31 สิงหาคม 2552

Robot Evolution - หุ่นยนต์วิวัฒน์ (ตอนที่ 3)


ศตวรรษที่ 20 เป็นศตวรรษของฟิสิกส์ การค้นพบอะตอม อิเล็กตรอน และกลศาสตร์ควอนตัม ได้นำมาสู่การปฎิวัติเทคโนโลยีที่ทำให้เรากินดูอยู่ดีทุกวันนี้ครับ แต่ศตวรรษที่ 21 เป็นศตวรรษของชีววิทยาครับ จริงๆ ก็ไม่ถูกเสียทีเดียว ต้องบอกว่า ศตวรรษที่ 21 เป็นศตวรรษของวิทยาศาสตร์แห่งชีวิต ซึ่งไม่ใช่แค่เรื่องของชีววิทยาเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงวิทยาศาสตร์ของจิตใจ (Mind Science) ด้วย อีกไม่นานหรอกครับ มนุษยศาสตร์และสังคมศาสตร์ ซึ่งห่างเหินและแยกกันอยู่จากวิทยาศาสตร์มานาน จะหวนกลับมารวมกับวิทยาศาสตร์อีกครั้ง มนุษยศาสตร์กับสังคมศาสตร์แบบเก่าจะสูญพันธุ์ เหลือแต่ มนุษยศาสตร์กับสังคมศาสตร์ที่เป็นวิทยาศาสตร์ครับ ใครไม่เชื่อลองไปดูที่ฮาร์วาร์ด (Harvard University) กับ MIT ทั้งสองมหาวิทยาลัยนี้ มีการวิจัยทางด้านมนุษยศาสตร์และสังคมศาสตร์ที่ล้ำหน้ามาก


ตั้งแต่ต้นศตวรรษนี้เป็นต้นไป คนเราจะถามตัวเองมากขึ้นว่า เราเป็นใคร มาจากไหน เกิดมาทำไม และอยู่เพื่ออะไร เราจะถามตัวเองมากขึ้นว่าเราอยู่โดดเดี่ยวในจักรวาลหรือเปล่า มี เรามีตัวตนจริงๆหรือว่าเป็นเพียงแค่โปรแกรมที่รันอยู่ใน computer simulation เราจะสงสัยมากขึ้นว่าเราสามารถที่จะชะลอความแก่เพื่อยืดอายุของเราเองให้ยาวนานออกไปเป็น 1000 ปีได้หรือไม่


คำถามหนึ่งที่เราจะถามมากขึ้น ซึ่งเราก็ไม่แน่ใจหรอกว่าเมื่อสิ้นศตวรรษนี้แล้วเราจะได้คำตอบ แต่การแสวงหาหนทางไปสู่คำตอบนี้ จะทำให้เราได้เทคโนโลยีใหม่ๆ ออกมาอีกมากมาย คำถามนั้นก็คือ ชีวิตคืออะไร ??? แล้วเราสามารถที่จะสร้างชีวิตขึ้นมาเองได้หรือไม่ ???

สิ่งที่เป็นข้อถกเถียงกันมานานแล้วก็คือ เราสามารถสร้างความ "มีชีวิต" ให้แก่หุ่นยนต์ได้หรือไม่ จริงๆแล้ว นักวิทยาศาสตร์ได้นิยามสิ่งมีชีวิตขั้นต่ำที่สุดก็คือแบคทีเรีย ในปัจจุบันนี้ เรามีศักยภาพในการสร้างแบคทีเรียสังเคราะห์ (Synthetic Bacteria) ได้แล้ว แต่เรายังไม่สามารถทำหุ่นยนต์ให้มีชีวิตได้ตามนิยามของสิ่งมีชีวิต แบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตแต่ไม่มีจิตใจ ไม่มีความรู้สึก ไม่มีอารมณ์ แต่ดูเหมือนตอนนี้เรามีความสามารถในระดับหนึ่งที่จะสร้างอารมณ์ให้หุ่นยนต์ ซึ่งเป็นพื้นฐานเบื้องต้นไปสู่การทำให้มันมีจิตใจ

ศาสตราจารย์ รอดนีย์ บรูคส์ (Rodney Brooks) นักวิจัยทางด้านหุ่นยนต์ศาสตร์แห่ง MIT กล่าวว่า "พวกเราเองก็เป็นจักรกลเหมือนกันครับ ไม่ต่างจากพวกหุ่นยนต์หรอกครับ เพียงแค่ชิ้นส่วนของเราทำมาจากวัสดุชีวภาพก็แค่นั้นเอง" ท่านเชื่อว่าไม่เพียงแต่เนื้อหนังของเราเท่านั้นที่มีความเป็นจักรกล อารมณ์และความรู้สึกก็ใช่ด้วย เพราะอารมณ์ต่างๆ เช่น ความเศร้าโศกเสียใจ ก็เกิดจากสารเคมีประสาทที่หลั่งในสมอง ถ้าเราเข้าใจกลไกเหล่านี้ดีพอ ทำไมเราจะโปรแกรมโค้ดพวกนี้เข้าไปในหุ่นยนต์ไม่ได้ล่ะ ......

28 สิงหาคม 2552

The Science of Ageing - ชราศาสตร์: ศาสตร์แห่งการแก่ (ตอนที่ 3)


ระหว่างที่ผมไปออกทริปภาคสนามทางภาคเหนือ ในช่วงสัปดาห์ที่ผ่านมานั้น ผมได้มีโอกาสตระเวณไปตามเส้นทางที่ผ่านไร่นา ชนบท ดอยและภูเขา หมู่บ้านของชนเผ่าต่างๆ สิ่งที่ผมสังเกตเห็นอย่างหนึ่งก็คือ ประชากรส่วนใหญ่จะเป็นผู้สูงวัย ดังนั้นสิ่งที่ผมมักได้ยินว่าสังคมชนบทกำลังล่มสลาย เพราะคนหนุ่มสาวทิ้งไร่ทิ้งนานั้น ก็น่าจะเป็นจริง สิ่งที่ผมได้ยินอยู่เป็นประจำเวลาไปทำงานภาคสนามในไร่ ก็คือ แรงงานภาคเกษตรโดยเฉพาะการทำงานในไร่นานั้นหายากขึ้นทุกทีๆ และคนที่ยังทำอยู่ก็จะเป็นผู้สูงวัย

นักวิทยาศาสตร์พยายามค้นหาคำอธิบายในเรื่องของการแก่ ทำไมคนเราต้องแก่ และเราสามารถชะลอการแก่ได้หรือไม่ นักวิทยาศาสตร์ส่วนหนึ่งเชื่อว่า การแก่เป็นสิ่งที่สิ่งมีชีวิตทุกตัวตนจะต้องเผชิญ โดยไม่อาจหลีกเลี่ยงได้ ตลอดระยะเวลาที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้มีฐานสนับสนุนที่เข้มแข็งว่า ความแก่ เป็นสิ่งที่ไม่อาจจะชะลอได้โดยง่าย แต่ในช่วงหลังๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์อีกกลุ่มที่เชื่อว่า ความแก่ เป็นสิ่งที่สามารถดัดแปลงและวิศวกรรมได้ เริ่มจะประสบผลสำเร็จในการยืดอายุสัตว์เล็กๆ ไม่ว่าจะเป็น ไส้เดือน แมลงวัน และหนู ที่น่าแปลกใจก็คือ การดัดแปลงยีนเพียงแค่ตัวเดียว ก็สามารถทำให้สัตว์พวกนี้แก่ช้าลงได้แล้ว

