10 กันยายน 2554

Phytomonitoring Technologies - เทคโนโลยีตรวจวัดพืช (ตอนที่ 3)


วันนี้ผมขอเล่าต่อจากตอนที่แล้วนะครับ การตรวจวัดสิ่งต่างๆ ล่วงหน้าก่อนการเพาะปลูกนั้น หากทำอย่างจริงจัง อาจจะช่วยให้เกษตรกรไม่ต้องมานั่งปวดหัวภายหลัง ไม่ว่าจะในเรื่องของเมล็ดพันธุ์ ดิน วัชพืชต่างๆ ปัจจุบันมีเทคโนโลยีที่สามารถใช้ในการตรวจหาเชื้อที่จะเป็นโรคพืชซึ่งอาจปะปนมากับเมล็ดพันธุ์ หรือวัสดุที่ใช้ในการเพาะปลูก เช่น เทคโนโลยี PCR (Polymerase Chain Reaction) ซึ่งมีแบบที่สามารถตรวจวัดแบบเรียลไทม์ สามารถใช้ตรวจวัดเชื้อโรคพืชได้แม้จะมีอยู่เล็กน้อยก็ตาม (เช่น มีสปอร์เดียว หรือแบคทีเรียแค่เซลล์เดียวเท่านั้น ก็ตรวจพบแล้ว น่าทึ่งมากครับ) ซึ่งจะช่วยให้เราคัดกรองไม่นำเมล็ดพันธุ์ถุงนั้น หรือ ล็อตนั้นมาใช้ เป็นการตัดไฟเสียแต่ต้นลม นอกจากเทคโนโลยี PCR จะใช้ค้นหาเชื้อโรคแล้ว ยังสามารถใช้ตรวจวิเคราะห์ดินว่ามีจุลชีพที่มีประโยชน์มากน้อยแค่ไหนอีกด้วย เพราะจุลชีพที่มีประโยชน์ในดิน จะช่วยทำให้เราประหยัดปุ๋ยและสารเคมีได้อย่างคาดไม่ถึงเลยครับ

ในการตรวจวัดพื้นที่ดินที่จะทำการเพาะปลูกนั้น การสุ่มตัวอย่างมาตรวจเป็นเรื่องที่ละเอียดอ่อน ซึ่งขึ้นอยู่กับสภาพพื้นที่ในไร่ว่ามีความแตกต่างกันอย่างไร ทั้งในแนวราบและในแนวดิ่ง หากเกษตรกรเก็บข้อมูลประวัติความหนักเบาของการเกิดโรค ในแต่ละพื้นที่ย่อยๆ ในไร่ ก็จะทำให้พอทราบได้ว่าพื้นที่ใด มีความสุ่มเสี่ยงจะเกิดโรคชนิดใดมากกว่ากัน สภาพอากาศท้องถิ่นย่อยๆ (microclimate) มีผลมากต่อความแตกต่างนี้ เพราะแมลงหรือศัตรูพืชแต่ละชนิด ชอบสภาพอากาศไม่เหมือนกัน ทำให้การกระจายของโรคมีความแตกต่างกัน การสุ่มตัวอย่างพื้นที่เพื่อหาแมลงและโรคพืช จึงต้องมีการให้น้ำหนักแต่ละพื้นที่ไม่เท่ากันด้วย ดังนั้นจะเห็นได้ว่า เกษตรกรที่มีการเก็บบันทึกข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการเกิดโรค ความถี่ของการตรวจพบศัตรูพืชในแต่ละพื้นที่ย่อยๆ ในไร่ อัตราการใช้ยาปราบศัตรูพืชที่ได้ผล ก็จะได้เปรียบเกษตรกรที่ไม่เคยเก็บข้อมูลอะไรเลย เพราะข้อมูลเหล่านี้แหล่ะครับ จะนำมาสู่ความรู้ความเข้าใจที่เกี่ยวกับสภาพ microclimate ที่ทำให้ทำไมการเกิดโรคจึงมักเกิดซ้ำๆ ในพื้นที่เดิมๆ ซึ่งจะนำไปสู่การเฝ้าระวังที่มีประสิทธิภาพ

ผมขอยกตัวอย่างประสบการณ์ที่ผมทำงานวิจัย ณ ไร่องุ่นกรานมอนเต้ อ.ปากช่อง จ.นครราชสีมา ไร่องุ่นกรานมอนเต้มีพื้นที่ 100 ไร่ เป็นพื้นที่ปลูกองุ่นไวน์ทั้งหมดเกือบ 80 ไร่ ลักษณะของไร่วางตัวตามแนวยาวในแนวเหนือ-ใต้ ตามแนวหุบเขาที่ทอดตัวทำให้เกิดพื้นที่ที่เรียกว่า Asoke Valley ซึ่งทำให้พื้นที่บริเวณนั้น จะมีลมพัดในแนวเดียวตลอดคือ เหนือ-ใต้ ซึ่งก็เป็นผลดีต่อองุ่น เพราะลมจะช่วยพัดพาความชื้นออกไป ลักษณะของลมที่มีทิศทางที่แน่นอน ไม่แปรปรวน (Turbulent) ทำให้ไร่องุ่นกรานมอนเต้ สามารถออกแบบการวางตัวของแถวองุ่น ให้มีลมพัดผ่านได้ทั่วถึง ถือว่าเป็นสภาพภูมิอากาศที่เหมือนถูกวิศวกรรมมาแล้วอย่างดีครับ

ไร่องุ่นกรานมอนเต้มีพื้นที่ติดเขาลูกเล็กๆ ทางทิศตะวันตก ซึ่งมีลำธารสายเล็กๆ ไหลคั่นกลาง พื้นที่ติดเชิงเขายังเป็นป่ามีความอุดมสมบูรณ์ จากการติดตั้งเซ็นเซอร์ตรวจสภาพแวดล้อมตามจุดต่างๆ ในไร่ ทำให้ทราบว่าไร่กรานมอนเต้มีสภาพแวดล้อมย่อยที่แตกต่างกันหลายแห่ง อย่างเช่น พื้นที่ติดเชิงเขานั้นจะมีอุณหภูมิต่ำกว่าพื้นที่ที่เป็นเนินกลางไร่ประมาณ 1-3 องศาในเวลากลางวัน และมากถึง 3-6 องศาในเวลากลางคืน อีกทั้งมีความชื้นสูงกว่าบริเวณกลางไร่มาก เนื่องจากเป็นพื้นที่ที่อับลม เนื่องจากกระแสลมจะพัดผ่านบริเวณกลางไร่และทางฝั่งทิศตะวันออกที่เป็นที่โล่งได้ง่ายกว่า จากประวัติการเกิดโรคและแมลง ก็เป็นพื้นที่ที่เคยมีประวัติการพบโรคได้บ่อยกว่าพื้นที่อื่นๆ พื้นที่ดังกล่าว จึงเป็นพื้นที่เฝ้าระวังเป็นพิเศษ ซึ่งต้องมีการติดตั้งเซ็นเซอร์เพื่อคอยตรวจวัดโรคและแมลงในบริเวณนี้ การตรวจพบโรคตั้งแต่เนิ่นๆ ก่อนที่จะลุกลาม จะทำให้การเกษตรที่ยังต้องใช้สารเคมี มีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม มากยิ่งกว่าเกษตรอินทรีย์แบบที่ไม่ใส่ใจข้อมูล เสียด้วยซ้ำไป

สภาพแวดล้อมย่อยนั้นเป็นไปได้ทั้งในแนวราบและแนวดิ่ง เมื่อพิจารณาลักษณะของดินบริเวณนั้น จะพบว่ามีสภาพเป็นดินเหนียว สีดำ ในขณะที่บริเวณอื่นๆ ของไร่จะเป็นดินดำแดงซึ่งเป็นชุดดินปักธงชัยจากการฝังเซ็นเซอร์ตรวจวัดความชื้นในดิน ทำให้พบว่า ดินในบริเวณเชิงเขานั้นจะมีความชื้นมากกว่าบริเวณอื่นๆ ของไร่ จากการประเมินสภาพพื้นที่มีความเป็นไปได้ว่า ใต้ดินอาจเป็นร่องน้ำที่พาดผ่านมาจากบริเวณกลางไร ที่ดินบริเวณนั้นจึงต้องการการรดน้ำน้อยกว่า ในช่วงหน้าแล้งที่ฝนไม่ตก หากบริเวณอื่นๆ ต้องการการรดน้ำทุก 2 วัน บริเวณเชิงเขาจะต้องการการรดน้ำเพียง 1 ครั้งต่อสัปดาห์เท่านั้น จะเห็นได้ว่าการที่เกษตรกรมีความเข้าใจในลักษณะ microclimate ของพื้นที่เพาะปลูกจะช่วยทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้มากมาย ทั้งสารเคมี ค่าไฟที่จะต้องใช้สูบน้ำเพื่อนำมารดน้ำ ค่าแรงงานต่างๆ

ตอนหน้าจะกลับมาเล่าให้ฟังต่อนะครับ ....

29 สิงหาคม 2554

IEEE ISCAS2012 - The IEEE International Symposium on Circuits and Systems


วันนี้ผมมีการประชุมหนึ่งที่น่าสนใจมานำเสนอครับ ซึ่งกำหนดรับบทความก็ใกล้เข้ามาแล้วด้วย การประชุมมีชื่อว่า IEEE ISCAS2012 มีชื่อเต็มคือ The IEEE International Symposium on Circuits and Systems ซึ่งมีกำหนดจัดขึ้นที่กรุงโซล เกาหลีใต้ ระหว่างวันที่ 20-23 พฤษภาคม พ.ศ. 2555 นู่นครับ แต่ว่ากำหนดรับบทความฉบับเต็ม (4-Page Paper) ค่อนข้างใกล้เข้ามาแล้วคือวันที่ 7 ตุลาคม 2554 เลยต้องรีบแจ้งให้ทราบครับ

ISCAS2012 ถือว่าเป็นการประชุมที่สำคัญงานหนึ่งของวงการวิจัยทางด้านทฤษฎี การออกแบบ และการประยุกต์ใช้งานวงจร ระบบและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และในปี 2012 นี้จะให้ความสำคัญกับเรื่องของการหลอมรวมระหว่างศาสตร์ทางด้าน ชีววิทยา สารสนเทศ นาโน และสิ่งแวดล้อม (Convergence of Bio Info Nano Enviro Technology) ซึ่งก็รวมถึงเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่กำลังเป็นที่สนใจกันมากในเวลานี้ เช่น u-healthcare (ubiquitous healthcare) วิศวกรรมชีวการแพทย์ (Biomedical Engineering) สภาพแวดล้อมอัจฉริยะ (Smart Environment) รวมทั้ง Smart Robot Applications

หัวข้อที่เขาประกาศรับบทความมีดังนี้ครับ

- Analog Signal Processing
- Biomedical and Life-Science Circuits, Systems and Applications
- Circuits and Systems for Communications
- Computer-Aided Network Design
- Digital Signal Processing
- Education in Circuits and Systems
- Live Demonstrations of Circuits and Systems
- Multimedia Systems and Applications
- Nanoelectronics and Gigascale Systems
- Neural Networks and Systems
- Nonlinear Circuits and Systems
- Power and Energy Circuits and Systems
- Sensory Systems
- Visual Signal Processing and Communications
- VLSI Systems and Applications

การนำเสนอผลงานของ ISCAS2012 ก็ค่อนข้างหลากหลายครับ มีทั้งแบบบรรยาย (Oral) โปสเตอร์ การสาธิต (Demonstration) การแนะนำ (Tutorials) ซึ่งถือว่าดีมากๆ เลยครับ ผมเคยไปการประชุมวิชาการแบบนี้ พบว่ามีประโยชน์มากครับ เพราะการประชุมจะสนุกสนาน ไม่น่าเบื่อ มีอรรถรสในการเข้าร่วมตลอดงาน เนื่องจากมีการนำเสนอผลงานหลากหลายรูปแบบ แถมได้ดูของจริง ไม่ว่าจะโดยการดูวีดิโอ การโชว์สิ่งประดิษฐ์และผลงานวิจัยในรูปแบบของบูธ และบางครั้งเขาทำกันเป็นละครสั้นโชว์กันให้เห็นเลยครับ

ที่เจ๋งไปกว่านั้น เขายังจัดให้มีการเสนอผลงานในรูปแบบที่เรียกว่า การสารภาพ (Confession) ซึ่งจะเป็นเวทีในการนำเสนอสิ่งผิดพลาดในงานวิจัยของเรา ซึ่งถือเป็นกุศลที่เราจะบอกสิ่งที่เราไม่สามารถบอกได้ในบทความตีพิมพ์ เป็นความผิดพลาดที่เราได้พลั้งเผลอทำไปแล้วเราก็ไม่อยากให้ใครทำผิดเหมือนเราอีก ในเวทีนี้ เราจะบอกว่าเราทำผิดอย่างไร และเราเจอความผิดพลาดนั้นได้ยังไงด้วย ที่สำคัญก็คือ เราได้เรียนรู้อะไรบ้างจากความผิดพลาดของเรา

การประชุมครั้งนี้จะจัดขึ้นที่ COEX Mall ซึ่งเป็นศูนย์ประชุมและห้างสรรพสินค้าขนาดใหญ่ครับ ซึ่งมีอาหารการกินอุดมสมบูรณ์ และแหล่งช็อปปิ้งครบครันอีกด้วย เจอกันที่เกาหลีครับ .....

