่นอยู่เลยในสมองของเรา เราต้องเรียนรู้ตั้งแต่เด็กๆว่าทุเรียนมีกลิ่นอย่างไร สตรอเบอรีมีกลิ่นอย่างไร Electronic Nose ก็เช่นเดียวกันที่ต้องการการฝึกฝน เพื่อให้สามารถจดจำแยกแยะกลิ่นได้ นักชิมไวน์ที่มีความเชี่ยวชาญในการจำแนกแยกแยะไวน์ชนิดต่างๆ ต้องอาศัยการฝึกฝนและสั่งสมประสบการณ์เป็นระยะเวลายาวนานนับสิบปี

Electronic Nose for Food Industry (ตอนที่ 1)

ระบบสัมผัสของมนุษย์นั้นมี ตา หู จมูก ลิ้น กาย ที่เราเรียกกันว่าสัมผัสทั้งห้า ซึ่งปัจจุบันเราก็ค่อนข้างมีความเข้าใจในประสาทสัมผัสต่างๆ เหล่านั้นเป็นอย่างดี ยกเว้น สัมผัสทางด้านกลิ่น ซึ่งเราเพิ่งจะเริ่มศึกษาและพัฒนาความเข้าใจพื้นฐาน การทำงานของมันเมื่อไม่นานมานี้เอง ทั้งนี้อาจจะเป็นเพราะว่า เราไม่ค่อยเห็นความสำคัญของมัน ทั้งๆ ที่ความสุขในชีวิตของมนุษย์เราในเรื่องการรับประทานอาหาร นั้นขึ้นอยู่กับการทำหน้าที่อย่างสมบูรณ์ของจมูก เพราะลิ้นที่รับรสนั้นบอกได้แต่เพียง หวาน เปรี้ยว ขม เค็ม เท่านั้น แต่จมูกต่างหากที่บอกว่าข้าวหน้าเป็ดต่างจากข้าวมันไก่อย่างไร อร่อยหรือว่าไม่ได้เรื่อง สำหรับสิ่งมีชีวิตอื่นๆนั้น การทำหน้าที่รับกลิ่นของจมูก หรือ ระบบสัมผัสไอโมเลกุล มีความสำคัญต่อการอยู่รอดเผ่าพันธุ์ของมันเลยทีเดียว

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดตั้งแต่สิ่งมีชีวิตชั้นต่ำอย่างแบคทีเรีย มาจนถึงสิ่งมีชีวิตชั้นสูงอย่างมนุษย์ ล้วนมีระบบสัมผัสที่ตอบรับกับโมเลกุลเคมีต่างๆที่มีอยู่รอบตัว (Molecular Sensing) ซึ่งมีความสำคัญกับการดำรงชีพ เช่น เป็นสัญญาณของอาหาร การจดจำถิ่นที่อยู่ เวลาของการผสมพันธุ์ ไปจนถึงสัญญาณเตือนภัยต่างๆ สิ่งมีชีวิตชั้นสูง เช่นมนุษย์นั้นได้พัฒนาระบบการรับรู้โมเลกุลเคมี จนก้าวหน้าไปอย่างมากทั้งระบบฮาร์ดแวร์ที่ประกอบด้วยต่อมรับกลิ่น ไปจนถึงระบบประสาทที่ส่งสัญญาณไปประมวลผลที่สมอง กับ ระบบซอฟท์แวร์ที่สามารถจดจำ ประมวลผล ในรูปแบบของความรู้สึกถึง “กลิ่นและรส” ได้ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิด เช่น หนูแฮมสเตอร์นั้น มียีนที่เข้ารหัสโปรตีนที่เป็นโมเลกุลรับกลิ่น (receptor) ถึง 1000 ยีน คิดเป็น 3% ของจีโนม (รหัสพันธุกรรมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต) ของมันเลยทีเดียว นั่นย่อมแสดงให้เห็นว่า ประสาทสัมผัสในเรื่องการรับรู้กลิ่นและไอระเหย มีความสำคัญเพียงใด