ศาสตราจารย์ แกรี่ รูพกูน (Gary Ruvkun) แห่งศูนย์ชีววิทยาคำนวณและบูรณาการ (Center for Computational and Integrative Biology) แห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ได้กล่าวว่า "อย่าไปฟังนักชีววิทยาวิวัฒนาการนะครับ คนพวกนี้ชอบบอกเราว่าเรื่องนี้อย่าคิดไปทำเลย" ท่านได้ศึกษาเรื่องของการยืดอายุขัย ด้วยการใช้ศาสตร์ทางด้านชีววิทยาเชิงโมเลกุล ท่านได้ศึกษากลไกการเกิดเมตะบอลิซึมในร่างกาย เพื่อไขปริศนาของการแก่ ในการทดลองกับหนูทดลองนั้น หากหนูทดลองได้รับการควบคุมแคลอรี่ในอาหารทุกๆมื้อให้น้อยลงสัก 30% ซึ่งยังเป็นสูตรอาหารที่ทำให้หนูพวกนี้อยู่ได้อย่างมีสุขภาพดี ผลการวิจัยพบว่าหนูที่ลดอาหารจะมีอายุขัยยืนยาวเพิ่มอีก 30-40% จากหนูที่กินมื้อปรกติทั่วไป แต่สูตรอาหารนี้ยังเป็นที่ถกเถียงว่าจะใช้กับมนุษย์ได้หรือไม่ โดยคนทั่วไปคิดว่าในทางปฏิบัติมันไม่น่าจะทำได้ แต่ผมไม่เชื่อครับ ผมคิดว่าน่าจะทำได้ ไม่ยากครับ ดูอย่างพระสงฆ์สายปฏิบัติ สามารถที่จะฉันอาหารได้เพียงมื้อละหยิบมือ เพียงวันละ 1 มื้อเท่านั้น ท่านเหล่านั้นมีอายุยืนยาวเกือบ 100 ปีทั้งนั้น

ในเมื่อนักวิทยาศาสตร์คิดว่า การลดแคลอรี่ในอาหารทุกมื้อสำหรับคนเราสัก 30% ทำได้ยาก จึงอยากจะใช้วิธีอ้อมๆ ด้วยการไปหลอกร่างกายว่าได้ลดแคลอรี่แล้ว ครั้งหน้าผมจะมาเล่าต่อนะครับ .......

27 สิงหาคม 2552

The Future of Agriculture - อนาคตของเกษตรกรรม (ตอนที่ 3/8)


หายไปหลายวันเลยครับ ผมเพิ่งเดินทางกลับมาจากจังหวัดเชียงใหม่เมื้อเช้านี้เองครับ ทริปนี้เดินทางไปลำปาง ต่อไปที่เชียงของ แล้วไปทำการทดลอง E-nose ในฟาร์มหมูที่เวียงป่าเป้า จากนั้นมาเก็บอุปกรณ์วิจัยกลับจากไร่ชาที่ จ.เชียงราย หลังจากนั้นก็ไปเป็นวิทยากรบรรยายในงาน The Wine Workshop ที่เชียงใหม่ครับ ผมไปทางภาคเหนือเที่ยวนี้ เห็นต้นข้าวกำลังอิ่มน้ำเขียวขจี เห็นแล้วก็อดเขียนถึงเรื่องเกษตรไม่ได้ นั่งรถจากเชียงของเลาะริมโขงมาทางเชียงแสน เหลือบไปเห็นโฆษณาริมทางเกี่ยวกับปุ๋ย อวดอ้างสรรพคุณอย่างนั้นอย่างนี้ ผมเคยได้ยินมาว่า ที่เกษตรกรไทยไม่รวยสักทีก็มาจากเรื่อง 2 เรื่องครับ ก็คือ ปุ๋ย กับ เหล้า ไม่รู้จริงหรือเปล่า แต่พอเห็นร้านปุ๋ยขายกันตลอดข้างทาง ก็อดคิดไม่ได้ครับ

ผู้เชี่ยวชาญเขาเชื่อว่า 1 ใน 8 อนาคตเกษตรกรรมก็คือการไม่ใช้ปุ๋ยครับ แต่จะใช้จุลชีพที่สามารถสร้างเสริมความอุดมสมบูรณ์ให้แก่ดินแทนปุ๋ย ศาสตราจารย์เรดดี้ (Professor C.A. Reddy) สังกัดมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมิชิแกน (Michigan State University) ได้ทำการศึกษาวิจัยแบคทีเรีย ฟังไจ และจุลชีพอื่นๆในดิน จนได้สูตรปุ๋ยที่สามารถนำไปบำรุงดินแทนปุ๋ยเคมีสูตรต่างๆ ได้ ท่านกล่าวว่า "สูตรจุลชีพมีข้อดีมากมายครับ มันช่วยลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการผลิตปุ๋ย จุลชีพเหล่านี้จะทำให้พืชสามารถใช้ไนโตรเจนจากธรรมชาติเพื่อการเจริญเติบโตได้ นอกจากนี้แล้ว พวกมันยังช่วยให้พืชต้านทานต่อโรค แถมยังช่วยในการถ่ายเทแร่ธาตุสำคัญอช่น ฟอสฟอรัส ให้ง่ายขึ้น และที่สำคัญ สูตรจุลชีพมีประสิทธิภาพสูงมากรวมทั้งเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม"

ศาสตราจารย์เรดดี้ได้ทำการทดสอบสูตรปุ๋ยจุลชีพกับพืชหลากหลายชนิด ไม่ว่าจะเป็น พริกไทย ข้าวโพด มะเขือเทศ ถั่วเหลือง หรือแม้แต่หญ้าสำหรับผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ ในกรณีของมะเขือเทศนั้น สูตรปุ๋ยจุลชีพช่วยเพิ่มผลผลิตได้ 25-90% ซึ่งเป็นตัวเลขที่น่าประทับใจ ส่วนการทดลองนำไปใช้จริงของเกษตรกรที่ปลูกฝ้าย พบว่าสูตรปุ๋ยจุลชีพเพิ่มผลผลิตได้ 50% ทำให้ประธานบริษัทที่นำผลงานวิจัยชิ้นนี้ไปใช้เชิงพาณิชย์กล่าวยกย่องผลงานวิจัยชิ้นนี้ว่าเยี่ยมยอดจริงๆ

วันหลังมาคุยกันต่อนะครับ ........

23 สิงหาคม 2552

The Science of Mate Poaching - วิทยาศาสตร์ของการมีกิ๊ก (ตอนที่ 1)


ช่วงนี้ผมมาทำงานภาคสนามทางภาคเหนือครับ ได้รับเชิญมาพูดเรื่องไร่องุ่นอัจฉริยะในงาน The Wine Workshop 2009 ที่เชียงใหม่ แล้วก็เอาจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาดมกลิ่นขี้หมูในฟาร์ม ที่จังหวัดเชียงรายครับ คืนนี้ผมมาพักอยู่ที่น้ำโขงริเวอร์ไซด์ อ.เชียงของ ครับ ห้องพักหันหน้าเข้าหาแม่น้ำโขง บรรยากาศดีมาก ที่โรงแรมมีอินเตอร์เน็ตความเร็วสูงให้ใช้ฟรีด้วย เลยได้อัพเดต Blog สักหน่อย วันนี้ผมขอพูดเรื่องเบาๆ สมองครับ ซึ่งเป็นประเด็นเกี่ยวกับการแสวงหาความเข้าใจว่าทำไมคนเราถึงชอบมีกิ๊ก ผมจะทยอยเล่าเป็นตอนๆ นะครับ