Intelligent Battlefield - เทคโนโลยีสนามรบอัจฉริยะ (ตอนที่ 9)


ความก้าวหน้าในการนำหุ่นยนต์ไปประยุกต์ใช้ในทางทหารของประเทศสหรัฐอเมริกา นับวันจะยิ่งไปไกลเกินกว่าที่ชาติอื่นๆ จะตามทันแล้วครับ ในขณะที่ประเทศอื่นๆ ใช้หุ่นยนต์สำหรับงานพื้นๆ ธรรมดาๆ อย่างเช่นการเก็บกู้ระเบิด แต่เพนทากอนมุ่งหวังจะให้หุ่นยนต์ทำการรบแทนมนุษย์ ซึ่งจะทำให้สงครามในอนาคตของอเมริกาจะได้สูญเสียชีวิตของทหารที่มีเลือดมีเนื้อน้อยลง ยกตัวอย่างในประเทศอัฟกานิสถานขณะนี้ มีหุ่นยนต์ประจำการจำนวน 2,000 ตัว หรือมีหุ่นยนต์ 1 ตัว ต่อทหาร 50 คน และมีแนวโน้มที่หุ่นยนต์รูปแบบอื่นๆ จะถูกนำมาใช้งานมากขึ้นเรื่อยๆ ครับ

น.ท. เดฟ ทอมสัน (Dave Thompson) ผู้บังคับการหน่วยทหารหน่วยหนึ่ง ของนาวิกโยธินสหรัฐฯ ที่ประจำการอยู่ที่อัฟกานิสถานได้กล่าวว่า "เดี๋ยวนี้ หุ่นยนต์ไม่ได้ถูกใช้แค่เก็บกู้ระเบิดแล้วล่ะครับ พวกเราใช้หุ่นยนต์ปฏิบัติภารกิจอย่างหลากหลายมาก จนพวกคุณคาดคิดไม่ถึงเลยล่ะครับ"

เพนทากอนได้ว่าจ้างให้บริษัทล็อคฮีต มาร์ติน (Lockheed Martin) วิจัยและพัฒนาระบบขับรถเอง เพื่อที่จะนำไปติดตั้งบนรถทหาร สำหรับทำการขนส่งเป็นกองคาราวาน ระบบนี้จะเป็นอุปกรณ์ที่นำไปติดตั้งบนพาหนะทหาร ยานลำเลียงต่างๆ ที่มีอยู่แล้ว เพื่อให้มันสามารถขับได้เองโดยไม่ต้องพึ่งคนขับ โดยอาศัยเซ็นเซอร์ต่างๆ เช่น เรดาห์ จีพีเอส ระบบนี้จะทำการขับรถไปเป็นขบวน โดยมันจะรักษาระยะและความเร็วระหว่างกันอย่างปลอดภัย ผลจากการศึกษาเบื้องต้น พบว่า ระบบนี้จะช่วยทำให้พลขับมีเวลาไปเอาใจใส่กับเรื่องอื่นๆ แทนการขับรถ เช่น พลขับมีความสามารถในการสังเกตสิ่งผิดปกติ เช่น ระเบิดแสวงเครื่องข้างถนน (Road-side Bomb) มากขึ้น 25 เปอร์เซ็นต์

อย่างไรก็ตามระบบคาราวานอัตโนมัติที่กล่าวมาข้างบนนั้น ยังคงต้องการการทดสอบภาคสนามอีกสักระยะถึงจะนำไปใช้ในสนามรบจริง แต่ระบบหุ่นยนต์อีกระบบหนึ่งที่มีความสามารถในการลำเลียงสัมภาระ ในสเกลที่เล็กกว่าระบบคาราวานนั้น กำลังจะถูกนำไปใช้ในอัฟกานิสถานแล้ว นั่นคือ หุ่นยนต์ลา (Robot Mule) ที่ผลิตโดยบริษัท Lockheed Martin เหมือนกันครับ ซึ่งจะว่าไป มันก็ไม่ได้มีรูปร่างเหมือนลาหรอกครับ แต่เหมือนรถหุ้มเกราะหกล้อขนาดย่อมๆ ซึ่งทหารราบใช้มันเพื่อแบกสัมภาระให้ ในการออกลาดตระเวณไปยังสถานที่ต่างๆ มันมีระบบนำทางด้วยแสงเลเซอร์ ซึ่งจะทำให้มันเดินติดตามหน่วยทหารที่เป็นเจ้านายของมันอย่างถูกต้อง

23 สิงหาคม 2554

BHI2012 - IEEE-EMBS International Conference on Biomedical and Health Informatics


เมื่อประมาณเกือบ 10 ปีที่แล้ว ศาสตร์ทางด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์ (Biomedical Engineering) เริ่มบูมขึ้นในประเทศไทย ตามกระแสความนิยมในต่างประเทศ ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาเริ่มมีการประชุมวิชาการทางด้านนี้เกิดขึ้นเป็นดอกเห็ด โดยเฉพาะในย่านเอเชียของเรา บางครั้งจัดกันติดๆ เรียงเดือนกันเลยครับ ในประเทศไทยเราเอง ก็มีสมาคมหรือชมรมที่เกี่ยวข้องทางด้านนี้เกิดขึ้นถึง 3 องค์กร ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความคึกคักของการทำวิจัยเรื่องนี้ในประเทศไทย

เมื่อก่อน การทำวิจัยทางด้าน Biomedical Engineering โดยเฉพาะของไทย มักจะเกี่ยวข้องกับเครื่องมือแพทย์ หรือการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อการแพทย์เป็นหลัก แต่ระยะหลังๆ มานี้ ศาสตร์ทางด้านนี้ได้ก้าวหน้าข้ามขั้นไปยังพรมแดนใหม่ๆ ออกนอกวงการแพทย์ไปสู่งานประยุกต์ด้านอื่นๆ ศาสตร์ใหม่ๆ เหล่านี้ก็ได้แก่ เรื่องของการเชื่อมโยงระหว่างสมองกับจักรกล (Brain-Machine Interface) ระบบเซ็นเซอร์ที่สวมใส่ได้หรือแม้แต่ฝังเข้าไปในร่างกาย (Implantable Devices) ระบบบ้านอัจฉริยะ (Smart Home) ระบบดูแลชีวิตความเป็นอยู่ (Ambient Assisted Living) เป็นต้น ซึ่งจะเห็นได้ว่ามีหัวข้อใหม่ๆ ที่น่าตื่นเต้นให้ทำกันมากขึ้น เมื่อตอนที่ศาสตร์นี้เริ่มเกิดขึ้นในประเทศไทยใหม่ๆ มีคนมาชวนผมทำวิจัย แต่ผมเห็นว่าศาสตร์ทางด้านนี้เป็นเรื่องที่น่าเบื่อ ดูแล้วไม่ค่อยสนุกเท่าไหร่ เลยรีๆ รอๆ อยู่หลายปี จนกระทั่งเมื่อปีที่แล้วนี่เองครับ ที่ผมตัดสินใจเข้ามาทำวิจัยในสาขานี้ เนื่องจากเริ่มเห็นเนื้อหาในการประชุมต่างๆ ที่เริ่มมีเรื่องใหม่ๆ ที่น่าสนุกขึ้น เมื่อปีที่แล้วนี่เอง ผมจึงตัดสินใจเริ่มพัฒนางานวิจัยทางด้านนี้ โดยได้พัฒนาถุงมืออันตรกริยา (Interactive Data Glove) หมอนและที่นอนเซ็นเซอร์ (Sleep Sensor System) รองเท้าอันตรกริยา (Interactive Data Shoe) ระบบตรวจวัดอากาศในอาคาร (Indoor Air Monitoring System) และระบบดูแลชีวิตในบ้าน (Activities of Daily Living)

ในวันนี้ผมขอแนะนำการประชุมวิชาการทางด้าน Biomedical Engineering ที่น่าสนใจ ซึ่งมีชื่อว่า BHI2012 - IEEE-EMBS International Conference on Biomedical and Health Informatics การประชุมนี้จะจัดขึ้นที่ฮ่องกง-เสินเจิ้น ระหว่างวันที่ 5-7 มกราคม พ.ศ. 2555 โดยมีหัวข้อที่เป็นที่สนใจดังนี้

I) P-STAR of Health Information
* Wearable and implantable devices
* Body sensor/area networks (BSN /BAN)
* Diagnostic and therapeutic systems
* Internet and web solutions for healthcare delivery
* Multi-scale modeling and information fusion;
* Ambient assisted living, smart homes and community healthcare systems
* Electronic health records, interoperability and connectivity
* Context-aware retrieval
* p-health, m-health, u-health, e-health systems

II) Biologically Inspired Informatics
* Virtual reality in medicine and surgery
* Bio-inspired robotics and biomimics
* Brain-computer interfacing and human–computer interfacing

III) Informatics in Biological Systems
* Neuroinformatics
* Genomics and proteomics
* Bioinformatics, computational biology

IV) Medical Imaging Informatics
* Realtime imaging
* Multimodal imaging
* Molecular imaging

V) Health Informatics Applications
* Cardiovascular informatics
* Applications in the early diagnosis and treatment of cancers

VI) Deployment of m-Health and Telemedicine
* p-health, m-health, u-health, e-health systems
* Deployment Issues

กำหนดส่งบทความฉบับเต็มคือวันที่ 14 ตุลาคม 2554 นะครับ โดยผลงานที่ได้รับการตอบรับให้ไปเสนอในที่ประชุม จะได้รับการบรรจุในฐานข้อมูล IEEE และ SCOPUS โดยบทความบางเรื่องจะได้รับคัดเลือกให้พัฒนาต่อเพื่อตีพิมพ์ในวารสาร IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine

22 สิงหาคม 2554

Phytomonitoring Technologies - เทคโนโลยีตรวจวัดพืช (ตอนที่ 2)


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

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

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

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

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

แล้วผมจะกล่าวรายละเอียดสำหรับเทคโนโลยีที่เหลือในตอนต่อๆ ไปครับ

07 สิงหาคม 2554

Phytomonitoring Technologies - เทคโนโลยีตรวจวัดพืช (ตอนที่ 1)


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

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

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

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

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

ส่วนรายละเอียดในเทคโนโลยีต่างๆ นั้น ผมจะนำเสนอในโอกาสต่อไปนะครับ ......

06 สิงหาคม 2554

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


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

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

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

หัวข้อการประชุมที่เป็นที่สนใจของ AFITA 2012 มีดังนี้ครับ

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

04 สิงหาคม 2554

AROB2012 - The 17th International Symposium on Artificial Life and Robotics


อย่างที่ผมมักจะพูดเสมอครับว่า เรื่องของการบูรณาการระหว่างมนุษย์และจักรกล (Man-Machine Integration) และการปฏิสัมพันธ์ระหว่างจิตใจกับวัสดุ (Mind-Materials Interaction) เป็นกระบวนทัศน์ใหม่ที่กำลังจะพัฒนาขึ้นมาจนอาจจะกลายเป็นกระแสหลักของโลกในศตวรรษที่ 21 นี้ ยิ่งในระยะหลังๆ เราจะเห็นมีการประชุมทางด้านวิชาการของศาสตร์ที่เกี่ยวข้องเยอะมาก ปีหนึ่งมีการประชุมหลายๆ แห่งที่ใช้ keywords คล้ายๆ กัน ไม่ว่าจะเป็น HCI (Human-Computer Interactions), HRI (Human-Robot Interactions), BCI (Brain-Computer Interface), Neurocognitive Science, Biorobotics เป็นต้น

ในช่วงปีหน้า หรือปี 2012 แนวโน้มก็ยังเป็นเช่นนั้นครับ มีการประชุมทางด้านนี้มากมายที่จะเกิดขึ้นทั่วโลก วันนี้ผมขอนำการประชุมที่น่าสนใจหนึ่งมานำเสนอครับ นั่นคือ AROB2012 - The 17th International Symposium on Artificial Life and Robotics ซึ่งจะจัดขึ้นที่เมือง Beppu ซึ่งอยู่ทางตอนใต้ของญี่ปุ่น ระหว่างวันที่ 19-21 มกราคม พ.ศ. 2555 โดยกำหนดส่งบทคัดย่อในวันที่ 1 กันยายน 2554 ที่ใกล้เข้ามานี้ หลังจากนั้นจะมีการตอบรับในวันที่ 15 กันยายน 2554 พร้อมกำหนดส่งบทความฉบับเต็มภายในวันที่ 15 ตุลาคม 2554 ครับ .... ลองดูเนื้อหากันนะครับ ยังมีเวล

หัวข้อที่เป็นที่สนใจของการประชุมนี้ก็มีดังนี้ครับ

Artificial brain research
Artificial intelligence
Artificial life
Artificial living
Artificial mind research
Bioinformatics
Bipedal robot
Brain science
Chaos
Cognitive science
Complexity
Computer graphics
Control techniques
Date mining
DNA computing
Evolutionary computations
Fuzzy control
Genetic algorithms
Human-machine cooperative systems
Human-welfare robotics
Image Processing
Intelligent control&modeling
Learning
Management of Technology
Medical surgical robot
Micromachines
Mobile vehicles
Molecular biology
Multi-agent systems
Nano-biology
Nano-robotics
Neurocomputing technologies
Neural networks and its application for hardware
Pattern recognition
Quantum computing
Resilient infrastructure systems
Robotics
Soccer robot
Virtual reality
Visualization

จะเห็นว่าหัวข้อค่อนข้างกว้าง แต่แนวโน้มของศาสตร์จะไปทางเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่ไม่เคยอยู่ในสาขาหุ่นยนต์มาก่อน อย่างเช่น Nano-robotics, Nano-biology, Quantum Computing, Neurocomputing technologies, Molecular biology ซึ่งจะมีความเป็นชีววิทยาเพิ่มมากขึ้นกว่าแต่ก่อน จริงๆ แล้วในมุมมองจากชีววิทยานั้น หุ่นยนต์ก็มีแนวโน้มที่จะเหมือนสิ่งมีชีวิตมากขึ้นเรื่อยๆ และในที่สุดก็อาจจะกลายเป็นสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่ง ในขณะที่หากมองจากมุมของหุ่นยนต์ศาสตร์ สิ่งมีชีวิตต่างๆ ก็ทำงานคล้ายๆ กับเป็นหุ่นยนต์ ลองสังเกตมดสิครับ มันเดินเรียงแถวกันไปหาอาหาร เดินกลับรัง เอาอาหารมาเก็บแล้วออกไปใหม่ มันใช้ชีวิตไม่ต่างอะไรจากหุ่นยนต์เลย ....