เมื่อคนเราสูดดมอากาศเข้าไป อากาศจะนำพาไอของโมเลกุลเข้าไปในโพรงจมูก ซึ่งกระแสลมแปรปรวน (Turbulence) ในโพรงจมูกจะช่วยทำให้ไอโมเลกุลนั้นเกิดการสัมผัสกับต่อมรับกลิ่น (Odor Receptor) ซึ่งอยู่บนเซลล์ประสาทรับกลิ่น โดยปลายข้างหนึ่งของเซลล์นี้จะไปรวมกันที่ต่อมรวมประสาท (Glomeruli) ซึ่งมันจะทำหน้าที่ขยายสัญญาณ แล้วนำสัญญาณประสาทส่งไปสู่สมองส่วนที่เรียกว่า Olfactory Cortex ทั้งนี้ด้วยความพยายามในการค้นคว้าวิจัยของผู้ได้รับรางวัลโนเบลทั้งสองท่าน คือ Richard Axel กับ Linda B. Buck ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาและการแพทย์ เมื่อปี ค.ศ. 2004 ทำให้เราทราบว่าเซลล์ประสาทรับกลิ่นแต่ละเซลล์นั้นจะมีโมเลกุลรับกลิ่นอยู่เพียงชนิดเดียวเท่านั้นจากเป็นพันชนิด เซลล์รับกลิ่นที่มีโมเลกุลรับกลิ่นชนิดเดียวกันจะส่งสัญญาณไปที่ต่อมรวมประสาทแบบเดียวกัน ทำให้สมองแยกแยะได้ว่าสัญญาณที่เข้ามานั้นมากจากเซลล์ที่มีโมเลกุลรับกลิ่นแบบไหน ซึ่งสมองก็ต้องทำการประมวลผลอย่างหนักเหมือนกัน เพราะมีประเภทของโมเลกุลรับกลิ่น (ยีน) เป็นพันชนิด มีเซลล์รับกลิ่นเป็นล้านเซลล์ ที่ส่งสัญญาณมายังท่อรวมสัญญาณนับหมื่นเส้น

ระบบการรับรู้กลิ่นนั้นมีความซับซ้อนมาก มนุษย์ที่ถูกฝึกมาโดยเฉพาะเช่น นักดมน้ำหอม อาจมีความสามารถจดจำกลิ่นได้ถึง 10,000 ชนิด สำหรับคนทั่วไปนั้นจะจดจำกลิ่นได้จำนวนในหลักร้อยหรือพันเท่านั้น โดยสามารถแยกแยะกลิ่นไปต่างๆนานา ตามประสบการณ์ของตน เช่น กลิ่นไหม้ กลิ่นเปรี้ยว กลิ่นวานิลลา กลิ่นโลหะ กลิ่นหืน กลิ่นกุหลาบ กลิ่นกาแฟ และอื่นๆ โดยจมูกมนุษย์นั้นมีข้อจำกัดที่ไม่สามารถจับกลิ่นที่มีน้ำหนักโมเลกุลที่หนักกว่า 300 ดาลตัน (หนักเท่าไฮโดรเจน 300 อะตอม) ทำให้ไม่สามารถดมกลิ่นที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง รวมทั้งก๊าซพิษหลายๆ ชนิด เช่น คาร์บอนมอนนอกไซด์ เป็นต้น อีกทั้งการระบุกลิ่นก็ไม่เที่ยงตรง แต่ละคนจะมีความรู้สึกไม่เท่ากัน ที่สำคัญที่สุดคือ ไม่สามารถระบุกลิ่นในเชิงปริมาณได้ รู้เพียงว่ากลิ่นแรงหรืออ่อนๆ เท่านั้น ดังนั้นจึงเกิดแนวคิดในการวิศวกรรมเรื่องระบบดมกลิ่นขึ้น โดยการเลียนแบบจมูกมนุษย์ด้วยการสร้างอุปกรณ์ที่เรียกว่า จมูกอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Nose) ขึ้นมา

Agriculture Version 2.0 (ตอนที่ 3)