โครงการ The International Sexuality Description Project ซึ่งนำโดยศาสตราจารย์ เดวิด ชมิดท์ แห่งมหาวิทยาลัยแบรดลีย์ (Bradley University) ได้เปิดเผยผลวิจัยออกมาอย่างน่าประหลาดใจว่า ความสัมพันธ์แบบกิ๊กหรือใกล้เคียง (คือไปยุ่งกับคนที่คบกับคนอื่นอยู่ หรือมีแฟนแล้ว หรือแต่งงานแล้ว) มีอยู่ถึง 20% เลยทีเดียว จากจำนวนคนประมาณ 16,000 คนจาก 53 ประเทศที่มีการสำรวจ (ผมว่าเยอะอย่างน่าตกใจเลยครับ) การวิจัยเรื่องนี้ ต้องการแสวงหาคำตอบต่อคำถามที่ว่า ใครคือกิ๊ก แล้วต้องการมีกิ๊กไปทำไม เกิดอะไรขึ้นเมื่อเป็นกิ๊กกันแล้ว ท่านผู้อ่านล่ะครับ เคยตกเป็นเหยื่อของการมีกิ๊กไหม (แฟนเราไปมีกิ๊ก)? หรือว่าท่านผู้อ่านเป็นกิ๊กเสียเอง !!!

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า คนเราไม่ว่าหญิงหรือชายล้วนถูกแรงขับดันของสัญชาตญาณให้ขยายเผ่าพันธุ์ ซึ่งเกิดจากวิวัฒนาการของมนุษย์เรา ซึ่งสัญชาตญาณนั้นได้เข้ามามีอิทธิพลผ่านสมองของเรา ที่จะสนับสนุนการกระทำให้มีกิ๊ก ศาสตราจารย์อาร์เธอ อารอน (Professor Arthur Aron) แห่งมหาวิทยาลัยแห่งรัฐนิวยอร์ค (State University of New York at Stony Brook) กล่าวว่า "ผู้คนโดยมากแสวงหากิ๊กเพราะมันเป็นสิ่งที่ท้าทาย จากการวิจัยพบว่า ยิ่งคนที่เราอยากได้มาครอบครองนั้นมีอุปสรรคมากมายเพียงใด เรายิ่งอยากได้คนนั้นมา" นี่เป็นเหตุผลที่มีผู้ชายโสดๆ และ ผู้หญิงโสดๆ เต็มบ้านเต็มเมืองไปหมด แต่ผู้ชายที่แต่งงานแล้วกลับมีเมียน้อย

อย่างไรก็ตาม ศาสตราจารย์ชมิดท์ก็ได้ตั้งข้อสังเกตว่า พวกที่ชอบมีกิ๊กเนี่ย ก็ไม่ได้ปรารถนาความสัมพันธ์ยาวไกลนัก ส่วนใหญ่อยากเอาชนะ อยากท้าทาย เพื่อมีความสัมพันธ์เร็วๆ ไม่อย่างนั้นแล้ว พวกกิ๊กทั้งหลายก็คงจะหาคู่ที่เป็นตัวเป็นตนไปแล้ว ไม่ต้องมาเป็นกิ๊ก

พระพุทธองค์ได้ทรงบัญญัติศิล 5 ว่าเป็นข้อปฏิบัติเพื่อรักษาความเป็นมนุษย์ ซึ่งศิลในข้อที่ 3 ได้กำหนดมิให้คนเราประพฤติผิดในกาม ซึ่งการมีกิ๊กก็เป็นการผิดศิลข้อที่ 3 ด้วย อย่างนั้น การที่นักวิทยาศาสตร์บอกว่า คนเราถูกแรงขับดันจากกระบวนการทางวิวัฒนาการให้มีกิ๊ก ก็ขัดแย้งกับข้อปฏิบัติในการรักษาความเป็นมนุษย์น่ะสิ ? ถ้าอยากรู้คำตอบก็คอยอ่านตอนต่อๆ ไปครับ .........

20 สิงหาคม 2552

The Science of Forgetting - ศาสตร์แห่งการลืม (ตอนที่ 4)


ในภาพยนตร์เรื่อง "แฟนเก่า" พระเอกเป็นผู้ชายที่เจ้าชู้และเคยมีแฟนหลายคน แต่ความสัมพันธ์กับผู้หญิงแต่ละคน ก็ต้องจบที่การเลิกรากันไปทุกคน จนกระทั่งได้มาพบกับผู้หญิงคนหนึ่งที่เขารักและตัดสินใจจะแต่งงานด้วย แต่ชีวิตเขากลับถูกรังควาญด้วยสิ่งลึกลับ ที่ทำให้คนรอบๆตัวเขาพากันหนีห่างออกไปจากเขาทีละคน ในตอนจบของหนังเรื่องนี้ เขาจึงได้คำตอบว่า สิ่งที่ตามรังควาญเขาก็คือ "แฟนเก่า" ของเขาที่ยังคงหลงรักและ "ไม่อาจลืม" ความรักที่มีต่อเขาได้ แม้จะไม่มีชีวิตอยู่แล้วก็ตาม


ในตอนก่อนหน้านี้ ผมได้เล่าให้ฟังไปบ้างแล้วครับว่า การแสวงหาความเข้าใจในเรื่องของการลืม นั้นมีความสำคัญอย่างไร วันนี้มาคุยกันต่อนะครับ ว่าอะไรเป็นสาเหตุที่ทำให้คนหลงลืมสิ่งต่างๆ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้สรุปไว้ 6 ข้อครับ ได้แก่

Ineffective Encoding การเข้ารหัสความจำที่ไม่มีประสิทธิภาพ นั่นคือ การที่คนเราจะจำอะไรสักอย่าง เซลล์สมองจะมีการสร้างเครือข่ายกับเซลล์ประสาทอื่นๆ รอบข้าง แต่การสร้างเครือข่ายเหล่านั้น อาจจะไม่ดี หากเราไม่ได้มีความสนใจในสิ่งที่ต้องจำนั้นๆ เพียงพอ เช่น การอ่านหนังสือไปดูโทรทัศน์ไป จะทำให้การเข้ารหัสความจำไม่มีประสิทธิภาพ

Decay การเสื่อมถอยของความจำ ซึ่งเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นไปตามระยะเวลา ซึ่งมักจะเกิดกับเหตุการณ์ที่ไม่สำคัญมาก เช่น คนเราจะจำวันแรกๆที่เข้ามหาวิทยาลัยได้ หรือจำวันแต่งงานได้ แต่ลืมว่าทานกับข้าวอะไรไปบ้างเมื่อเย็นวานนี้เอง

Interference การรบกวนกันเองของความจำ ซึ่งเกิดจากความจำเรื่องหนึ่งเกิดการรบกวน หรือสับสนกับความจำอีกเรื่องหนึ่ง เช่น เวลาไปทานข้าวที่ร้านอาหารแห่งหนึ่งแล้วสับสนว่าตนเองเคยมาทานกับภรรยา แต่จริงๆแล้ว คนที่เคยมาด้วยนั้นเป็นแฟนเก่า อย่างนี้ก็มีเรื่องมาเยอะแล้วครับ การรบกวนกันเองก็มี 2 แบบคือ Retroactive Interference คือการที่ของที่เข้าไปใหม่ไปทำให้ลืมของเก่า หรือที่คนโบราณเรียกว่า "ได้ใหม่ ลืมเก่า" นั่นละครับ กับProactive Interference คือการที่ความจำเก่า มาทำให้เราลืมความจำใหม่