24 กรกฎาคม 2554

นักวิทยาศาสตร์เพิ่งค้นพบทฤษฎี อธิบายการเจริญและเสื่อมของสรรพสิ่ง



ทุกๆ ครั้งที่ผมได้มีโอกาสไปเที่ยวชมโบราณสถานต่างๆ แถวๆ สุโขทัย หรืออารยธรรมโบราณอย่างนครศรีเทพ คำถามที่มักจะเกิดขึ้นในใจผมก็คือ เมืองโบราณที่เคยเจริญรุ่งเรืองอย่างมากในอดีตเหล่านี้ เสื่อมถอยจนเหลือแต่เศษซากไปได้อย่างไร กรุงสุโขทัยซึ่งถือเป็นราชธานีแห่งแรกสำหรับประวัติศาสตร์ของชนชาติไทย กลายเป็นเมืองร้างโบราณได้อย่างไร ทั้งๆ ที่ก็ไม่ได้ถูกรุกรานเผาทำลายโดยน้ำมือข้าศึกเหมือนอยุธยา

การเจริญและความเสื่อมถอยของอารยธรรม เป็นเรื่องที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ตอนสมัยผมเป็นเด็ก เราเคยเรียนเรื่องความเจริญรุ่งเรืองและเสื่อมถอยของอารยธรรมอียิปต์ กรีก โรมัน มองโกล ซึ่งเป็นประวัติศาสตร์ที่ย้อนกลับไปไกลพอควร แต่ที่ใกล้ๆ และยังพอเห็นอยู่ก็คือ สหราชอาณาจักร หรือ อังกฤษ นี่เองครับ อังกฤษเคยเป็นประเทศที่ยิ่งใหญ่มากๆ เคยครอบครองพื้นที่ที่เป็นประเทศสหรัฐอเมริกาในปัจจุบัน อินเดีย จีน มาเลเซียและสิงคโปร์ ออสเตรเลีย จนถึงกับถูกตั้งฉายาให้เป็นอาณาจักรที่พระอาทิตย์ไม่เคยตกดิน แต่ทุกวันนี้ อังกฤษเสื่อมถอยลงทุกด้าน แม้กระทั่งฟุตบอลซึ่งตัวเองเป็นต้นตำหรับ แต่กลับได้เป็นแชมป์โลกเพียงครั้งเดียว แล้วก็เป็นครั้งที่ถูกกล่าวหาว่าปล้นชัยชนะมา จากความได้เปรียบในการเป็นเจ้าภาพ

วงจรแห่งความเจริญและเสื่อมถอยของสรรพสิ่งนี้ เรามักจะรู้จักกันในชื่อที่เรียกว่า S-curve เพราะเหตุที่ว่ามันมีรูปร่างคล้ายๆ ตัว S นั่นเองครับ กล่าวคือ ช่วงแรกๆ การเจริญเติบโตหรือรุ่งเรื่องนี้จะเป็นไปด้วยความเชื่องช้าก่อน สักพักมันจะเริ่มชันขึ้น ชันขึ้นเรื่อยๆ เกิดอัตราการเจริญเติบโตที่สูงมากไปสักพัก จากนั้นมันจะเริ่มอืด อัตราการเติบโตจะช้าลงไปเรื่อยๆ จนกระทั่งหยุดนิ่ง

วงจรรูปตัว S ที่ว่านี้ ถ้าสังเกตให้ดี มันเกิดขึ้นสิ่งต่างๆ รอบๆ ตัวเราทั้งสิ้น ไม่ว่าจะเป็น การเจริญเติบโตของเราเอง การเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจ เทคโนโลยีต่างๆ ปฏิกริยาเคมี การขยายประชากรของสิ่งมีชีวิต และอื่นๆอีกมากมาย ไม่เว้นแม้กระทั่งความรัก ที่มักจะเบ่งบานในช่วงแรก แล้วกลายมาเป็นความเบื่อหน่ายชาเย็นในที่สุด การเกิดวงจรรูปตัว S เป็นเรื่องปกติในชีวิตประจำวันของเรา แต่วิทยาศาสตร์กลับยังไม่เคยให้คำตอบว่า เพราะอะไรมันถึงต้องเป็นเช่นนั้น

และแล้ว ... เมื่อสัปดาห์ที่ผ่านมานี้เอง ได้มีการเปิดเผยคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับวงจรรูปตัว S ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Applied Physics (รายละเอียดฉบับเต็มคือ A. Bejan, S. Lorente. The constructal law origin of the logistics S curve. Journal of Applied Physics, 2011; 110: 024901 DOI: 10.1063/1.3606555) โดยศาสตราจารย์ เบจาน (Professor Adrian Bejan) แห่งภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล มหาวิทยาลัยดุค (Duke University) ท่านเป็นผู้ตั้งทฤษฎีที่เรียกว่า Constructal Theory ซึ่งเป็นทฤษฎีที่ว่าด้วยการไหลของสิ่งต่างๆ ในธรรมชาติอันนำไปสู่การสร้าง หรือรังสรรสิ่งต่างๆ ทั้งที่เป็นสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิต กฏของการไหลของข้อมูล วัสดุ ปัจจัยต่างๆ นั้นบังคับให้การเกิดขึ้นของสิ่งต่างๆ มีรูปแบบออกมา เช่น รูปร่างของต้นไม้ การไหลของแม่น้ำ รูปร่างของปอด การจราจร ระบบการไหลเวียนของโลหิต เป็นต้น

เมื่อนำทฤษฎีและโมเดลทางคณิตศาสตร์ของ Constructal Theory มาพิจารณาสิ่งต่างๆ ยกตัวอย่างเช่น การเกิดขึ้นของเทคโนโลยีใหม่ จะพบว่าเมื่อเทคโนโลยีเกิดขึ้นใหม่ๆ คนยังไม่รู้จัก มันก็จะเหมือนของไหลที่ต้องผ่านทางแคบๆ และค่อยๆ เจาะเข้าไปในดินแดนที่ยังไม่มีการไหลเข้าไป ซึ่งเหมือนช่วงต้นของ S-curve ที่จะมีการเติบโตค่อนข้างช้า เมื่อคนเริ่มรู้จักเทคโนโลยีนั้นแล้ว จะมีการใช้กันอย่างกว้างขวาง มีการเติบโตอย่างรวดเร็วของตลาด เปรียบเสมือนการไหลผ่านแม่น้ำสายหลัก ต่อมาเมื่อเทคโนโลยีนั้นเริ่มอิ่มตัว และต้องการเข้าไปสู่ผู้ใช้อื่นๆ ที่ยังไม่ได้ใช้เทคโนโลยีนี้ มันก็จะเริ่มเจาะเข้าไปในตลาดได้ช้าลง ซึ่งก็คือช่วงปลาย S-curve นั่นเอง เสมือนน้ำในแม่น้ำสายหลักที่พยายามไหลเข้าไปในคลองเล็กคลองน้อย ซึ่งปลายก็จะค่อยๆ ตีบลงเรื่อยๆ ซึ่งเป็นจุดที่เทคโนโลยีอิ่มตัวไม่สามารถสร้างตลาดใหม่ได้อีก และอีกไม่นาน ก็จะมีสิ่งใหม่มาแทนที่

เมื่อ 2,600 ปีที่แล้ว ที่ป่าอิสิปตนมฤคทายวัน เมืองพาราณสี สมเด็จพระสัมมาสัมพุทธเจ้าได้แสดงธรรมที่มีชื่อว่าอนัตตลักขณสูตรแก่ปัญจวัคคีย์ทั้ง 5 ซึ่งเนื้อหาเป็นเรื่องเกี่ยวกับการไม่มีตัวตนของสรรพสิ่ง ทำให้เกิดสภาวะไม่เที่ยง ไม่สามารถตั้งอยู่ได้ อันทำให้ทุกสิ่งทุกอย่างเมื่อมีเกิดขึ้น ตั้งอยู่ ย่อมดับไปเป็นเรื่องธรรมดา เมื่อฟังธรรมนี้จบ ปัญจวัคคีย์ทั้ง 5 ก็ได้สำเร็จเป็นพระอรหันต์พร้อมกันในครานั้นเอง ......

21 กรกฎาคม 2554

Quantum Biology - ชีววิทยาควอนตัม (ตอนที่ 3)



กลศาสตร์ควอนตัม เป็นศาสตร์ประหลาดที่เริ่มพัฒนาขึ้นเมื่อร้อยปีที่แล้ว เนื้อหาบางส่วนที่แปลกพิกลถึงกับทำให้นักวิทยาศาสตร์เอกอย่างไอน์สไตน์แทบจะไม่เชื่อ ถึงกับพูดออกมาว่า "พระเจ้าท่านไม่ทอดลูกเต๋า" ... น่าเสียดาย หากไอน์สไตน์ได้ศึกษาพระไตรปิฎกในพุทธศาสนาสักนิด เขาอาจจะไขความลับความประหลาดของทฤษฎีควอนตัมได้ เพราะหลักธรรมคำสอนของพระพุทธองค์ในเรื่องของการเกิด-ดับ ของสิ่งต่างๆ รวมไปถึงความว่างเปล่าไม่มีตัวตนของสรรพสิ่ง เป็นเรื่องปกติในศาสนาพุทธและทฤษฎีควอนตัม แต่เป็นเรื่องที่หลักปรัชญาในศาสนาอื่นๆ คาดไม่ถึง ...

เมื่อไม่นานมานี้เอง นักวิทยาศาสตร์เริ่มค้นพบหลักฐานใหม่ๆ ที่ว่า สิ่งมีชีวิตทั้งหลายได้หยิบยืมศาสตร์แห่งควอนตัมไปใช้ประโยชน์ ซึ่งเป็นเรื่องที่นักวิทยาศาสตร์รุ่นเก่าๆ ที่ค้นพบกลศาสตร์ควอนตัมแทบจะไม่คาดคิดมาก่อน ดูเหมือนธรรมชาติจะหยั่งรู้ความสามารถพิเศษของกลศาสตร์ควอนตัม และนำไปประยุกต์ใช้นานแล้ว ไม่ว่าจะเป็นการสังเคราะห์แสงของพืช (ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงมากเสียจนยังไม่มีเทคโนโลยีไหนของมนุษย์มาเทียบเคียงได้เลย) การมองเห็นของสัตว์ การเปลี่ยนพลังงานเคมีให้เป็นพลังงานกลเพื่อใช้ในการเคลื่อนไหว ระบบนำทางด้วยแม่เหล็ก ทั้งนี้ยังไม่นับรวมปรากฏการณ์อื่นๆ ที่อาจจะใช้หลักการควอนตัม เช่น การประมวลผลในสมอง และอาจจะไปถึงเรื่องของจิตเสียด้วยซ้ำ

เรื่องหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจค่อนข้างมาก คือระบบนำทางโดยอาศัยสนามแม่เหล็ก ซึ่งทำให้สัตว์หลายๆ ชนิด เช่น ผึ้ง จระเข้ วัว กวาง กุ้งล็อปสเตอร์ นกหลายๆชนิด หรือแม้กระทั่งมนุษย์เอง สามารถรู้ทิศทาง ตำแหน่ง และความสูง โดยอาศัยประสาทสัมผัสทางด้านสนามแม่เหล็ก

หลักฐานหลายๆ ชิ้นบ่งชี้ว่าในดวงตาของสัตว์เหล่านี้ เช่น นก จะมีเซลล์รับแสงซึ่งประกอบด้วยโปรตีนที่มีชื่อว่า คริปโตโครม (Cryptochrome) ซึ่งเมื่อมันได้รับแสง จะทำให้อิเล็กตรอนคู่หนึ่งถูกกระตุ้นไปอยู่ในสภาวะเร้า (Excited State) เนื่องจากอิเล็กตรอนที่เข้าคู่กันอยู่นี้ อยู่ในสภาวะที่เป็น "เนื้อคู่" กัน (Quantum Entanglement) กล่าวคือ หากมันแยกจากกันไป ไม่ว่าอยู่ห่างไกลกันเพียงใดก็ตาม หากอิเล็กตรอนตัวใดตัวหนึ่งถูกกระทบให้เปลี่ยนสถานะการหมุน (Spin) อิเล็กตรอนอีกตัวที่เป็นคู่กันจะสามารถรับรู้ได้ แล้วจะเปลี่ยนการหมุนตามโดยทันที

ดังนั้นเมื่ออิเล็กตรอนถูกเร้าให้แยกจากกันด้วยแสง อิเล็กตรอนตัวหนึ่งจะออกไปห่างจากโมเลกุลมากขึ้น ทำให้มันสามารถรับรู้ถึงสนามแม่เหล็กได้ และเมื่อนกบินเปลี่ยนทิศทางไป อิเล็กตรอนนี้จะรับรู้การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็ก ซึ่งจะมีผลทำให้คู่ของมันที่ยังติดอยู่ในโมเลกุลโปรตีนคริปโตโครมนั้น รับรู้สนามแม่เหล็กด้วยเช่นกัน การเปลี่ยนสปินของอิเล็กตรอนที่ยังติดอยู่ในโมเลกุล จะทำให้การเกิดปฏิกริยาเคมีเปลี่ยนแปลงไป เช่น อาจมีอัตราการเกิดปฏิกริยาไม่เหมือนเดิม ซึ่งก็มีผลต่อการสร้างภาพในลูกตาของสัตว์ ซึ่งสัตว์ก็จะมองเห็นเป็นภาพที่เปลี่ยนแปลงไป เช่น อาจมีจุดขึ้นในภาพที่บอกว่าตรงไหนเป็นทิศเหนือ หรืออาจมองเห็นเป็นเส้นคล้ายเข็มทิศก็ได้ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่แน่ใจในรายละเอียดตรงนี้ คงต้องรอการศึกษาวิจัยต่อไปครับ

ในกรณีของมนุษย์เรา นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าก็น่าจะมีสัมผัสด้านสนามแม่เหล็กในดวงตาเช่นกัน เพราะในดวงตาของมนุษย์ก็มีโปรตีนชนิดนี้เช่นกัน แต่พวกเราอาจจะลืมวิธีใช้เข็มทิศแม่เหล็กในดวงตาของเราไปนานแล้ว ......