Variable Rate Technology (VRT) หรือเทคโนโลยีการให้ปุ๋ย/น้ำ/ยาฆ่าแมลง ตามสภาพความแตกต่างของพื้นที่ โดยมักจะใช้ร่วมกับเทคโนโลยี GPS เช่น รถไถที่ให้ปุ๋ยแตกต่างกันตามสภาพความอุดมสมบูรณ์ของพื้นที่ โดยอาจมีการทำแผนที่ดิน (Soil Mapping) ก่อนหน้านี้ด้วยเครื่องสแกนหน้าดินที่ติด GPS จากนั้นข้อมูลสภาพดินจะถูกเก็บไว้ในแผนที่ แล้วส่งให้รถไถที่หยอดปุ๋ย โดยรถหยอดปุ๋ยที่ติด GPS จะรับข้อมูลว่า ณ ตำแหน่งใด ควรให้ปุ๋ย N, P และ K ในอัตราที่แตกต่างกันอย่างไร การให้ยาฆ่าแมลงก็อาจจะโปรแกรมให้มีความแตกต่างกันได้ ตามประวัติการระบาดของแมลง การให้น้ำก็สามารถใช้เทคโนโลยีนี้ได้เช่นกัน โดยอาจใช้ร่วมกับเทคโนโลยี Proximal Sensing


Crop Models and Decision Support System (DSS) เป็นเทคโนโลยีที่บูรณาการเทคโนโลยีทั้งหมด ที่กล่าวมาข้างต้นเข้าไว้ด้วยกัน เพื่อใช้ในการตัดสินใจว่าจะทำอะไรกับฟาร์ม เมื่อไร อย่างไร นอกจากนั้นเทคโนโลยีนี้ยังมีความสามารถในการทำนายด้วยว่าผลผลิตจะเป็นอย่างไรต่อไป โดยอาศัยข้อมูลจากอดีตว่าหาก ดิน น้ำ ฟ้า ฝน เป็นอย่างนี้ ผลผลิตของฟาร์มจะเป็นอย่างไร จริงๆ แล้วในอดีตนั้นบรรพบุรุษของเราได้อาศัยสิ่งที่เรียกว่า ภูมิปัญญาชาวบ้าน มาตลอด หากแต่ด้วยสภาพภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลงไปได้ทำให้วิธีการดังกล่าวไม่อาจใช้ได้ผลอีกแล้ว ระบบ DSS นี้จะทำการรวบรวมข้อมูลจากอดีตมาผสมกับข้อมูลแบบ Real Time ที่อ่านได้ในปัจจุบัน และอาจผสมผสานกับข้อมูลที่ได้จากหน่วยงานของรัฐ เพื่อเสนอให้เจ้าของฟาร์มทำการตัดสินใจอย่างใดอย่างหนึ่งกับฟาร์ม เช่น สถานีตรวจอากาศในฟาร์มอาจตรวจพบว่าจะมีฝนตก อีกทั้งข้อมูลพยากรณ์อากาศที่ดาวน์โหลดมาก็บ่งบอกฝนตกหนักด้วย ระบบ DSS ก็จะทำการตัดการให้น้ำ โดยมีการแจ้งเตือนต่อเจ้าของฟาร์มว่าจะมีฝนตกหนักในไม่ช้า เพื่อที่เจ้าของฟาร์มจะตัดสินใจเตรียมการเพื่อลดความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น ระบบ DSS อาจจะฉลาดเพิ่มไปอีกขั้น โดยอาจทำนายราคาพืชผลในปีนี้หรือปีต่อไปได้ ภายใต้สภาพอากาศที่เกิดขึ้น เพื่อนของผู้เขียน คือ ดร. กฤษณะเดช เจริญสุธาสินี ได้พัฒนาระบบนี้ให้สามารถทำนายผลผลิตของมังคุดได้ และกำลังร่วมกับผู้เขียน เพื่อพัฒนาระบบ DSS สำหรับสวนไวน์


อาชีพเกษตรกรที่เคยถูกปรามาสว่าเป็นงานที่ “หลังสู้ฟ้าหน้าสู้ดิน” กำลังจะเปลี่ยนไปเป็นอาชีพที่มีความสุขที่สุดในโลก ด้วยสโลแกนใหม่ “หลังนวดสปา หน้าดูจอ” อันเป็นผลมาจากการปฏิวัติเกษตรกรรมครั้งที่ 2 ที่จะนำเกษตรกรรมไปสู่ Agriculture Version 2.0 ………