Retrieval Failure การนึกไม่ออก ซึ่งจริงๆแล้ว ไม่ได้ลืมแต่ไม่สามารถดึงความจำส่วนนั้นออกมาใช้ได้ จนกว่าจะมีสิ่งที่สัมพันธ์กับสิ่งนั้นพาไปหาข้อมูลตัวนี้ ในภาพยนตร์เรื่อง "แฟนเก่า" พระเอกก็ลืมไปแล้วว่าเคยไปสัญญิงสัญญากับผู้หญิงคนไหน วิญญาณเธอถึงตามมาทวงสัญญา จนกระทั่งมีการ "บอกใบ้" ถึงจะอ๋อ

Motivated Forgetting การหลอกให้ลืม เป็นเทคนิคทางจิตวิทยาเพื่อให้คนเราลืมสิ่งที่ทำให้เศร้าหมอง เป็นการรักษาทางจิตอย่างหนึ่ง ซึ่งเป็นความตั้งใจที่จะให้ลืม ปัจจุบันนักวิจัยกำลังค้นหาวิธีการเขียนความจำเข้าไปแทนที่ส่วนที่อยากลืมครับ

Physical Injury / Trauma ความกระทบกระเทือนทางสมอง ทำให้คนเราลืมอดีต ซึ่งภาพยนตร์ชอบเอาไปทำพล็อตเรื่อง ในที่สุดก็มีเหตุที่ทำให้ความจำต่างๆเหล่านั้นกลับคืนมา แนวนี้ทำทีไรก็ขายได้ตลอด

วันหลังค่อยคุยเรื่องนี้ต่อนะครับ ......

18 สิงหาคม 2552

Electromicrobiology - จุลชีววิทยาอิเล็กทรอนิกส์ (ตอนที่ 3)


ก่อนหน้านี้ผมเคยเล่าให้ฟังในเรื่องของหุ่นยนต์ที่สามารถหากินเองได้ หุ่นยนต์ประเภทนี้จะมีเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ (Microbial Fuel Cell) ซึ่งจะเปลี่ยนชีวมวลไปเป็นพลังงานไฟฟ้าป้อนให้หุ่นยนต์ ซึ่งมีทั้งประเภทที่กินสัตว์ และ หุ่นยนต์ที่กินแต่มังสวิรัติ

แบคทีเรียเป็นชีวิตตัวน้อยที่น่าทึ่งครับ ใน ตอนแรกของบทความชุดนี้ ผมได้พูดถึงความสามารถในการใช้อิเล็กตรอน เพื่อส่งข้อมูลและพลังงานของแบคทีเรีย ส่วนตอนที่สองนั้น พูดถึงความสามารถในการประมวลผลของมัน ส่วนบทความตอนที่สามนี้ผมจะมาเล่าให้ฟังเกี่ยวกับเรื่องการผลิตไฟฟ้าของมัน ซึ่งก็จะเป็นประโยชน์ในการนำไปทำเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ครับ

เมื่อสักเดือนมิถุนายน 2552 ที่ผ่านมามีการรายงานในวารสารวิจัย Biosensors and Bioelectronics (รายละเอียดเต็มเพื่อการอ้างอิงคือ Hana Yi, Kelly P. Nevin, Byoung-Chan Kim, Ashely E. Franks, Anna Klimes, Leonard M. Tender and Derek R. Lovley, "Selection of a Variant of Geobacter sulfurreducens with Enhanced Capacity for Current Production in Microbial Fuel Cells", Biosensors and Bioelectronics (2009) vol. 24, pp. 3498-3503.) โดยเนื้อหาหลักของรายงานนี้ก็คือการคัดเลือกสายพันธุ์ของแบคทีเรียชนิดหนึ่งที่มักพบในโคลน ซึ่งสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าบนเส้นขนเล็กๆของมันได้ คณะวิจัยได้นำ Geobacter สายพันธุ์พื้นเมืองมาพัฒนาต่อด้วยการเลี้ยงแบคทีเรียบนขั้วกราไฟต์ ซึ่งจะป้อนกระแสไฟฟ้าแรงต่ำ ขนาดความดัน 400 มิลลิโวลต์ เข้าไปสร้างแรงกดดันให้แบคทีเรียหาทางถ่ายเทอิเล็กตรอนที่เกินมานี้ออกไป ผลปรากฏว่า ภายในระยะเวลา 5 เดือน แบคทีเรียรุ่นต่อๆมา ได้วิวัฒนาการจนมีความสามารถในการผลิตประจุได้มากกว่าพันธุ์พื้นเมืองถึง 8 เท่า


แบคทีเรียนี้มีชื่อว่า Geobacter ซึ่งศาสตราจารย์ ลอฟลี่ (Lovley) ผู้เป็นหัวหน้าคณะวิจัยชุดนี้ เป็นผู้ค้นพบแบคทีเรียชนิดนี้เมื่อปี ค.ศ. 1987 Geobacter มีขนรอบๆตัว ซึ่งมีขนาดเล็กเพียง 3 - 5 นาโนเมตรเท่านั้น ซึ่งขนนาโนนี้เองคือความลับในการผลิตไฟฟ้าของแบคทีเรียครับ
งานวิจัยทางด้านจุลชีววิทยาอิเล็กทรอนิกส์ยังมีอะไรน่าสนใจอีกเยอะครับ ตอนนี้ผมทำงานอยู่ในไร่องุ่นที่ปากช่อง ว่างๆ ผมจะมาเล่าให้ฟังอีกครับ


(ภาพบน - ดร. ฮานา หยี กำลังสาธิตการทำงานในการจ่ายกระแสไฟฟ้าของแบคทีเรีย Geobacter)

14 สิงหาคม 2552

ICONSAT 2010 - The 4th International Conference on Nano Science and Technology


วันนี้ผมนำเอาการประชุมวิชาการนานาชาติทางนาโนศาสตร์และนาโนเทคโนโลยีหนึ่ง ซึ่งจะจัดขึ้นในช่วงต้นปี 2010 มานำเสนอครับ นั่นคือ ICONSAT 2010 - The 4th International Conference on Nano Science and Technology จัดโดย สถาบันเทคโนโลยีแห่งอินเดีย (Indian Institute of Technology) โดยได้รับการสนับสนุนจากกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของอินเดีย งานประชุมนี้เขาจัดที่เมืองมุมไบ ระหว่างวันที่ 17-20 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2553

พูดถึงอินเดีย ผมยังไม่เคยไปเพราะไม่ค่อยกล้าไปเท่าไหร่ แต่ถ้าใครสนใจก็ลองส่งบทคัดย่อดูนะครับ กำหนดส่งวันที่ 15 ตุลาคม 2552 นี้ ยังมีเวลาให้คิดดูดีดี อีกนานพอควร ผมเคยไปงานประชุม China NANO เขาจัดได้ยิ่งใหญ่มาก มีนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนเข้าร่วมประมาณ 500-700 คน มีคนไทยไปมากกว่า 10 คน พวกเกาหลี ญี่ปุ่น กับฝั่งอเมริกา ยุโรปก็มาเยอะเหมือนกันครับ แต่แปลกมากครับ มีคนอินเดียมาไม่น่าเกิน 3 คน นี่หรือ ประเทศที่ได้ชื่อว่าจะแข่งขันกับจีนทางเศรษฐกิจ แต่ไม่ยอมออกไปดูคนอื่นเลย


หัวข้อที่กำหนดในการประชุม ICONSAT 2010 ก็ค่อนข้างกว้าง ได้แก่ Novel Synthetic Methods, Fabrication and Devices, Functional materials, Materials for Food and Environment, Electronics, Magnetics & Photonics, Materials for Energy, Hybrids (อันนี้ไม่แน่ใจว่าหมายถึงอะไร), Technology for Medicine

เขาไปดูเว็บไซต์แล้ว สงสัยคนไทยคงไม่กล้าไปแน่ คราวหน้า ผมจะเอาการประชุมอื่นๆ มาฝากอีกนะครับ .............