13 กรกฎาคม 2554

Smart Environment - สภาพแวดล้อมอัจฉริยะ (ตอนที่ 2)


เมื่อตอนผมยังเล็ก คุณยายของผมที่อยู่ต่างจังหวัดจะมาอยู่ที่บ้านผมปีละครั้ง ครั้งหนึ่งเป็นเดือน ท่านจะเรียกผมใส่บาตรตอนเช้าเสมอ ตอนกลางวันท่านก็จะนั่งทำต้นไม้เงินต้นไม้ทองเพื่อนำไปถวายพระ หลายๆ ครั้งผมก็จะช่วยท่านทำ ท่านก็จะเล่าเรื่องนู้นเรื่องนี้ให้ฟัง หนึ่งในนั้นก็คือเรื่องของเทวดา คุณยายเล่าให้ฟังว่า เทวดามีที่อยู่เป็นวิมานที่มีความสวยงามมาก เป็นวิมานแก้วที่สวยระยิบระยับ ที่อยู่ของเทวดามีความสุขสบายไม่ร้อนไม่หนาว อยากให้สว่างก็สว่าง มืดก็มืด เวลาหิวก็นึกเอา อาหารทิพย์ก็จะมาเอง อยากทานอะไรก็นึกเอา ผมฟังแล้วก็จินตนาการไป เชื่อครึ่งไม่เชื่อครึ่ง แต่ก็ไม่เคยขัดท่าน เพราะฟังแล้วนึกตามก็เพลินใจสนุกดี

ไม่น่าเชื่อว่าเรื่องที่คุณยายเล่าเกี่ยวกับวิมานเทวดา กับจินตนาการในวัยเด็กของผมนั้นกำลังจะกลายมาเป็นหัวข้อวิจัยที่เป็นที่สนใจของกลุ่มวิจัยทั่วโลก ทั้งเรื่องของสภาพล้อมรอบอัจฉริยะ (Ambient Intelligence) สภาพแวดล้อมที่ตอบสนอง (Responsive Environment) สถาปัตยกรรมแบบอันตรกริยา (Interactive Architecture) ซึ่งเป็นศาสตร์ที่ว่าด้วยการทำให้สิ่งแวดล้อม ที่อยู่อาศัย อาคารบ้านช่อง มีความฉลาด ทำงานตอบสนองต่อผู้อยู่อาศัย ทั้งในเชิงกายภาพและเชิงจิตใจและอารมณ์ สิ่งแวดล้อมที่เราอาศัยอยู่นี้จะรับรู้ด้วยสัมผัสของมันว่า เราใช้ชีวิตอยู่อย่างไร กำลังทำอะไร มีความสุขหรือหงุดหงิดไหม นอนหลับดีหรือว่ากระสับกระส่าย ใช้เวลาอยู่กับสิ่งไหนมากน้อยอย่างไร แล้วมันก็จะพยายามเอาใจใส่เรา ทำในสิ่งที่เราต้องการ ไม่ต่างจากวิมานเทวดาที่เป็นภพภูมิที่แสนน่ารื่นรมย์

เมื่อเราสตาร์ทรถออกจากบ้าน รถจะทำการเชื่อมโยงเข้ากับเครือข่ายไร้สาย เพื่อประเมินสถานการณ์จราจรและหาเส้นทางที่สะดวกที่สุดให้เรา ขณะที่เราขับรถบนทางหลวงนั้น รถของเราจะสนทนากับรถคันอื่นๆ บนถนน เพื่อสอบถามข้อมูลต่างๆ จากรถคันอื่นว่าวิ่งมีจากไหน มีอะไรที่ควรสนใจหรือไม่ หากเส้นทางข้างหน้าที่เรากำลังจะไปมีอุบัติเหตุเกิดขึ้น รถที่วิ่งสวนทางกับเรามาก็จะสนทนากับรถของเราว่าให้ระวังนะ ข้างหน้ามีอุบัติเหตุ การขับขี่รถในถนนจะมีความปลอดภัยมาก ทุกครั้งที่เราจะเปลี่ยนเลน เซ็นเซอร์ในรถของเราจะตรวจสอบว่าด้านข้างนั้นปลอดภัยในการเปลี่ยนเลนหรือไม่ และเมื่อเรากำลังขับรถเข้าทางแยก รถของเราจะสนทนากับรถคันอื่นๆ ที่กำลังจะเข้าทางแยก ให้ระมัดระวังกันและกัน ทางหลวงที่มีความฉลาด (Intelligent Highway) นี้จะทำให้เราไปไหนมาไหนได้อุ่นใจกว่าปัจจุบันมากเลยครับ

ถ้าเกิดวันไหน เราขี้เกียจออกจากบ้าน เราสามารถที่จะใช้หุ่นยนต์อวตาร (Robot Avatar) เพื่อทำหน้าที่แทนเราได้ เพียงแค่นั่งหน้าจอโปรเจ็คเตอร์ แล้วสั่งให้เจ้าหุ่นเดินไปมาในที่ทำงาน เพื่อไปทักทายคนโน้นคนนี้ ไปตรวจเยี่ยมจุดต่างๆ ของที่ทำงาน หรือแม้แต่เข้าประชุมร่วมกับลูกน้อง เจ้าหุ่นยนต์ตัวนี้จะมีจอภาพที่แสดงหน้าตาของเราที่บ้าน มีแขนกลที่สามารถยื่นออกไปจับสิ่งของได้ หรือแม้แต่สัมผัสพื้นผิวต่างๆ แล้วส่งข้อมูลมาแสดงออกที่อุปกรณ์ฝั่งรับเพื่อให้เรารู้สึกถึงสัมผัสของสิ่งนั้นก็ได้

วันนี้ผมขอแค่นี้ก่อนนะครับ ก่อนที่จินตนาการจะพาท่านผู้อ่านเตลิดไปไกลกว่านี้ ... แต่ทุกอย่างที่ผมเล่ามานั้น เป็นหัวข้อวิจัยที่มีการทำกันอยู่ทั้งสิ้นครับ ไม่ใช่เรื่องเพ้อฝันเลย .....

05 กรกฎาคม 2554

Quantum Biology - ชีววิทยาควอนตัม (ตอนที่ 2)


ถึงแม้ผมจะทำงานวิจัยค่อนไปทางแนววิศวกรรม ไม่ว่าจะเป็นโครงการไร่องุ่นอัจฉริยะ (Smart Vineyard) โครงการเทคโนโลยีระบบตรวจวัดสุขภาพอัจฉริยะ (Smart Healthcare) จมูกอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Nose) วิศวกรรมอารมณ์ (Affective Engineering) แต่โดยพื้นฐานการศึกษาของผมเองนั้น จริงๆ แล้วผมจบมาทางด้านกลศาสตร์ควอนตัม (Quantum Mechanics) ครับ

กลศาสตร์ควอนตัมเป็นทฤษฎีประหลาดที่ขัดกับสามัญสำนึกในหลายๆ ด้าน อย่างเช่น แสงเป็นได้ทั้งคลื่นและอนุภาคในเวลาเดียวกัน วัตถุสามารถที่จะหายตัวข้ามสิ่งกีดขวางไปโผล่ฝั่งตรงข้ามได้ หรือแม้แต่ การที่อนุภาคหนึ่งจะสามารถมีที่อยู่พร้อมๆ กันได้หลายๆ ที่ในเวลาเดียวกัน และที่น่าประหลาดที่สุดก็คือ เราไม่สามารถใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์เพื่อทำการวัด หรือหาความจริงในระบบควอนตัมได้ เพราะการเข้าไปสังเกตหรือทำการวัด จะทำให้ระบบถูกกระทบกระเทือน และเกิดการเปลี่ยนแปลงไป จนทำให้เราไม่อาจรู้ว่า แท้ที่จริงแล้ว ระบบเป็นอย่างไร เหมือนกับว่า มันไม่ยอมให้เรารู้ ถ้าเราอยากรู้มันจะแกล้งเรา (ทั้งนี้ เพราะนักวิทยาศาสตร์ชาติตะวันตกไม่ทราบว่า ยังมีอีกวิธีการหนึ่งในการเข้าหาความจริง โดยที่ไม่ต้องไปกระทบกระเทือนระบบ วิธีการนี้เรียกว่า "กระบวนการตรัสรู้" ซึ่งเป็นกระบวนการหยั่งรู้ความจริงโดยพระสัมมาสัมพุทธเจ้า ทุกๆ พระองค์)

ที่ผู้คนรู้สึกว่ากลศาสตร์ควอนตัมประหลาด ขัดกับสามัญสำนึก ก็เพราะว่าส่วนใหญ่แล้ว กลศาสตร์ควอนตัมจะทำงานอย่างชัดเจนในระดับที่เล็กมากๆ หรือที่เราเรียกว่าระดับจุลภาค ทำให้เราไม่ค่อยรู้สึกว่ามันได้ถูกใช้งานเท่าไร แต่จริงๆแล้วอย่างนี้คิดผิดครับ เพราะว่า เทคโนโลยีแห่งความสุขสบายทุกวันนี้ล้วนมาจากหลักการของกลศาสตร์ควอนตัมครับ ไม่ว่าจะเป็น เตาไมโครเวฟ GPS การสื่อสารไร้สาย จอภาพแบบ OLED เครื่องใช้อิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิด โดยที่เราไม่รู้ตัว ทั้งนี้เพราะโดยมากหลักการของกลศาสตร์ควอนตัม มักจะยุ่งอยู่กับอะตอมและโมเลกุล ทำให้เรารู้สึกว่ามันเป็นเรื่องที่สัมผัสไม่ได้

ที่ผ่านมา เราคิดว่าเราเป็นผู้ค้นพบหลักการของกลศาสตร์ควอนตัม และนำมาใช้งานเป็นเทคโนโลยีด้านต่างๆ แต่ไม่นานมานี้ นักวิทยาศาสตร์เริ่มพบหลักฐานใหม่ๆ ว่าธรรมชาติได้นำหลักการอันเป็นความลับของกลศาสตร์ควอนตัม มาใช้งานในหลายๆ ด้าน ด้วย ไม่ว่าจะเป็นเรื่องของการสังเคราะห์แสง โรงงานผลิตพลังงานในร่างกายของสิ่งมีชีวิต ระบบนำทางของนกพิราบ ไปจนกระทั่งความคิดในสมอง ผมจะทยอยนำมาเล่าให้ฟังนะครับ .... แถมในขณะนี้ได้มีความพยายามในการเชื่อมโยงกลศาสตร์ควอนตัมกับมิติลี้ลับที่ยังอธิบายไม่ได้ด้วยวิทยาศาสตร์ .... คอยติดตามเรื่องราวเหล่านี้ในบทความซีรีย์นี้ครับ ....

30 มิถุนายน 2554

Are We Simulated in Computer ? - ฤาโลกนี้เป็นเพียงฝัน (ตอนที่ 9)


เคยไหมครับที่เราเคยฝันถึงใครบางคน คนที่ไม่มีตัวตน เมื่อตื่นขึ้นก็ยังเหมือนติดอยู่ในภวังค์ อย่างกับว่าคนในฝันคนนั้นมีอยู่จริงๆ ทั้งๆที่รู้ว่าทั้งหมดมันก็เพียงแค่ความฝัน แต่ความคิดของเราก็ยังติดอยู่กับคำว่า "เค้าน่าจะมีตัวตน"

เมื่อสัปดาห์ที่แล้วนี่เอง ได้เกิดเหตุการณ์โกลาหลในญี่ปุ่นและเกือบจะลุกลามบานปลาย เป็นสภาวะปนเประหว่างความประหลาดใจ ความขุ่นเคือง ความเสียใจ ของคนญี่ปุ่น ซึ่งเป็นข่าวดังมากๆในญี่ปุ่นและแพร่ขยายออกไปทั่วโลก สถานีโทรทัศน์ต่างประเทศหลายแห่งนำเหตุการณ์นี้ไปออกอากาศ มีการวิพากษ์วิจารณ์กันจนเกือบจะเป็นเหตุการณ์จลาจลบนโลกออนไลน์เลยทีเดียว

ความวุ่นวายที่เกิดขึ้นก็เนื่องมาจากบริษัทกูลิโกะ (Glico) ได้ออกคลิปวีดิโอแพร่ภาพเปิดเผยความจริงว่า นักร้องหน้าใหม่ของวง AKB48 (ซึ่งเป็นกลุ่มศิลปินชื่อดังของญี่ปุ่น) ที่มีชื่อว่า อาอิมิ (Eguchi Aimi) .... ซึ่งก่อนหน้านี้ได้เป็นนางแบบโฆษณาขนมตัวใหม่ของกูลิโกะ และเป็นนางแบบในนิตยสารแฟชั่นหลายเล่ม ... แท้จริงแล้ว เธอเป็นเพียงมนุษย์ดิจิตอลที่สร้างขึ้นบนคอมพิวเตอร์ โดยใช้ส่วนใบหน้าจากนักร้องวง AKB48 จำนวน 6 คน (6 คนที่ดังที่สุดในวง AKB48 ซึ่งมีนักร้องในวงมากถึง 60 คน) โดยวิศวกรได้เลือกเอาส่วนที่ดีที่สุดในใบหน้าของนักร้องทั้ง 6 เพื่อสร้างหน้าตาของ อาอิมิ ออกมาอย่างน่ารัก จนเป็นที่หลงใหลคลั่งไคล้ไปทั้งญี่ปุ่น ผู้คนทั้งญี่ปุ่นรู้จักอาอิมิก่อนที่จะรู้ความจริงว่าเธอไม่มีตัวตน ในฐานะนักร้องหน้าใหม่ของ AKB48 ซึ่งปรกติแล้ว การเข้ามาเป็นสมาชิกของ AKB48 จะต้องผ่านการแสดงออดิชั่น ซึ่งจะทำให้แฟนๆ รู้ว่าใครเป็นใคร หน้าตาอย่างไร แต่การปรากฏตัวของอาอิมิในโฆษณาของกูลิโกะ และนิตยสารหลายเล่ม เกิดขึ้นโดยไม่มีใครเคยรู้จักเธอมาก่อน แต่สิ่งนี้กลับไม่ได้เป็นปัญหาสำหรับเธอเลย เพียงไม่กี่วันที่เธอปรากฏตัว ได้มีแฟนคลับของเธอเกิดขึ้นทั่วเกาะญี่ปุ่น

เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นนี้นำมาสู่คำถามที่ว่า "เราสามารถรักและมอบใจให้กับคนที่ไม่มีตัวตนได้หรือไม่" ซึ่งเราจำเป็นจะต้องตอบคำถามนี้ให้ได้โดยใช้เวลาไม่นานด้วย เพราะว่านับวันเทคโนโลยีทางด้านความจริงเสมือน (Virtual Reality) ความจริงผสม (Mixed Reality) หรือแม้แต่ความจริงจำแลง (Simulated Reality) เริ่มขยับใกล้เข้ามาสู่ชีวิตเรามากขึ้นๆ จนในวันหนึ่งเราอาจจะตื่นขึ้นมาในตอนเช้า แล้วถามตัวเองว่า โลกที่เรากำลังลืมตาดูอยู่นี้ เป็นของจริง หรือป่าว .....



28 มิถุนายน 2554

โอบามาทุ่ม 15,000 ล้านบาท วิจัย Advanced Manufacturing Initiative



เมื่อปลายสัปดาห์ที่แล้ว ประธานาธิบดีโอบามาได้เดินทางไปเยี่ยมชม มหาวิทยาลัยคาร์เนกี เมลลอน (Carnegie Mellon University) ซึ่งมหาวิทยาลัยนี้มีชื่อเสียงในเรื่องของเทคโนโลยีหุ่นยนต์ และยังเป็นที่ตั้งของศูนย์วิจัยหุ่นยนต์แห่งชาติ (National Robotics Engineering Center) อีกด้วย ทั้งนี้มหาวิทยาลัยแห่งนี้ได้รับงบประมาณจำนวนมากจากเพนทากอน ในการพัฒนาระบบหุ่นยนต์สำหรับการทหาร มีโครงการวิจัยระดับแนวหน้ามากมาย ประธานาธิบดีได้มีเซอร์ไพรซ์สำหรับนักข่าวด้วยการเปิดตัวโครงการใหม่ สำหรับสนุนการวิจัยเทคโนโลยีผลิตกรรมสำหรับยุคอนาคตที่มีชื่อ Advanced Manufacturing Partnership ซึ่งมีมูลค่าประมาณ 500 ล้านเหรียญสหรัฐฯ หรือประมาณ 15,000 ล้านบาท

โครงการ Advanced Manufacturing Partnership จะเป็นความร่วมมือระหว่างรัฐบาลกลางสหรัฐ ภาคอุตสาหกรรม และมหาวิทยาลัยในการวิจัยเทคโนโลยีใหม่ที่จะบูรณาการศาสตร์ทางด้านไอที เทคโนโลยีชีวภาพ และนาโนเทคโนโลยี เพื่อพัฒนาระบบการผลิตแบบใหม่ วัสดุแบบใหม่ เพื่อที่จะปฏิรูปการผลิตของสหรัฐฯ ให้มีความทันสมัยล้ำยุคกว่าใคร

ผู้ที่เป็นหัวหน้าโครงการวิจัยนี้ นายโอบามาได้มอบหมายให้ Mr. Andrew Liveris ซึ่งเป็นประธานบริษัทดาวเคมีคอล (Dow Chemical) และ Ms. Susan Hockfield อธิการบดีของสถาบันเทคโนโลยีแห่งแมสซาจูเซตต์ (MIT) โดยเบื้องต้นจะมีมหาวิทยาลัยชั้นแนวหน้าของอเมริกามาเข้าร่วมหลายแห่งได้แก่ MIT มหาวิทยาลัยคาร์เนกี เมลลอน สถาบันเทคโนโลยีแห่งจอร์เจีย มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบอร์คลีย์ และมหาวิทยาลัยมิชิแกน ส่วนบริษัทที่เข้าร่วมก็มี แคเตอร์พิลลา ฟอร์ด คอร์นนิง ดาว ฮันนีเวลล์ อินเทล จอห์นสัน นอร์ทรอป กรัมแมน (บริษัทผลิตอาวุธ) พอร์คเตอร์แอนด์แกมเบิล สไตรเกอร์

เนื้อหาวิจัยที่โครงการนี้จะเน้นเป็นพิเศษได้แก่เรื่องของ

- การสร้างศักยภาพแก่อุตสาหกรรมการผลิตภายในประเทศ สำหรับอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับความมั่นคงของประเทศ โดยหน่วยงานต่างๆ ได้แก่ กระทรวงความมั่นคงภายใน กระทรวงกลาโหม กระทรวงพลังงาน กระทรวงเกษตร กระทรวงพาณิชย์ จะเข้ามาร่วมกำหนดโจทย์การวิจัย ตัวอย่างเช่น เรื่องของแบตเตอรีความจุสูง นาโนคอมพอสิต การประกอบขึ้นรูปโลหะ การผลิตทางชีวภาพ พลังงานทางเลือก เป็นต้น

- การพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานด้านการออกแบบวัสดุก้าวหน้า (Advanced Materials) ด้วยการย่นระยะเวลาของกระบวนการที่ใช้ในการออกแบบวัสดุไปจนถึงการผลิตใช้จริง การพัฒนาซอฟต์แวร์ การทำฐานข้อมูล และการ screening การทดลองเพื่อค้นหาวัสดุ

- การพัฒนาหุ่นยนต์ยุคต่อไป ให้สามารถทำงานเคียงข้างมนุษย์ ทั้งงานในโรงงาน งานโรงพยาบาล งานในสนามรบ การผ่าตัด ไปจนถึงงานในอวกาศ

- การพัฒนาระบบผลิตที่ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งรวมทั้งการยกเครื่องระบบการผลิตแบบเก่า ให้ประหยัดพลังงานมากขึ้นด้วย

เห็นแล้วก็อิจฉานะครับที่ประธานาธิบดีของเขา เอาเงินวิจัยมาแจกให้ถึงในมหาวิทยาลัยเลย .....

22 มิถุนายน 2554

Materials Intelligence - วัสดุปัญญา (ตอนที่ 8)



ครั้งหลังสุดที่ผมเขียนบทความเกี่ยวกับวัสดุปัญญาคือเมื่อต้นปี 2010 ผ่านไปปีหนึ่ง ดูเหมือนว่าในประเทศเราจะไม่ค่อยมีความก้าวหน้าในเรื่องนี้เท่าไหร่ จากการตรวจสอบของผมเองนั้นพบว่า ประเทศเราเริ่มมีความสนใจและมีกิจกรรมที่เกี่ยวกับวัสดุฉลาดกันมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัด แต่แทบจะไม่มีอะไรคืบหน้าในเรื่องของวัสดุปัญญาเลยครับ

ผมขอย้อนกลับไปนิดนึงนะครับ เผื่อบางท่านอาจจะลืมไปบ้างแล้วว่าเราแบ่งยุควัสดุออกเป็นยุคอะไรบ้าง .... ก่อนหน้านี้ ผมได้แบ่งความก้าวหน้าของวัสดุเป็น 3 ยุค ได้แก่

- วัสดุยุคที่หนึ่ง ซึ่งก็คือ Dumb Materials หรือ ยุควัสดุโง่ ซึ่งได้แก่ คอนกรีต ทราย ไม้ กระจก โลหะ กระดาษ ผ้า หรือแม้แต่ พลาสติก ทั้งพลาสติกที่ย่อยสลายได้ หรือ ย่อยสลายไม่ได้ หรือ พลาสติกชีวภาพ ก็ถือว่าเป็นวัสดุโง่ทั้งสิ้นครับ

- วัสดุยุคที่สอง ซึ่งก็คือ Smart Materials หรือ ยุควัสดุฉลาด จะเรียก Advanced Materials ก็ได้ บางคนก็เรียก Functional Materials บางคนก็เรียก Hierachical Structure Materials แต่อย่าไปสับสนกับ Nanomaterials (นาโนวัสดุ) นะครับ คือ นาโนวัสดุเนี่ยเป็นได้ทั้งวัสดุโง่และวัสดุฉลาด ครับ แต่ส่วนมากจะเป็นวัสดุฉลาด เพราะมันทำหน้าที่ได้มากกว่า 1 อย่าง

- ยุคที่สามคือยุคของ Materials Intelligence หรือ วัสดุปัญญา ในยุคนี้วัสดุจะเหมือนมีหัวคิด มีตรรกะ มีซอฟต์แวร์ซ่อนอยู่ข้างใน ถ้าจะพูดให้เว่อร์ๆ ก็คือ วัสดุมีปัญญาแล้ว คือ เป็นขั้นที่สูงกว่าฉลาดขึ้นไปอีก ตอนนี้นักวิจัยที่ทำงานด้านนี้ส่วนใหญ่จะได้งบจากเพนทากอนครับ เพราะส่วนใหญ่ต้องการนำไปใช้ทางการทหาร แนวว่าต้องการสร้างเซอร์ไพรซ์และความได้เปรียบเหนือฝ่ายศัตรู

เมื่อสัปดาห์ที่แล้วนี้เองครับ DARPA หน่วยงานให้ทุนด้านการทหารของสหรัฐฯ ได้ประกาศโปรแกรมใหม่ที่มีชื่อว่า Living Foundries ซึ่งมีเป้าหมายในการวิศวกรรมระบบของสิ่งมีชีวิต เพื่อให้ทำหน้าที่เป็นโรงงานผลิตวัสดุชนิดใหม่ๆ ที่มีคุณสมบัติแปลกใหม่ไปจากเดิม ซึ่งโปรแกรมนี้จะให้ทุนแก่กลุ่มวิจัยต่างๆ ที่สามารถดัดแปลง หรือ สร้างระบบที่อยู่บนพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต เพื่อให้มันทำหน้าที่ที่เราโปรแกรมเข้าไป ให้โรงงานชีวิตนี้ผลิตสิ่งที่เราต้องการ เช่น เชื้อเพลิง ยารักษาโรค พลาสติกชีวภาพ เป็นต้น DARPA มองว่าความก้าวหน้าในศาสตร์ทางด้านนี้ นอกจากจะทำให้กองทัพสหรัฐฯ มีความสามารถทางด้านการผลิตวัสดุสำหรับอาวุธยุทโธปกรณ์อย่างก้าวกระโดดแล้ว มันยังจะช่วยทำให้ประเทศสหรัฐอเมริกามีศักยภาพเพิ่มขึ้นทางด้านอุตสาหกรรมการผลิตโดยรวมอีกด้วย

เนื่องจากศาสตร์ทางด้านนี้มีลักษณะเป็นสหวิทยาการ DARPA จึงต้องการให้ผู้ที่เข้ามาขอทุนมาจากสาขาที่หลากหลายทั้งด้านวิทยาศาสตร์ชีวภาพ และวิทยาศาสตร์กายภาพ ซึ่งจะเปิดมุมมองใหม่ๆ ในเรื่องของชีววิทยา โดยเฉพาะมุมมองทางด้านวิศวกรรม DARPA หวังว่าแนวความคิดใหม่ๆ แหวกแนว จากคนนอกสาขา จะช่วยทำลายกำแพงทัศนคติเก่าๆ ของคนในวงการชีววิทยา ทฤษฎี โมเดล และเครื่องมือจากศาสตร์ที่อยู่นอกสาขาชีววิทยา จะถูกนำมาช่วยออกแบบและพัฒนาระบบชีววิทยา อันจะนำไปสู่ฟังก์ชันใหม่ๆ กระบวนการใหม่ๆ อย่างไม่เคยมีมาก่อน DARPA หวังว่าด้วยวิธีการนี้ จะช่วยปฏิรูปศาสตร์ทางด้านชีววิทยา ให้มีลักษณะเป็นวิศวกรรมมากขึ้น ซึ่งจะทำให้การออกแบบ การสร้าง การทดสอบ ระบบชีววิทยาใหม่ๆ สามารถกระทำได้เร็วกว่าเดิม ในระยะยาว DARPA หวังว่าระบบผลิตวัสดุแบบใหม่นี้ จะเป็นระบบที่สามารถผลิตได้ในสถานที่ใช้ (Point-of-Use) และผลิตในเวลาที่สั่งหรือต้องการ (On Demand) รวมไปถึงความสามารถในการปรับแต่งตามความพอใจของผู้ใช้ ในปริมาณที่มากพอ (Mass Customization)

18 มิถุนายน 2554

Quantum Biology - ชีววิทยาควอนตัม (ตอนที่ 1)


ท่านผู้อ่านหลายๆ ท่านอาจจะพอได้ยินหรืออาจจะรู้จักศาสตร์ที่มีชื่อว่า กลศาสตร์ควอนตัม หรือ ฟิสิกส์ควอนตัม ซึ่งเป็นศาสตร์ที่ใช้อธิบายปรากฏการณ์หรือสิ่งของเล็กๆ อย่างอะตอมหรืออิเล็กตรอน ซึ่งศาสตร์นี้ในที่สุดก็นำมาอธิบายความเป็นอยู่ของโมเลกุลในรูปแบบที่เรียกว่า เคมีควอนตัม ปัจจุบันฟิสิกส์ควอนตัมมีอายุร้อยกว่าปีแล้ว ส่วนเคมีควอนตัมก็เกิดขึ้นมาแล้วกว่า 70 ปี แต่ศาสตร์ที่ผมกำลังจะพูดถึงในวันนี้ ซึ่งก็คือชีววิทยาควอนตัมนั้น เป็นศาสตร์ใหม่ที่เพิ่งเกิดขึ้นมาไม่กี่ปีนี้เองครับ โดยศาสตร์นี่แหล่ะครับ อีกหน่อยจะนำไปสู่การอธิบายปรากฏการณ์แปลกประหลาดต่างๆ ที่ยังเป็นความลับหลายๆ อย่าง รวมไปถึงในอนาคต มันอาจจะสามารถอธิบายปรากฏการณ์เหนือธรรมชาติ เช่น ฤทธิ์เดชต่างๆ หรือที่พุทธศาสนาเราเรียกว่า อภิญญา ก็ได้ครับ

ทฤษฎีควอนตัมเป็นทฤษฎีประหลาดที่ค้านกับสามัญสำนึก หรือ common sense ของเรา เช่น การที่มันบอกว่าแสงเป็นได้ทั้งคลื่นและอนุภาคในเวลาเดียวกัน ถ้าเราต้องการตรวจวัดมันแบบคลื่น มันก็จะให้ผลว่ามันเป็นคลื่น ในขณะเดียวกัน ถ้าเราเปลี่ยนวิธีการตรวจวัดในลักษณะว่ามันคืออนุภาค มันก็จะแสดงตัวตนว่ามันเป็นอนุภาค แม้แต่ของใหญ่ๆ ขึ้นมาอย่างโมเลกุล มันก็สามารถแสดงสถานะความเป็นคลื่นได้เช่นกัน เราสามารถแก้สมการคลื่น (Wave Function) ด้วยเทคโนโลยีที่เรียกว่าเคมีคอมพิวเตอร์ (Computational Chemistry) ของโมเลกุลต่างๆ ซึ่งสามารถทำนายได้ว่าโมเลกุลนั้นจะมีสมบัติอย่างไร นำไฟฟ้าหรือไม่ หรือแม้แต่โมเลกุลชนิดนั้นสามารถเป็นยาฆ่าไวรัสได้หรือไม่ ศาสตร์ทางด้านเคมีควอนตัมจึงนับเป็นความมหัศจรรย์มาก ที่สามารถมองโมเลกุลต่างๆ เป็นคลื่นได้

ที่นี้ เราลองมาพิจารณาดูร่างกายของเราสิครับ ร่างกายคนเราประกอบขึ้นมาจากเซลล์ เซลล์จำนวนมากมารวมกันเป็นอวัยวะ ที่ประกอบขึ้นเป็นร่างกายของเรา ภายในเซลล์นี้เองก็ประกอบด้วยองค์ประกอบต่างๆ ที่สร้างขึ้นมาจากโมเลกุลทั้งนั้น ทั้งเยื่อหุ้มเซลล์ที่เป็นชั้นของโมเลกุลไขมันบางๆ 2 ชั้น ดีเอ็นเอที่เป็นสายโซ่พันกันแบบขั้นบันไดเวียน (Double Helix) ในเมื่อเคมีควอนตัมบอกว่าโมเลกุลคือคลื่น ดังนั้นร่างกายของเราก็คือคลื่นดีๆ นี่เองครับ ถ้าเรามีคอมพิวเตอร์ที่มีศักยภาพในการคำนวณสูงมากๆ มากพอที่จะป้อนสมการคลื่นที่อธิบายอนุภาคทุกๆ ตัวที่ประกอบเป็นร่างกายของเราได้ เราก็จะสามารถแก้สมการและทำนายคุณสมบัติของร่างกายของเราได้

ความประหลาดของทฤษฎีควอนตัมยังมีอีกหลายอย่าง แต่อันที่ผมชอบมากคือเรื่องของ Entanglement ภาษาไทยยังไม่มีบัญญัติครับ แต่ก็มีบางท่านเรียกว่าความพัวพันทางควอนตัม ผมจะลองใช้คำว่าเนื้อคู่นะครับ เพราะปรากฏการณ์นี้เกิดจากของที่เป็นคู่กัน เช่น หากเรามีโฟตอนที่มีจุดกำเนิดที่เดียวกัน แล้วเราแยกมันส่งออกไป 2 ด้านที่อยู่ตรงข้ามกัน แม้จะส่งไปไกลเพียงใดก็ตาม เมื่อเราทำอะไรกับโฟตอนตัวใดตัวหนึ่ง เช่นเปลี่ยนค่าสปินของมัน เจ้าโฟตอนที่เป็นคู่ของมันก็จะรู้สึกได้ทันที และจะปฏิบัติตัวไปในทิศทางตรงข้ามกับคู่ของมัน เสมือนมันรับรู้กันและกันได้ และการรับรู้กันและกันนี้เกิดขึ้นเร็วมาก เร็วจนวัดไม่ได้ ที่แน่ๆ คือเร็วกว่าแสง ซึ่งทำให้เรื่อง Entanglement กลายเป็นเรื่องที่ค้านกับทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ แต่เรื่อง Entanglement นี้มีจริง และมีผลการทดลองออกมามากมายแล้วครับ แถมยังมีการเชื่อกันว่าปรากฏการณ์นี้อาจอยู่เบื้องหลังการทำงานของสมองอีกต่างหาก

ผมจะทยอยนำความก้าวหน้าในเรื่องชีวควอนตัมมาเล่าให้ฟังในตอนต่อๆไปนะครับ .....