13 สิงหาคม 2552

Sleep Paralysis - ผีอำ (ตอนที่ 2/2)


วันนี้ผมมาเล่าให้ฟังต่อเรื่อง "ผีอำ" นะครับ ตอนนี้จะเป็นผลงานวิจัยที่มีการรายงานในวารสาร The Psychologist ฉบับเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2552 รายละเอียดเต็มเพื่อการอ้างอิงคือ Julia Santomauro and Christopher C. French, "Terror in the night", The Psychologist (2009) vol. 22, pp. 672-675. ซึ่งคณะวิจัยได้ทำการรวบรวมข้อมูล ภาวะผีอำ และได้นิยามภาวะผีอำว่าเป็นอาการรู้สึกตัวว่าเป็นอัมพาตชั่วคราว ที่เกิดขึ้นระหว่างกำลังจะหลับ หรือ กำลังจะตื่น โดยมีอาการหลอนทางประสาทสัมผัสเกิดร่วม โดยรายงานนี้ได้รวบรวมอาการหลอนที่มักเกิดขึ้นทั่วไปได้แก่

- หลอนว่าตัวลอยหรือบินได้ หรือเหมือนกำลังออกจากร่าง หมุนเคว้ง

- หลอนทางสัมผัสกาย เช่น มีใครมากดทับหน้าอก หรือ มีใครมาสัมผัสตัว หรือ ดึงตัวเอาไว้กับเตียง บางทีก็รู้สึกว่าผ้าคลุมเตียงเคลื่อนไหว บางคนก็โดนเขย่าตัว หรือ มีความเจ็บปวดเกิดขึ้น

- หลอนทางการได้ยิน เช่น ได้ยินเสียงย่างเท้า เสียงเคาะประตู เสียงหายใจ เสียงคุย เสียงกระซิบ เสียงฮัม เสียงหึหึ และอื่นๆ ผมว่าอันนี้น่ากลัวครับ เพื่อนผมเคยเล่าให้ฟังว่าได้ยินเสียงผู้หญิงมากระซิบแนบหูด้วย

-หลอนทางการมองเห็น เช่น เห็นหมอกควัน หรือ ความมืดคลึ้ม เห็นร่างคน สัตว์ หรือ อสูรกาย บางทีก็มีการโต้ตอบทั้งทางกายหรือวาจากับสิ่งที่เห็นนั้น อย่างเป็นเรื่องเป็นราว

- หลอนทางการได้กลิ่น เช่น ได้กลิ่นเครื่องหอม กลิ่นสาบ

คณะวิจัยยังได้ศึกษาปัจจัยทางวัฒนธรรมของกลุ่มชาติพันธุ์ต่างๆ ในการแปลความหมายของอาการผีอำนี้ ซึ่งส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้หลักวิทยาศาสตร์ ดังนั้นผู้ที่ถูกผีอำจึงมักจะได้ประสบการณ์แบบน่ากลัว ผู้ที่ถูกผีอำส่วนใหญ่จะนอนอยู่บนเตียง มีเป็นส่วนน้อยที่จะโดนอำในท่านั่งหลับบนเก้าอี้ หรือท่าที่ไม่น่าจะสบายนัก และมักจะเกิดกับคนที่นอนหงายมากที่สุด (อย่างที่ผมบอกครับ นอนตะแคง safe กว่า) ความนานของผีอำมีตั้งแต่ 2-3 วินาที จนถึง 10 นาที โดยจะหายไปเอง หรือไม่ก็ผู้ที่ถูกผีอำพยายามเอาชนะอาการเอง หรือมีคนมาช่วยสะกิดปลุกให้ตื่นขึ้น

อาการผีอำนั้นเกิดจากการที่กล้ามเนื้อของร่างกายเข้าสู่ภาวะการหลับที่เรียกว่า REM (Rapid Eye Movement) แต่สมองส่วนที่เป็นจิตสำนึกยังตื่นอยู่ อาการผีอำเป็นอาการที่ร่างกายกับจิตสำนึกหลับไม่พร้อมกัน หรือ ตื่นขึ้นมาไม่พร้อมกันนั่นเอง

นักวิจัยได้ให้คำแนะนำในการหลุดพ้นจากอาการผีอำดังนี้ครับ เมื่อเรารู้สึกว่าโดนผีอำอยู่ให้รีบตั้งสติทันที อย่าตกใจ การออกจากผีอำจะได้ผลดีที่สุดเมื่อรีบทำตั้งแต่มันเกิด พยายามขยับกล้ามเนื้อตา กล้ามเนื้อนิ้ว อะไรที่เล็กๆก่อน เพราะหากขยับได้ มันจะทำให้เราหลุดออกทันที หรือถ้านอนอยู่กับแฟน ก็พยายามทำเสียงในคอ เพื่อให้แฟนสะกิดเราให้ตื่น แต่วิธีหลังนี้ผมว่ายากครับ ตอนเด็กๆ เคยคิดจะตะโกนเรียกให้แม่ช่วย แต่ร้องไม่ออก

12 สิงหาคม 2552

The Future of Agriculture - อนาคตของเกษตรกรรม (ตอนที่ 2)


เทคโนโลยีหนึ่งที่จะเป็นอนาคตของเกษตรกรรมก็คือ เกษตรกรรมแม่นยำสูง (Precision Agriculture) ซึ่งเป็นการใช้ทรัพยากรทั้ง น้ำ ปุ๋ย ยาฆ่าแมลง ยาปราบวัชพืช สารอาหารต่างๆ ทั้งเคมีและอินทรีย์ ให้แก่พืชตามความต้องการของพืชจริงๆ ไม่มากไม่น้อยเกินไป และก็ให้แก่พืชแต่ละต้น ตามความจริง ไม่ใช่ให้เฉลี่ยเท่าๆกันตลอดทั้งไร่อย่างที่ทำกันอยู่ เรื่อง Precision Agriculture นี้ผมนำมาเสนออยู่บ่อยๆ ท่านผู้อ่านก็คงจะคุ้นหูกันอยู่แล้ว จริงๆ แล้วเทคโนโลยีตัวนี้จะใกล้ความจริงมากกว่าเทคโนโลยีตัวที่เคยพูดถึงในตอนแรกคือ 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 ผมจะนำเทคโนโลยีที่ผมคิดว่าจะเป็นอนาคตของวงการเกษตรกรรม ที่จะนำไปสู่การปฏิวัติเกษตรกรรมครั้งที่ 2 มาเล่าให้ฟังครับ

เทคโนโลยีที่ผมอยากแนะนำในวันนี้คือ 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

09 สิงหาคม 2552

Sleep Paralysis - ผีอำ (ตอนที่ 1/2)