รูปบน: ปรากฏการณ์ Entanglement นี้อาจจะเกิดขึ้นกับจิตใจมนุษย์ก็ได้ เหมือนพรหมลิขิตให้คนที่เป็นเนื้อคู่กันต้องเดินทางมาพบกัน ไม่ว่าจะอยู่แสนไกลเพียงใดก็ตาม

15 มิถุนายน 2554

Are We Simulated in Computer ? - ฤาโลกนี้เป็นเพียงฝัน (ตอนที่ 8)



คำสอนของพุทธศาสนาอย่างหนึ่งที่นับว่าแปลกไปจากศาสนาอื่นๆ ก็คือเรื่องของ ไตรลักษณ์ หรือลักษณะความเป็นไปในธรรมชาติ 3 ประการ ได้แก่ อนิจจัง ทุกขัง อนัตตา โดยเฉพาะในเรื่องของอนัตตา หรือความไม่มีตัวตนนี้ ถือว่าเป็นอภิมหาปรัชญา เพราะเป็นหลักธรรม หรือหลักปรัชญาที่ยิ่งใหญ่มากๆ ไม่เคยมีศาสนาใดๆ หรือศาสตร์แห่งความรู้ใดๆ ที่บัญญัติเรื่องนี้ไว้ นอกจากองค์พระสัมมาสัมพุทธเจ้า พระองค์ได้ทรงค้นพบหลักธรรมนี้ด้วยพระองค์เอง ผ่านกระบวนการทางจิตที่เราเรียกว่า "ตรัสรู้"

เรื่องของอนัตตานี้ มีการตีความที่แตกต่างกันไป พระพุทธองค์จึงมักตรัสแก่ภิกษุว่า อันหลักธรรมคำสอนต่างๆ โดยเฉพาะการปฏิบัติเพื่อมุ่งสู่พระนิพพานนั้น เป็นธรรมชั้นสูง ที่ยากแก่การเข้าใจและถ่ายทอด บรรดาธรรมต่างๆ เหล่านี้มักรู้ได้เฉพาะตน เมื่อใครปฏิบัติสู่ความเข้าถึงพร้อมแล้ว ก็จะเข้าใจธรรมนั้นๆ ได้เอง การตีความเรื่องอนัตตาจึงสามารถทำได้ในหลายๆ ระดับ บ้างก็ว่าเพราะสังขารทั้งหลายไม่มีตัวตน ไม่ได้มีจริงๆ ถือครองไม่ได้ สรรพสิ่งต่างๆ ไม่ได้มีตัวตนจริงๆ จึงยึดถือไม่ได้ .... เป็นไปได้ไหมล่ะครับว่า ก็เพราะสรรพสิ่งต่างๆ เหล่านั้น กำลังถูกจำลองอยู่ในคอมพิวเตอร์ สิ่งนั้นถึงไม่มีตัวตน?

ตั้งคำถามนี้แก่ท่านผู้อ่านเพื่อคิดเล่นๆ นะครับ มิได้ดูหมิ่นในหลักธรรมคำสอนแต่อย่างใดครับ เพราะหลักธรรมในพุทธศาสนานั้น เป็นแหล่งความรู้เดียวที่ก้าวมาถึงจุดที่จะตอบคำถามนี้ได้ เพราะวิทยาศาสตร์ปัจจุบันยังล้าหลังในเรื่องนี้อยู่มาก

นักวิทยาศาสตร์ที่สนใจเกี่ยวกับเรื่องนี้ เชื่อว่า หลักฐานหนึ่งที่พอจะทำให้พิสูจน์หรือประเมินได้ว่า เรากำลังอยู่ในโลกจำลองหรือไม่นั้น ก็ให้ดูว่าเมื่อเรามีเทคโนโลยีก้าวล้ำถึงระดับหนึ่ง เราจะจำลองสิ่งต่างๆ หรือไม่ .... แล้วถึงที่สุด เราจะจำลองโลกที่เรากำลังเป็นอยู่หรือไม่ .....

คำตอบ ในเรื่องนี้แน่ชัดอยู่แล้วครับว่า เราจะทำอย่างนั้น ... ปัจจุบัน เราเริ่มนำคอมพิวเตอร์มาจำลองสถานการณ์ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นปฏิกริยาเคมี ระบบประสาท ตอนนี้เราเริ่มจำลองการทำงานของสมอง และเราก็กำลังจะจำลองสิ่งมีชีวิตและสภาพความเป็นอยู่ของมัน ท่านผู้อ่านอาจจะรู้จักเกมส์ The Sims ซึ่งเป็นเกมส์จำลองสภาพชีวิตต่างๆ ที่ผู้เล่นสามารถเล่นเป็นตัวละครต่างๆ ใช้ชีวิตอยู่ในโลกจำลอง เรียนหนังสือ ทำงาน ควงสาว แต่งงาน มีครอบครัวได้ คำถามก็คือ ตัวสิ่งมีชีวิตที่เราจำลองอยู่นั้น มีสภาพความมีตัวตนแค่ไหน เค้ามีสภาพใกล้เคียงกับความเป็นชีวิตจิตใจแค่ไหน เค้าจะรู้ตัวหรือไม่ว่าเราจำลองเค้าอยู่ ถ้าเกมส์ที่เราจำลองเค้าอยู่นั้น run ตลอดเวลา และมีรายละเอียดสูงมากๆ เป็นไปได้ไหม ที่ตัวละครที่จำลองในคอมพิวเตอร์อยู่นั้น จะมีสภาพความเป็นจริงขึ้นมา จนทำให้ตัวละครที่ run อยู่ คิดว่ามีตัวตนจริงๆ และแทบไม่รู้เลยว่าแท้จริงนั้น เค้าถูกจำลองอยู่

ที่มหาวิทยาลัยรัฐมิชิแกน (Michigan State University) นักวิจัยได้ทำการทดลองสร้างโลกจำลองที่เรียกว่า Avida โดยมีสิ่งมีชีวิตที่เรียกว่า Avidians ซึ่งอาศัยใช้ชีวิตอยู่ในโลกจำลองนี้ ภายใต้กฎ นักวิจัยได้ปล่อยให้เหล่า Avidians ผสมพันธุ์และใช้ชีวิตไปตามเรื่องตามราว ผลปรากฎว่ามันสามารถวิวัฒนาการจนเกิดความฉลาด (หรือปัญญา) ขึ้นมาเองหลังจากมันพัฒนาสู่รุ่นที่พันกว่า สิ่งมีชีวิตที่จำลองนี้เป็นสิ่งมีชีวิตง่ายๆ แต่ในอนาคตมันอาจเป็นพวกเราก็ได้ ซึ่งแน่นอน มันจะยิ่งตอกย้ำในคำตอบที่ว่า พวกเราน่าจะอาศัยอยู่ในโลกจำลองนี้จริงๆ ก็ได้

13 มิถุนายน 2554

Games Science - วิทยาศาสตร์ของเกมส์ (ตอนที่ 11)


ทุกวันที่น้องโมเลกุล ลูกชายวัย 8 ขวบของผมกลับจากโรงเรียนมาถึงบ้าน เขาจะรีบกุลีกุจอทำการบ้าน อาบน้ำอาบท่า เพื่อที่จะได้มีเวลาเล่นเกมส์ที่เขาหลงใหล วันไหนเขาดื้อ ถ้าหากผมเพียงขู่ว่าจะไม่ให้เล่นเกมส์เขาก็จะรีบหยุดดื้อทันที ดูเหมือนเกมส์ ซึ่งถูกผู้ปกครองส่วนใหญ่มองมันเหมือนเป็นศัตรู และคอยกีดกันไม่ให้บุตรหลานเข้าใกล้ ... จะเป็นเครื่องมือในการดูแลลูกของผมได้เป็นอย่างดี

ในมุมมองของผมแล้ว เกมส์ช่วยสร้างจินตนาการ สร้างความฝัน สร้างแรงบันดาลใจ และทำให้เราอยู่กับโลกความเป็นจริงได้อย่างไม่เบื่อหน่าย ไม่หมดอาลัยตายอยาก มีแรงปรารถนา ใช้ชีวิตอยู่ต่อไปอย่างมีความฝันและความหวัง มันช่วยทำให้เราผ่อนคลาย และหลายๆ ครั้ง ได้ช่วยสร้างทักษะใหม่ๆ ให้ผู้เล่นอีกด้วย นอกจากผมจะใช้เกมส์เป็นแรงจูงใจให้ลูกๆ ทำการบ้านแล้ว ตอนนี้ผมกำลังทำวิจัยเกี่ยวกับมัน เพื่อทำให้มันเป็นส่วนหนึ่งของการวิจัย หรือทำให้การวิจัยมีความเป็นเกมส์ ซึ่งก็จะทำให้ลูกศิษย์ของผมเองสนุกอยู่กับงานที่พวกเขาทำ เหมือนอยู่ในโลกของเกมส์ที่มีความท้าทายใหม่ๆ รออยู่เบื้องหน้า ต้องฝ่าฟันด่านต่างๆ เพื่อไปให้ถึงเป้าหมาย แต่ละขั้นของความสำเร็จ แต้มที่พวกเขาเก็บได้ก็๋สามารถนำมาแลกของรางวัล เพื่อเป็นยาชูกำลังให้สามารถทำงานได้อย่างมีความสุข

นักอนาคตศาสตร์หลายๆคน มองว่าศตวรรษที่ 21 เป็นศตวรรษแห่งเกมส์ เกมส์จะกลายมาเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวัน แม้แต่งานต่างๆ ก็จะมีความเป็นเกมส์มากขึ้น โดยเฉพาะเกมส์ที่มีผู้เล่นหลายๆ คน เป็นชุมชนออนไลน์ นับวันจะมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ในอนาคตการทำงานหรือกิจกรรมส่วนรวม ที่ได้ผลตอบแทนเป็นความสนุก การได้ลัลล๊า แทนค่าตอบแทนที่เป็นตัวเงิน จะมีความสำคัญขึ้นเรื่อยๆ งานประเภท DIY งานแบบเปิดเผยอย่าง Open Source หรือแม้แต่เป็นนักวิทยาศาสตร์ประเภท Citizen Scientist ที่รับงานวิจัยบางอย่างมาทำที่บ้านแบบการกุศล จะได้รับความนิยมขึ้นเรื่อยๆ ครับ คนเหล่านั้นอยากเข้ามาทำงานแบบนี้มากขึ้น ถึงแม้จะไม่ได้ค่าตอบแทนในรูปตัวเงิน แต่พวกเขาจะมีความสุขสนุกกับการทำงานพวกนี้ ดั่งว่ามันเป็นสิ่งเสพติด ที่พวกเขาสามารถอยู่กับมันได้นานๆ สามารถใช้แรงบันดาลใจและความคิดสร้างสรรได้อย่างเต็มที่ รวมไปถึงการได้แบ่งปันประสบการณ์กับคนอื่นๆ เราจึงมักได้เห็นกลุ่มคนมารวมกันขี่จักรยานท่องเที่ยวตามชนบท การออกไปทัวร์ไหว้พระ 9 วัด หรือพวกคาราวานออกแจกจ่ายสิ่งของเสื้อผ้ากันหนาวแก่ชาวเขาในช่วงฤดูหนาว เป็นต้น

การทำให้ชีวิตจริงกลายเป็นเกมส์ หรือ การทำให้เกมส์กลายเป็นชีวิตจริง เป็นเรื่องที่สามารถทำได้ง่ายขึ้นด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยีต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นเทคโนโลยีสภาพแวดล้อมอัจฉริยะ (Smart Environment) ที่สามารถตรวจวัดสภาพแวดล้อมรอบๆ ตัวเรา รวมไปถึงสภาวะทางอารมณ์และอากัปกริยาทางกายของเรา เทคโนโลยีความจริงแต่งเติม (Augmented Reality) ที่สร้างสิ่งต่างๆ เติมแต่งต่อยอดจากของจริง ทำให้เราใช้ชีวิตกับสิ่งปลอมๆ ในโลกแห่งความเป็นจริงได้ เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์แบบสวมใส่ได้ (Wearable Electronics) ต่างๆ ที่ติดตามการใช้ชีวิตของเรา สิ่งเรานี้จะถูกนำมาช่วยทำให้เราสามารถสร้างตัวตนในเกมส์ หรือนำสิ่งที่อยู่ในเกมส์ออกมาใช้ในชีวิตจริง เช่น แลกของรางวัล หรือนำมาแบ่งปันในสังคมออนไลน์ของเราได้

12 มิถุนายน 2554

Connectome - คอนเน็คโทม (ตอนที่ 3)



การสร้างแผนที่ของสมอง แม้จะเป็นเรื่องที่ยาก แต่ก็เป็นสิ่งที่ควรทำ เพราะการรู้แผนที่สมอง แม้จะเพียงบางส่วนก็ตาม จะมีคุณูปการต่อวงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างประมาณมิได้ ความรู้นี้จะทำให้เราสามารถรักษาโรคต่างๆได้มากมาย ไม่ว่าจะเป็น โรคสมองเสื่อมต่างๆ โรคจิตประสาท อาการอยากจำกลับลืม อยากลืมกลับจำ อีกทั้งยังนำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ที่มีความสามารถใกล้เคียงมนุษย์ได้อีกด้วย คอนเน็คโทมจึงกลายมาเป็นกระแสที่มาแรงของวงการวิทยาศาสตร์ในช่วงเวลานี้เลยครับ

วิธีการหนึ่งในการศึกษาการทำงานของสมองก็คือ การสร้างสมองจำลอง (Simulated Brain) ขึ้นมาเพื่อศึกษากระบวนการทำงานต่างๆ ของมัน ในปี ค.ศ. 2005 สถาบันสมองและจิตใจ (Brain and Mind Institute) แห่งเมืองโลซาน สวิตเซอร์แลนด์ ได้ริเริ่มโครงการที่เรียกว่า Blue Brain Project ซึ่งเป็นโครงการระยะยาวที่จะศึกษาสมองด้วยการจำลองคอมพิวเตอร์ โดยอาศัยโมเดลที่สร้างขึ้นมาจากข้อมูลจำนวนมหาศาลที่ได้จากการทดลอง ซึ่งเป็นข้อมูลการทำงานในระดับเซลล์จนถึงการทำงานระดับโมเลกุลในสมองเลยทีเดียว ในขั้นต้น โครงการได้สนใจศึกษาสมองส่วนที่เรียกว่า Neocortical column ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นสมองส่วนที่ทำงานในระดับสูง คือระดับของสติและปัญญาเลยทีเดียว สมองส่วนนี้มีลักษณะทรงกระบอกเล็กๆ ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 มิลลิเมตรและยาว 2 มิลลิเมตร ซึ่งประกอบไปด้วยเซลล์สมองจำนวน 60,000 เซลล์ สมองส่วนเล็กๆ รูปทรงกระบอกนี้ อยู่ในพื้นที่ของสมองส่วนที่เรียกว่า Neocortex ซึ่งสมองส่วนนี้เอง มีทรงกระบอก Neocortical column อยู่ถึง 1,000,000 อัน ดังนั้นการจำลองสมองส่วนที่เป็นทรงกระบอกเล็กๆ นี้ก็ว่ายากแล้ว จะเห็นว่ายังเทียบไม่ได้กับสมองส่วน Neocortex ที่บรรจุมันอยู่เลยครับ

การศึกษาสมองในส่วนของ Neocortical column นับว่าเป็นข้อดี เพราะว่าสมองส่วนนี้ มีความคล้ายคลึงกันสำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมด น่าจะเป็นเพราะธรรมชาติได้เรียนรู้ที่จะเลือกใช้เทคโนโลยีที่พิสูจน์แล้วว่าได้ผล จึงได้ copy สมองส่วนนี้ให้สัตว์ประเภทเดียวกันได้ใช้งาน เช่น หนู หรือ คน ก็มีสมองส่วนนี้ที่คล้ายกันมาก เพียงแต่ของคนเรามีขนาดที่ใหญ่กว่า และในสมอง Neocortex ของคนก็มีจำนวนทรงกระบอกนี้มากกว่าหนูเยอะ

นักวิจัยได้ลองเอาสมองส่วน Neocortical column ไปใส่ในโปรแกรมจำลองสภาพความจริงเสมือน (Virtual Reality) ที่มีสัตว์จำลอง โดยให้สมองส่วนนี้จำลองอยู่ในสมองของสัตว์ตัวนี้ แล้วปล่อยเจ้าสัตว์นี้ให้หากินอยู่ในสภาพความจริงเสมือน เพื่อที่จะได้สังเกตสิ่งที่เกิดขึ้นในสมองจำลองส่วนนี้ ทำให้พบว่าสัตว์ตัวนี้เรียนรู้สิ่งต่างๆ และสร้างความทรงจำขึ้นมาได้อย่างไร ตลอดจนการเรียกใช้งานความจำของมัน

นี่ก็เป็นตัวอย่างหนึ่งในความพยายามที่จะสร้างแผนที่ของสมองครับ บทความซีรีย์นี้ยังมีอีกนะครับ ......

05 มิถุนายน 2554

Smart Environment - สภาพแวดล้อมอัจฉริยะ (ตอนที่ 1)



ในระยะหลังๆมานี้ เทคโนโลยีใหม่ๆ มักจะมีคำว่า smart หรือคำว่า intelligent ขึ้นหน้าเสมอ เช่น Smart Farm, Smart Phone, Smart Health, Smart Home, Intelligent Battlefield, Intelligent Car, Intelligent Highway และอีกมากมายครับ เรียกได้ว่าเป็นกระแสหลักของช่วงนี้เลยทีเดียว เมื่อสักประมาณ 4 ปีที่แล้ว ผมได้เริ่มเห็นว่าคำๆ นี้น่าจะมาไม่ช้าก็เร็ว ก็เลยริเริ่มในการทำเรื่อง Smart Farm หรือ Smart Vineyard ที่ไร่องุ่นกรานมอนเต้ อ.ปากช่อง และก็นำเทคโนโลยีหลายๆ อย่างที่ได้พัฒนาในห้องแล็ปไปใช้ที่ในไร่องุ่น การพัฒนาระบบ Smart Vineyard สำหรับไร่องุ่นกรานมอนเต้ ทำให้เรามีเทคโนโลยีอีกอย่างหนึ่งเป็นผลพลอยได้เกิดขึ้น นั่นคือเทคโนโลยีสภาพแวดล้อมอัจฉริยะ หรือ Smart Environment ดังนั้นเมื่อประมาณเกือบ 2 ปีที่แล้ว พวกเราจึงได้เริ่มพัฒนาเทคโนโลยี Smart Environment เพื่อการประยุกต์ใช้สำหรับบ้านอัจฉริยะ (Smart Home) โดยหวังว่าเทคโนโลยีนี้จะนำไปช่วยดูแลผู้สูงวัย โดยเฉพาะในเรื่องของสุขภาพ (Smart Health) ดังนั้นในซีรีย์บทความนี้ ผมจะทยอยนำเอาความก้าวหน้าที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี Smart Environment มาเล่าให้ฟังครับ

ในตอนที่ 1 นี้ผมขอเริ่มจากเรื่องใกล้ๆ ตัวเพื่อให้เห็นภาพก่อนนะครับ ลองนึกดูหน้าตาของเทคโนโลยีสภาพแวดล้อมอัจฉริยะ โดยจะขอฉายภาพไปที่เรื่องที่เกี่ยวกับบ้าน ที่อยู่อาศัย หรืออาคารที่ทำงานก่อนนะครับ

- ไฟส่องสว่างที่ฉลาด สามารถรับรู้สภาพอารมณ์และความรู้สึกของผู้อาศัย (Smart Lighting)
- ที่นอนเซ็นเซอร์ที่รับรู้อากัปกริยาการนอน และสามารถเก็บและประมวลผลข้อมูลสุขภาวะการนอนได้ (Smart Bed)
- ห้องสุขา ห้องน้ำที่ตรวจวัดภาวะสุขภาพจากกลิ่นปัสสาวะ (Smart Toilet)
- พื้นผิว ผนัง ฝ้า กระจกที่ทำความสะอาดตัวเองได้ (Self-Cleaning Surface)
- หน้าต่างและกระจกที่ปรับแสงส่องผ่านได้เอง (Photochromism and Electrochromism)
- ระบบ Home Automation ที่ใช้เปิด-ปิด เครื่องใช้ไฟฟ้าอัตโนมัติ สั่งการด้วยเสียงหรืออากัปกริยาของร่างกาย รวมไปถึงระบบรักษาความปลอดภัย
- ระบบประหยัดพลังงาน และปรับการใช้ไฟฟ้าอัจฉริยะ (Smart Grid)
- ผนังบ้านที่เปลี่ยนสีได้
- เฟอร์นิเจอร์ที่เปลี่ยนรูปร่างได้ (Shape-Shifting Furnitures)
- หลังคาบ้านเคลือบคลอโรฟิลล์ประดิษฐ์ (Artificial Chlorophyll) ที่สามารถผลิตอ๊อกซิเจนได้
- ระบบตรวจสุขภาพส่วนบุคคลที่บ้าน (Personalized Medicine) ที่มีเครื่องตรวจหัวใจ ความดันเลือด การหายใจ และอื่นๆ โดยเชื่อมโยงข้อมูลกับแพทย์หรือสถานพยาบาล
- จอแสดงผลแบบฟิล์มบางที่ติดตั้งบนกระจกห้องน้ำ กระจกห้องแต่งตัว สามารถเปิดดูข่าว รับข้อมูล เล่น Facebook ขณะกำลังแต่งหน้า ทาปาก ก่อนไปทำงาน
- บ้านที่รับรู้สภาพอารมณ์ของผู้อาศัย เปิดเพลง หรือสีของแสงไฟที่เหมาะกับสภาพอารมณ์ที่ต้องการในขณะนั้น
- หุ่นยนต์ประจำบ้าน สำหรับดูแลผู้อาศัย เช่น หุ่นยนต์รักษาความปลอดภัย หุ่นยนต์ดูดฝุ่น หุ่นยนต์พ่อครัว เป็นต้น

ตัวอย่างเหล่านี้คงพอจะเห็นภาพได้นะครับ ในตอนต่อๆ ไปผมจะทยอยนำความก้าวหน้าในด้านต่างๆ มาเล่าให้ฟังนะครับ

01 มิถุนายน 2554

Connectome - คอนเน็คโทม (ตอนที่ 2)


คนที่เกิดมาเป็นฝาแฝดไข่ใบเดียวกันนั้น จะมีลักษณะทางกายภาพ รูปร่าง หน้าตา ผิวพรรณ เหมือนกันทุกอย่างแทบจะแยกไม่ออก แต่เมื่อเติบโตขึ้นมา ถึงแม้ลักษณะภายนอกจะยังดูเหมือนกัน แต่อุปนิสัยใจคอ การพูดการจา หรือแม้แต่ความเฉลียวฉลาด ก็อาจจะแตกต่างกันจนสังเกตได้ชัด ... สิ่งนี้หลายๆ คนมักจะบอกว่าเป็นเพราะสิ่งแวดล้อม หรือการอบรมเลี้ยงดู ที่ทำให้ฝาแฝดพัฒนาความแตกต่างขึ้น ... แต่จริงๆ แล้ว ฝาแฝดที่แม้จะเลี้ยงดูในสภาพแวดล้อมเดียวกันก็ตาม ก็ยังสามารถแตกต่างออกไปได้ ทั้งนี้ มิใช่เพราะสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกัน แต่เป็นเพราะคอนเน็คโทม หรือ แผนที่การเชื่อมโยงในสมองของเด็กทั้งสอง ที่ถึงแม้จะมี DNA เหมือนกันทุกประการ ก็เกิดความแตกต่างขึ้นได้ จากเหตุและปัจจัยที่ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่ทราบ

คอนเน็คโทม คือแผนที่การเชื่อมโยงของเซลล์ประสาทในสมอง โดยเฉลี่ยสมองของคนเรามีเซลล์ประสาทประมาณ 100,000,000,000 เซลล์ ซึ่งแต่ละเซลล์ก็จะมีการเชื่อมต่อกับเซลล์อื่นๆ เป็นร่างแห ประมาณ 7,000 จุดต่อเซลล์ แม้แต่เด็กอายุ 3 ขวบ ก็มีจำนวนจุดที่เชื่อมโยงกันแล้วมากถึง 1,000,000,000,000,000 จุด ดังนั้นจะเห็นได้ว่า การทำแผนที่การเชื่อมโยงต่างๆ เหล่านั้น แทบจะเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้เลย แต่ถึงกระนั้น นักวิทยาศาสตร์ก็ต้องการทำแผนที่สมอง โดยอาจแยกทำเป็นส่วนๆ เพื่อนำมาประติดประต่อกัน

การทำแผนที่การเชื่อมโยงในสมองจะนำมาสู่ความเข้าใจใหม่ เกี่ยวกับสมอง ความคิดและจิตใจ จะทำให้เรารู้เรื่องการทำงานของสมองมากขึ้น เข้าใจเรื่องการจำและการเก็บข้อมูลในสมอง และอาจจะทำให้เราค้นหาวิธีที่จะเปลี่ยนสิ่งเหล่านี้ได้ด้วย แต่การจะได้มาซึ่งแผนที่นี้ก็ไม่ใช่เรื่องง่ายเลย และอาจจะต้องใช้เวลาหลายชั่วคนเพื่อให้ได้แผนที่ที่สมบูรณ์ โดยแบ่งกันทำแผนที่ ใช้ทีมวิจัยหลายๆกลุ่มทั่วโลกร่วมกันทำ แต่ละกลุ่มจะมุ่งเน้นไปยังจุดใดจุดหนึ่งของสมองที่ตนเองสนใจ ซึ่งแม้จะเป็นเพียงจุดเล็กๆ ก็ถือว่ามีประโยชน์และนำมาสู่ข้อมูลที่มีคุณค่าอย่างมาก ยกตัวอย่างง่ายๆ เช่นในการเล่นเปียโนจะต้องใช้กล้ามเนื้อนิ้วมือ ในการกดตัวโน๊ตตามลำดับกันไป ถ้าเราสามารถที่จะไล่ว่ามีเซลล์ประสาทใดบ้างที่มันทำงานอยู่ แล้วมันส่งสัญญาณกันต่อยังไง ไปที่ไหนบ้าง ก็จะทำให้เราทราบได้ว่าตัวโน๊ตถูกเก็บ ณ ที่ใดในสมอง

ตอนที่ผมยังศึกษาอยู่ในระดับปริญญาโท มีเหตุการณ์หนึ่งที่ทำให้ผมเศร้าใจมากๆ และเหตุการณ์นี้ก็ได้นำพาชีวิตผมสู่ร่มเงาของพระพุทธศาสนาที่ร่ำเรียนกันในวัดป่า ทำให้ผมได้ซาบซึ้งในหลักพุทธธรรม นั่นคือเหตุการณ์ที่คนรักของผมไปเรียนที่อเมริกาและในเวลาต่อมาเธอได้ขอเลิกกับผมเมื่อเธอจากไปได้เพียงปีเดียว เพื่อนๆผมบอกว่าคนเราเปลี่ยนได้เมื่อกาลเวลาเปลี่ยนไป ....