ท่านผู้อ่านเคยถูกผีอำไหมครับ ภาวะกึ่งหลับกึ่งตื่น ครึ่งจริงครึ่งฝัน นึกว่าเรื่องที่เกิดขึ้นเป็นจริงแต่กลับตื่นขึ้นมา โดยขณะที่เกิดสภาวะผีอำนี้ เราจะขยับตัวไม่ได้ พยายามจะลุกขึ้น ยกแขนยกขาก็ยกไม่ออก หรือพยายามจะร้องให้คนช่วยก็ร้องไม่ได้ บางทีก็เหมือนมีใครมานั่งกดทับเราไว้ ยิ่งสู้ก็ยิ่งเหนื่อย ตอนเด็กๆ จำได้ว่าหลังบ้านของผมนั้นเป็นบ้านร้างไม่มีคนอยู่ หลังใหญ่มากๆ เหมือนบ้านในการ์ตูนเรื่อง Adams Family เลย ผมกลัวมาก และแล้วในคืนหนึ่ง ตอนผมกำลังนอนอยู่นั้น ขณะกำลังเคล้งๆ อยู่และก็เคลิ้มหลับไป แต่สภาพเหมือนยังตื่นอยู่ ผมก็ได้เห็นผู้หญิงผมยาวคนหนึ่ง หน้าตาน่ากลัวมาก ผมปิดหน้าหมด ค่อยๆ ขยับเข้ามาใกล้ๆ เตียงผม ผมพยายามสวดอะระหังสัมมา จนจบบทสวด เธอก็ยังเดินเข้ามา จนผมต้องท่องคาถา พุทโธ สักพักผมก็ตื่น .......

ผมเคยโดนผีอำหลายครั้ง แต่ทุกวันนี้ไม่มีอีกแล้วครับ เพราะผมรู้วิธีที่จะไม่ให้มันเกิด นั่นคือ อย่านอนหงาย ต้องนอนตะแคง ผมเลิกหนอนหงายมาได้ 14 ปีแล้ว ตั้งแต่นอนตะแคงขวา (หย่าตะแคงซ้าย เพราะจะทับหัวใจ) ก็ไม่เคยโดนผีอำอีกเลย ......

นักวิจัยพบว่ามนุษย์เราจำนวนกึ่งหนึ่งต้องเคยโดนผีอำอย่างน้อย 1 ครั้ง โดยช่วงเวลาที่ตกอยู่ในสภาพผีอำมีตั้งแต่ 2-3 วินาที จนถึง 10 นาที แต่ละชาติพันธุ์ก็จะมีคำอธิบายภาวะผีอำของตัวเองทั้งสิ้น แต่ส่วนใหญ่ก็ไม่พ้นเรื่องวิญญาณหรือผี ในรัฐนิวฟาวด์แลนด์ของแคนาดา มีชื่อเรียกอาการนี้ว่า The Old Hag ซึ่งเป็นที่รู้กันว่าเป็นอาการที่ตื่นอยู่แต่ขยับแข้งขยับขาไม่ได้ ซึ่งเกิดตอนที่เพิ่งจะหลับ โดยมากจะเหมือนมีอะไรมาทับหน้าอก บางครั้งก็เห็นเป็นคนหรือสัตว์มานั่งทับ คนที่นั่นยังมีความเป็นวิทยาศาสตร์หน่อยครับ โดยเขาเชื่อว่าอาการนี้เกิดจากความเหนื่อยล้าจากการทำงาน

คนญี่ปุ่นเรียกอาการแบบนี้ว่า kanashibar ส่วนในเมืองจีนเรียก "Ghost Obsession" ซึ่งน่าจะใกล้เคียงกับคำว่า ผีอำ ของบ้านเรา คนจีนเชื่อว่าระหว่างที่คนเราหลับนั้น วิญญาณของเราจะมีความเปราะบางต่อก็จู่โจมของผี ส่วนคนยุโรปสมัยก่อนจะโทษแม่มด มีผลการตีพิมพ์ในวารสารวิจัย Psychiatry and Clinical Neurosciences เมื่อเดือนพฤษภาคม 2552 รายละเอียดเต็มเพื่อการอ้างอิงคือ Alejandro Jiménez-Genchi, Víctor M. Ávila-Rodríguez, Frida Sánchez-Rojas, Blanca E. Vargas Terrez, and Alejandro Nenclares-Portocarrero, "Sleep paralysis in adolescents: The 'a dead body climbed on top of me' phenomenon in Mexico", Psychiatry and Clinical Neurosciences (2008), vol. 63, pp. 546-549. ซึ่งเป็นการศึกษาปรากฏการณ์ผีอำในประชากรของแม็กซิโก ผลการสำรวจพบว่า ผู้ใหญ่แม็กซิกโก 90% รู้จักเรื่องนี้ แถม 25% เคยประสบกับตัวเองมาแล้วอย่างน้อย 1 ครั้ง


ในตอนหน้าซึ่งเป็นตอนจบ ผมจะนำผลงานวิจัยจากอีกวารสารหนึ่งซึ่งตีพิมพ์ต้นเดือนสิงหาคม 2552 นี้มาเล่าครับ ผลวิจัยนี้อาจจะทำให้ท่านผู้อ่านเลิกกลัวผีอำไปเลย ...........

08 สิงหาคม 2552

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 ..............

06 สิงหาคม 2552

IEEE International NanoElectronics Conference (INEC) 2010


ไม่ได้อัพเดตเรื่องการประชุมมานานเหมือนกันนะครับ จริงๆ ผมมีการประชุมดีๆ ในช่วงต้นปีหน้า (ค.ศ. 2010) มาแนะนำหลายการประชุมเหมือนกัน จะค่อยๆ ทยอยมาบอกนะครับ มีการประชุมทางด้านนาโนเทคโนโลยีหนึ่งที่น่าสนใจ แต่อาจจะมาบอกช้าไปนิด เพราะกำหนดส่ง abstract ใกล้เข้ามามากแล้ว นั่นคือการประชุม IEEE International NanoElectronics Conference (INEC) 2010 ซึ่งเป็นการประชุมที่เคยจัดมาแล้ว 2 ครั้ง คือ ครั้งที่ 1 ปี 2006 จัดที่สิงคโปร์ ครั้งที่ 2 ปี 2008 จัดที่เซี่ยงไฮ้ ปีนี้เป็นครั้งที่ 3 จะจัดขึ้นที่เกาะฮ่องกง ระหว่างวันที่ 3-8 มกราคม พ.ศ. 2552 กำหนดส่งบทคัดย่อคือวันที่ 15 สิงหาคม 2552 นี้แล้วครับ เนื้อหาที่สนใจของการประชุมจะเกี่ยวข้องกับนาโนเทคโนโลยีในการประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ทางแสง และอุปกรณ์ทางชีววิทยา


1. Nano-Fabrication
1.1 Nanofabrication Technologies
1.2 Nanoscale Modeling and Simulation
1.3 Nanometrology and Nanomanipulation
1.4 Characterization Techniques
1.5 Nanotechnology Ventures
2. Nano-Electronics
2.1 Nanoelectronic Materials and Structures
2.2 Nanomagnetics and Spintronics
2.3 Nanoelectronic Devices / Systems and Reliability
2.4 Nanomolecular Electronics
2.5 Modeling and Simulation
2.6 Nanoelectronics Ventures
3. Nano-Photonics
3.1 Nanophotonic Materials and Structures
3.2 Nanophotonic Phenomena
3.3 Nanophotonic Devices / Systems and Reliability
3.4 Nanomolecular Photonics
3.5 Modeling and Simulation
3.6 Nanophotonics Ventures
4. Nano-Biology
4.1 Nanobiological Materials and Structures
4.2 Nanomolecular Devices / Systems and Reliability
4.3 Biocompatibility and Bioactivity
4.4 Biological Labeling and Drug Delivery
4.5 Modeling and Simulation
4.6 Nanobiology Ventures

Thailand National Research University - มหาวิทยาลัยวิจัยแห่งชาติ (ตอนที่ 1)


ประเทศไทยมีบัณฑิตที่จบการศึกษาระดับมหาวิทยาลัย สายวิทยาศาสตร์ประมาณ 30% สายสังคมศาสตร์ 70% ในขณะที่ประเทศที่เจริญแล้วทั้งหลาย ไม่ว่าจะเป็น สหรัฐอเมริกา ยุโรปตะวันตก ญี่ปุ่น เกาหลีใต้ ไต้หวัน สิงคโปร์ ตัวเลขนี้จะกลับข้างกัน ดังนั้น ไม่ว่ารัฐบาลจะทุ่มเงินให้แก่วงการศึกษาของชาติมากเพียงใดก็ตาม แต่ถ้าอัตราส่วนยังเป็นแบบนี้ ประเทศไทยก็ไม่มีทางแข่งขันกับประเทศที่มีคนจบสายวิทย์เยอะๆ ได้ ดังนั้น ประเทศไทยจึงเหลือทางรอดเดียวครับ คือ ปรับสัดส่วนนี้ซะ ด้วยการส่งเสริมให้มหาวิทยาลัยที่เน้นวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ให้เพิ่มการผลิตบัณฑิตทางด้านนี้ และลดกำลังการผลิตบัณฑิตสายสังคมศาสตร์

ล่าสุด ทางสำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษา หรือ รู้จักกันในนาม สกอ. ได้ออกแพ็คเก็จใหม่ภายใต้แผนกระตุ้นเศรษฐกิจของรัฐบาล SP2 (Stimulus Package 2) แผนการนี้มีชื่อค่อนข้างยาวครับ ผมขอใช้ชื่อสั้นๆ ว่า "โครงการมหาวิทยาลัยวิจัยแห่งชาติ" ซึ่งจากการประเมินเบื้องต้นของ สกอ. ประเทศไทยมีมหาวิทยาลัยเด่นๆ ที่มีศักยภาพเป็นมหาวิทยาลัยวิจัยแห่งชาติทั้งหมด 7 แห่งเท่านั้น ซึ่งมหาวิทยาลัยเหล่านี้ติดอันดับโลกด้วย ซึ่งจัดอันดับโดย The Times Higher Education โดยอันดับในปี 2008 ได้แก่

(1) จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ติดอันดับ 166
(2) มหาวิทยาลัยมหิดล ติดอันดับ 251
(3) มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ติดอันดับ 400
(4) มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ติดอันดับ 401-500
(5) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ติดอันดับ 401-500
(6) มหาวิทยาลัยขอนแก่น ติดอันดับ 500+
(7) มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ ติดอันดับ 500+

ล่าสุดในปี 2009 นี้ ได้มีการจัดอันดับใหม่ เป็นการจัดอันดับในประเทศเอเชียโดย QS.com โดยผลการจัดอันดับมีดังนี้

(1) มหาวิทยาลัยมหิดล ติดอันดับ 30 ของเอเชีย
(2) จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ติดอันดับ 35
(3) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ติดอันดับ 81
(4) มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ติดอันดับ 85
(5) มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ติดอันดับ 108
(6) มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ ติดอันดับ 109
(7) มหาวิทยาลัยขอนแก่น ติดอันดับ 113

มหาวิทยาลัยวิจัยแห่งชาตินี้ จะได้งบประมาณส่งเสริมการวิจัยเพิ่มเติม เพื่อเพิ่มศักยภาพในการแข่งขันของประเทศไทย ให้สู้กับโลกภายนอกได้ โดยมหาวิทยาลัยเหล่านี้จะต้องเพิ่มสัดส่วนการผลิตบัณฑิตสายวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ให้มากกว่าสายสังคมศาสตร์ และต้องผลักดันอันดับของมหาวิทยาลัยไทยให้สูงขึ้นในเวทีโลก ..... ผมฝันว่าวันหนึ่ง เราจะมีมหาวิทยาลัยเก่งๆ อย่าง MIT ครับ .................

05 สิงหาคม 2552

Electromicrobiology - จุลชีววิทยาอิเล็กทรอนิกส์ (ตอนที่ 2)


วันนี้ผมขอมาเล่าต่อในเรื่องของ Electromicrobiology นะครับ ศาสตร์ทางด้านนี้กำลังจะกลายมาเป็นที่สนใจมากขึ้นเรื่อยๆ เครก เวนเตอร์ (Craig Venter) นักพันธุศาสตร์ชื่อดัง ผู้ที่ประสบความสำเร็จในการถอดรหัสพันธุกรรมของมนุษย์ได้เป็นคนแรก เมื่อ ค.ศ. 2001 ได้เคยกล่าวไว้ว่า "เรามียีนอยู่ 20 ล้านยีนในมือ ซึ่งผมจะเรียกว่า องค์ประกอบการออกแบบแห่งอนาคต เราสามารถใช้สิ่งเหล่านี้สร้างสิ่งมีชีวิตขึ้นมา ไม่มีข้อจำกัด ขึ้นอยู่กับจินตนาการเท่านั้น" ล่าสุด เวนเตอร์ได้รับการสนับสนุนทางการเงินจากบริษัท Exxon Mobil เป็นจำนวนเงินสูงถึง 600 ล้านเหรียญ (ประมาณ 21,000 ล้านบาท) เพื่อพัฒนาสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์ใหม่ (Synthetic Organism) ที่สามารถผลิตเชื้อเพลิงเหลว สำหรับยานยนตร์ต่างๆ โดยไม่ต้องมีการดัดแปลงเครื่องยนต์

จุลชีววิทยาสมัยใหม่ กำลังจะเป็นทางออกหลายๆ เรื่องครับ ไม่ว่าจะเป็น การผลิตพลังงาน การผลิตยา และที่คาดไม่ถึงคือ การนำเอาสิ่งมีชีวิตเล็กๆ มาทำงานทางด้านประมวลผล .....

เมื่อเร็วๆนี้เอง ได้มีการตีพิมพ์บทความวิจัยเรื่องหนึ่งในวารสาร Journal of Biological Engineering (รายละเอียดเต็มคือ Baumgardner J, Acker K, Adefuye O, Crowley ST, Deloache W, Dickson JO, Heard L, Martens AT, Morton N, Ritter M, Shoecraft A, Treece J, Unzicker M, Valencia A, Waters M, Campbell AM, Heyer LJ, Poet JL, Eckdahl TT, "Solving a Hamiltonian Path Problem with a bacterial computer", Journal of Biological Engineering 2009, 3:11doi:10.1186/1754-1611-3-11) ซึ่งได้เสนอแนวคิดในการนำแบคทีเรียมาทำหน้าที่ประมวลผล โดยคณะวิจัยนี้เรียกเจ้าแบคทีเรียประมวลผลนี้ว่า Bacterial Computer ผมขอตั้งชื่อไทยว่า "คอมพิวเตอร์แบคทีเรีย" ก็แล้วกันครับ นักวิจัยได้ทดลองความสามารถในการแก้โจทย์ที่เรียกว่า Hamiltonian Path ว่าเจ้าคอมพิวเตอร์แบคทีเรียที่สร้างขึ้นมานี้จะสามารถแก้โจทย์นี้ ได้หรือไม่

Hamiltonian Path เป็นปัญหาโจทย์ที่เป็นที่รู้จักกันดีในนามของ The Salesman Problem ยกตัวอย่างก็คือ ถ้าจะให้เซลล์แมนคนหนึ่งเดินทางไปขายของในประเทศฝรั่งเศส โดยต้องเดินทางไปขายของที่เมือง 10 เมือง โดยมีข้อแม้ว่าจะต้องผ่านแต่ละเมืองเพียงครั้งเดียวเท่านั้น รวมระยะทางทั้งหมด ต้องทำให้ได้ระยะทางใกล้ที่สุด ความยากของโจทย์ข้อนี้ก็คือ เซลล์แมนคนนี้มีทางเลือกถึง 3.5 ล้านทางเลือก โดยมีคำตอบที่ถูกเพียง 1 คำตอบครับ

แต่คอมพิวเตอร์แบคทีเรียของคณะวิจัยนี้ ได้โจทย์ Hamiltonian Path ที่ง่ายกว่ามากครับ คือเซลล์แมนมีเมืองที่จะผ่านเพียง 3 เมืองครับ โดยนักวิจัยได้ดัดแปลง DNA ของแบคทีเรีย ส่วนทางเลือกในการผ่านเมืองจากถูกเข้ารหัสด้วยการรวมตัวกันของยีน ที่จะทำให้แบคทีเรียเรืองแสงเป็นสีแดง หรือ เขียว ซึ่งหากแบคทีเรียตัวใดเรืองแสงสีเหลือง (แดง + เขียว) ก็จะถือเป็นคำตอบที่ถูกต้อง ผลก็คือนักวิจัยพบว่ามีแบคทีเรียส่วนหนึ่งที่สามารถค้นหาคำตอบนี้ได้ นี่เป็นจุดเริ่มต้นในการใส่โจทย์ที่ยากๆ ให้แก่แบคทีเรียในอนาคตครับ


ยังมีเรื่องราวเกี่ยวกับศาสตร์ทางด้านนี้มาเล่าต่อวันหลังนะครับ ..................

03 สิงหาคม 2552

โลกร้อนคุกคามเกษตรกรรม


เมื่อกลางสัปดาห์ก่อน (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 มานึกถึงตอนผมไปโรงพยาบาล เคยเปิดเอาอ๊อกซิเจนมาลองหายใจดูเล่นๆ 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 .......

01 สิงหาคม 2552

Bionic Insect - แมลงชีวกล (ตอนที่ 7)


แมลงเป็นสิ่งมีชีวิตที่น่าทึ่ง มันมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง ผมแอบหลงใหลความเจ๋งของมันมาตั้งแต่เด็กๆ สมัยเรียนปริญญาตรีผมเกือบจะไปเรียนทางด้านนี้แล้วครับ แต่ก็ไม่ได้เรียน เพราะหลักสูตรชีววิทยาเมืองไทยทำได้น่าเบื่อมากครับ ผมเลยโชคดีที่ไม่ได้เรียนเรื่องนี้ แต่อย่างว่าแหล่ะครับ ศตวรรษที่ 21 เป็นศตวรรษของชีววิทยา ในที่สุดผมก็ได้กลับมาหาชีววิทยาอีกครั้ง แต่ครั้งนี้ ชีววิทยาไม่ได้น่าเบื่ออีกต่อไป .......

กลุ่มวิจัยหนึ่งที่เกาะติดในเรื่องความแก่งของแมลงมานาน 30 ปี ก็คือกลุ่มของ ศาสตราจารย์ เรียวเฮอิ คันซากิ (Professor Ryohei Kanzaki) สังกัดศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีก้าวหน้า มหาวิทยาลัยโตเกียว (Tokyo University's Research Center for Advanced Science and Technology) ก่อนหน้านี้ ท่านสนใจที่จะศึกษาสมองมนุษย์ เพื่อที่จะหาทางรักษาสมองที่ถูกทำลายโดยโรคภัยไข้เจ็บ และอุบัติเหตุ เพื่อที่จะเข้าใจสมองมนุษย์ ท่านได้ย่อขนาดของการศึกษาลงมาที่แมลง ทำไปทำมา ท่านเลยกลายมาเป็นกลุ่มแนวหน้าในศาสตร์ของแมลงชีวกลในตอนนี้ไปแล้ว

สมองคนเรานั้นมีเซลล์ประสาทประมาณ 1,000 ล้านเซลล์ ในขณะที่แมลงมีเพียงประมาณ 100,000 เซลล์เท่านั้น แต่สมองกระจิดริ๊ดของมันก็ทำอะไรได้หลายอย่าง แมลงไหมตัวผู้สามารถสะกดรอยตามตามตัวเมีย ได้จากระยะทางไกลเป็นกิโลเมตร โดยอาศัยการตามกลิ่นฟีโรโมน สมองน้อยๆของมันช่วยในการควบคุมการบินผาดโผนตามจับแมลงตัวอื่นๆกินเป็นอาหาร โดยเฉพาะในเรื่องซอฟต์แวร์ที่ใช้ในการบินของมันนั้น ต้องยอมรับว่าคนเรายังต้องเรียนรู้อีกเยอะ เพื่อจะสร้างอากาศยานที่มีความสามารถแบบนั้น ศาสตราจารย์คันซากิกล่าวอย่างมีความหวังว่า "ในอนาคตผมคิดว่า เราจะสามารถสร้างสมองของแมลงจากวงจรอิเล็กทรอนิกส์" ซึ่งนี่อาจจะเป็นก้าวแรกในการนำวงจรอิเล็กทรอนิกส์ไปใส่ในสมองมนุษย์ก็ได้ครับ

ศาสตราจารย์คันซากิประสบความสำเร็จในการดัดแปรพันธุกรรมของแมลงไหม ทำให้มันตอบสนองต่อแสงแทนการตอบสนองต่อกลิ่น หรือตอบสนองต่อกลิ่นของแมลงพันธุ์อื่น ซึ่งในอนาคตอาจจะใช้แมลงชีวกลนี้ในการสืบหายาเสพติด หรือวัตถุระเบิดได้ ท่านได้ทำการทดลองเอาแมลงมายืนอยู่บนลูกกลิ้งที่สามารถหมุนอย่างอิสระได้ ซึ่งจะไปควบคุมการขับเคลื่อนของรถ (เหมือนกับเอาแมลงไปขับรถ แต่เป็นรถสำหรับแมลง) หากแมลงทำขาขยับจะเดินไปทางไหน รถก็จะขยับไปทางนั้น ปรากฎว่าสักพักแมลงจะเรียนรู้ในการบังคับรถได้

อาจารย์คันซากิ ยังกล่าวต่อด้วยประกายความคิดที่น่าตื่นเต้นว่า "ลองนึกถึงคนเราเองสิครับ เวลาเราเดินด้วยขาสองข้าง ก็ทำได้เพียงประมาณ 5-6 กิโลเมตรต่อชั่วโมงเท่านั้น แต่พอขึ้นไปขับรถ เราสามารถบังคับมันให้วิ่งไปได้เร็วถึง 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง มันน่าทึ่งนะครับ ที่เราสามารถเร่ง เบรค และขับรถหลบหลีกสิ่งต่างๆ ได้ที่ความเร็วขนาดนั้น สมองของเราได้เปลี่ยนรถยนต์ให้เป็นส่วนหนึ่งของร่างกายเรา ผมคิดว่าแมลงก็น่าจะทำอย่างนั้นได้ เราน่าจะทำให้สมองของมันบังคับยานพาหนะที่เหมาะสมกับพวกมันได้ มันคงไม่น่าสนใจหรอกครับ หากเราสร้างแมลงหนอนหุ่นยนต์ที่คลานช้าๆเหมือนหนอนตัวจริง เพราะฉะนั้น ที่เราควรทำคือสร้างของปลอมที่ทำได้ดีกว่าของจริงต่างหาก"