ใช่แล้วครับ Connectome มันไม่ได้อยู่นิ่ง เมื่อกาลเวลาผ่านไป การเชื่อมโยงระหว่างเซลล์ประสาทย่อมมีตายไปและขาดออกจากกัน ในขณะเดียวกันก็เกิดการเชื่อมโยงใหม่ๆ ขึ้นมาด้วย เรียกว่ามีภาวะเกิด-ดับ เกิด-ดับ เช่นนี้อยู่ในสมองตลอดเวลา แผนที่โครงข่ายใยประสาทในสมองจึงไม่อยู่นิ่ง มันมีพลวัตที่ทำให้การทำแผนที่ทำได้ยากยิ่ง หรือถึงทำได้ก็อาจจะใช้ได้ไม่นาน แต่ถึงอย่างไรก็ตาม การมีแผนที่คร่าวๆ ของสมอง ก็ย่อมเป็นสิ่งที่ดี เพราะมันจะทำให้เราเข้าใจสมองมากขึ้น และจะนำไปสู่การรักษาโรคหลายๆ อย่างที่ข้องเกี่ยวกับสมอง

30 พฤษภาคม 2554

IEEE-NEMS 2012 - The 7th Annual IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems




วันนี้ผมขอแนะนำการประชุมทางด้านนาโนเทคโนโลยีประจำปีที่สำคัญงานหนึ่งนะครับ นั่นคืองาน IEEE-NEMS 2012 ซึ่งจะจัดกันเป็นปีที่ 7 แล้วครับ โดยจะจัดกันที่เกียวโตครับ ระหว่างวันที่ 5-8 มีนาคม 2555 กำหนดส่ง Extended Summay วันที่ 31 สิงหาคม 2554 นี้ครับ ส่วนเนื้อหาของการประชุมที่เป็นที่สนใจในครั้งนี้

1. Nanophotonics
2. Nanomaterials
3. Carbon Nanotube based Devices and Systems
4. Nanoscale Robotics, Assembly, and Automation
5. Molecular Sensors, Actuators, and Systems
6. Integration of MEMS/NEMS with Molecular Sensors/Actuators
7. Microfluidics and Nanofluidics
8. Micro and Nano Heat Transfer
9. Nanobiology, Nano-bio-informatics, Nanomedicine
10. Micro and Nano Fabrication
11. Micro/Nano Sensors and Actuators
12. Micro/Nanoelectromechanical Systems (M/NEMS)

สำหรับคนที่เป็นแฟนของประเทศญี่ปุ่น และชอบเดินทางไปประเทศญี่ปุ่นก็ไม่ควรพลาดครับ เพราะเมืองเกียวโตเป็นเมืองที่มีบรรยากาศน่ารื่นรมย์มาก เหมือนเชียงใหม่ของบ้านเรายังไงยังงั้น แต่เกียวโตยังรักษาสภาพความเป็นญี่ปุ่นไว้เป็นอย่างดี ถ้าใครชอบทำบุญไหว้พระ ที่เกียวโต ก็มีวัดที่เก่าแก่และศักดิ์สิทธิ์มากมายเลยครับ คิดถึงญี่ปุ่น ตั้งแต่เกิดสึนามิก็ยังไม่ได้ไปญี่ปุ่นเลย งานนี้จึงพลาดไม่ได้ครับ

28 พฤษภาคม 2554

Avatar - กายอวตาร (ตอนที่ 6)


ในภาพยนตร์เรื่อง Avatar นั้น พระเอกของเรื่องสามารถใช้สมองควบคุมร่างกายอื่นจากระยะไกลได้ เสมือนว่าผู้บังคับหรือขับขี่ร่างกายนั้น ได้เข้าไปสิงสู่ในร่างนั้นจริงๆ โดยสามารถที่จะใช้ร่างนั้น เดิน เหิร ไปไหนมาไหนได้ดั่งใจ ที่สำคัญ ยังสามารถใช้ร่างดังกล่าว เรียนรู้ จดจำ และทำสิ่งใหม่ๆ ที่ร่างมนุษย์เดิมนั้นมิอาจทำได้ ในตอนจบของภาพยนตร์เรื่องนี้ ตัวพระเอกของเรื่องถึงกับทิ้งร่างมนุษย์ที่ทุพพลภาพ ไปอยู่ในร่างใหม่ได้อย่างเหลือเชื่อ

ในช่วง 4-5 ปีมานี้ ได้มีความสนใจเป็นอย่างมากในวงการวิทยาศาสตร์ ที่ต้องการให้มีการเชื่อมโยงระหว่างศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับร่างกายและจิตใจ กับศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับหุ่นยนต์และจักรกลต่างๆ (Mind and Machine Interaction) โดยมีความพยายามที่จะนำเอาสิ่งที่เป็นนามธรรมอย่างความรู้สึกนึกคิด จิตใจ อารมณ์ เข้าไปใส่ในหุ่นยนต์ เพื่อทำให้หุ่นยนต์มีความคิดจิตใจเหมือนมนุษย์ ในระยะหลังๆ ยิ่งไปกันใหญ่ ไปกันถึงขนาดที่จะ upload จิตใจของมนุษย์เราจากร่างกายเนื้อ ไปสู่ร่างกายใหม่ที่เป็นหุ่นยนต์ เพื่อที่เราจะได้มีชีวิตอย่างอมตะ ไม่แก่ ไม่เฒ่า ไม่เจ็บ ไม่ตาย เพราะร่างกายที่เป็นจักรกลนี้สามารถเปลี่ยนอะไหล่ใหม่ได้ทุกชิ้น

ในระยะหลังๆ เราจึงเริ่มเห็นนักวิทยาศาสตร์ชาติตะวันตกหันมาศึกษาเรื่องของจิตใจมากขึ้น หลายๆครั้งก็แอบมาศึกษาตำราทางพุทธศาสนา และนำไปใช้เป็นแรงบันดาลใจในการสร้างโมเดลต่างๆ เพื่ออธิบายสิ่งที่เป็นนามธรรมหลายๆ อย่าง เช่น เรื่องของสติ (conciousness) ความรู้สึกมีอยู่หรืออัตตา (meta-awareness) เป็นต้น (หมายเหตุ: พุทธศาสนาพยายามสอนให้เห็นว่าตัวตนของเราเป็นอนัตตานะครับ ว่าเราไม่ใช่ตัวตน ไม่มีตัวตน แต่นักวิทยาศาสตร์พยายามเอาความเป็นตัวตนไปใส่ในหุ่นยนต์ คิดดูแล้วก็แปลกดี)

คำถามสำคัญของผู้คนที่ยังเคลือบแคลงในเรื่องความเป็นไปได้ของกายอวตารนี้ก็คือ เมื่อเรา upload จิตใจของเราจากกายเนื้อที่เราอาศัยอยู่นี้ ไปยังกายใหม่ ซึ่งอาจจะเป็นกายเนื้อ (Biological Body) หรืออาจเป็นกายจักรกล (Mechanical Body) หรืออาจเป็นกึ่งจักรกล (Bionic body) ก็ตามที ร่างใหม่ของเราที่เกิดขึ้นนี้โดยมีจิตใจของเราที่ถูก copy ไปใส่นี้ จะยังเป็นตัวเราอยู่หรือป่าว หรือเป็นเพียง copy หนึ่งของเรา ร่างเก่าที่มีจิตของเราสิงอยู่นั้นก็ยังคงอยู่ และรอวันตายลงไปเอง แล้วเราจะยอม shutdown ร่างกายเดิมหรือไม่ เพื่อให้ร่างกายใหม่ที่มีจิตของเราสิงสถิตย์อยู่นั้นได้ทำงานของมันอย่างเต็มที่

ที่เราคิดมากในเรื่องนี้ก็เพราะอะไรล่ะครับ ก็เพราะตัวเราคุ้นเคยอยู่กับสิ่งที่เป็นตัวตนเดียวเท่านั้น เช่น ตัวเราต้องมีแค่คนเดียว หรือมีเพียง copy เดียวเท่านั้น การอยู่รอดของเราก็คือการที่ตัวตนของเรานี้อยู่รอด เราจึงยังไม่อาจยอมรับได้กับการที่ถ้าจะมีใครก็ตามที่เหมือนเราเปี๊ยบทั้งฮาร์ดแวร์ (ร่างกาย) และซอฟต์แวร์ (จิตใจ) ที่จะสืบทอดทุกอย่างไปกับเรา ทั้งนี้เพียงเพราะว่าเรายังไม่คุ้นเคยกับมัน ก็เท่านั้นเอง ทุกวันนี้เราอาศัยการสืบทอดมรดกทางจิตวิญญาณของเรา สิ่งที่เราคิดอยากจะทำแต่ไม่ได้ทำ ผ่านไปยังลูกหลานของเรา เราทำได้แค่นั้น แต่บุคคลเหล่านั้นเค้าไม่ใช่ตัวเรา พวกเขาไม่มีทางทำได้เหมือนกับเราถ่ายทอดให้ใครสักคนที่เหมือนเราทุกประการไปทำหรอกครับ

จริงๆ แล้วในความเชื่อตามลัทธิพราหมณ์นั้น เทพเจ้ายังสามารถมีได้หลายร่าง หลายรูปแบบ ที่เรียกว่าอวตาร เช่น พระนารายณ์ นั้นสามารถแบ่งตนออกได้เป็น 3 คือ พระพรหม พระวิษณุ และ พระศิวะ ซึ่งมีหน้าที่สร้าง ดูแล และทำลาย ตามลำดับ ตัวของพระวิษณุเองสามารถที่จะอวตารออกเป็นปางต่างๆ นับจำนวนไม่ถ้วน ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ต่างๆ แต่ถ้านับปางที่มีจุดประสงค์เพื่อมาช่วยเทวดา และมนุษย์โลกนี้มีทั้งหมด 25 ปาง แต่ปางที่ถือเป็นปางที่สำคัญที่สุดมี 10 ปาง ซึ่งทำให้ผมเห็นว่า การที่มนุษย์ธรรมอย่างพวกเราจะสามารถมีกายอวตารได้ ด้วยความช่วยเหลือจากเทคโนโลยีสมัยใหม่นั้น เป็นสิ่งที่อาจมีได้ และยอมรับได้ครับ

ว่างๆ เราจะมาคุยเรื่องนี้กันต่อครับ ......

15 มีนาคม 2554

Connectome - คอนเน็คโทม (ตอนที่ 1)



ในช่วงที่ผมเริ่มทำวิจัยทางด้านนาโนเทคโนโลยีเมื่อประมาณปี ค.ศ. 1995 หรือประมาณ 15 ปีที่แล้ว เป็นช่วงแรกๆ ที่ในประเทศสหรัฐอเมริกาเพิ่งจะเริ่มมีคนพูดถึงคำว่า นาโนเทคโนโลยี กันมากขึ้นเรื่อยๆ แต่คนไทยเองนั้นก็ยังไม่รู้จักคำว่านาโนเทคโนโลยีกันเท่าไหร่นัก ผมเคยพูดๆไว้กับเพื่อนๆว่า คอยดูนะต่อไปไม่เกิน 10 ปี ศาสตร์ทางด้านนี้จะบูมและจะมีการทำวิจัยกันทั่วโลก ถ้าอยากได้ทุนวิจัยก็รีบๆ มาทำความรู้จักศาสตร์ด้านนี้ไว้นะ ต่อจากนั้น ในที่สุดประเทศไทยก็ก่อตั้งศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติในปี ค.ศ. 2003 มีการให้ทุนวิจัยทางด้านนี้มากมาย นักวิจัยชาวไทยก็แห่มาทำวิจัยทางด้านนี้กันขนานใหญ่ เพราะมีเงินทุนวิจัยหลั่งไหลเข้ามามากมาย

ในช่วงนั้น ... ผมเริ่มมองหาศาสตร์ใหม่ๆ เพื่อหนีออกไป ช่วงนั้น เพื่อนฝูงถามผมว่าหลังยุคนาโนจะมีอะไรมาอีก ... ผมบอกกับเพื่อนๆ ว่า ยังมีเรื่องสำคัญเรื่องหนึ่ง ที่เป็นความลับมานานแสนนาน ยังมีคนทำทางด้านนี้น้อย แต่เป็นศาสตร์เปลี่ยนโลกเลยแหล่ะ นั่นคือเรื่องของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่เกี่ยวกับจิตใจ (Mind Sciences) ซึ่งปัจจุบันเราทำได้แค่เพียงการปะติดปะต่อความรู้ที่เป็นชิ้นเล็กๆ เข้าด้วยกันเท่านั้น แต่ความรู้ที่เพิ่มขึ้นเพียงนิดหน่อยในศาสตร์ทางด้านนี้ อาจมีประโยชน์มหาศาลในการพัฒนาเทคโนโลยีเลยทีเดียว ไม่เหมือนงานทางด้านนาโนเทคโนโลยี ที่การตีพิมพ์ผลงานวิชาการ 1 เรื่อง แทบจะไม่มีผลต่อการเพิ่มพูนประโยชน์อะไรนัก ... แต่การไขปัญหา 1 เรื่องที่เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์จิตใจ 1 เรื่อง จะมีผลกระทบตามมาอีกมากมายเลย

วิทยาศาสตร์ปัจจุบัน นับตั้งแต่ยุคของนิวตันเมื่อเกือบ 400 กว่าปีที่แล้ว แยกจิตใจออกจากวัตถุ (Mind vs Matter) ตลอดระยะเวลา 400 ปีนี้ พวกเราพัฒนาความรู้และศาสตร์ต่างๆ ตลอดจนเทคโนโลยีมากมาย บนพื้นฐานของแนวคิดนี้ เราแยกซอฟต์แวร์ กับ ฮาร์ดแวร์ ออกจากกัน แต่ในช่วง 20 ปีหลังมานี้ เราถึงเริ่มประจักษ์แจ้งว่า ปรากฎการณ์หลายอย่างที่เกี่ยวกับจิตใจ มันมีความเชื่อมโยงกับร่างกายที่เราอาศัยอยู่ (Mind-Body Interactions) โดยความรู้แบบแยกส่วนที่เรามีอยู่เดิมมันให้คำตอบดีๆ แก่เราไม่ได้

ยิ่งในระยะหลังๆ เราเริ่มพัฒนาหุ่นยนต์ หรือระบบออโตเมชั่นต่างๆ โดยต้องการใส่ปัญญา (Intelligence) เข้าไปในระบบเหล่านั้น เราก็เริ่มตระหนักว่าความเข้าใจในเรื่องความคิด (Thought) จิตใจ (Mind) อารมณ์ (Emotion) ความรู้สึก (Feeling) ความระลึกรู้ (Conciousness) เป็นสิ่งที่ยังรู้น้อยมากๆ เรายังขาดโมเดลที่ใช้อธิบายการทำงานของกระบวนการเหล่านี้ ที่ผ่านมา การพัฒนาหุ่นยนต์ให้มีความรู้สึกแบบเดียวกับมนุษย์ก็จะติดขัดที่ปัญหาของโมเดลที่แหล่ะครับ ทั้งๆ ที่เราสามารถพัฒนาเทคโนโลยีที่ตรวจจับสัมผัส ไม่ว่าจะเป็นผิวหนังประดิษฐ์ (Electronic Skin) จมูกอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Nose) ระบบมองเห็นภาพ (Machine Vision) สำหรับหุ่นยนต์ได้อย่างก้าวหน้าแล้วก็ตาม แต่กระบวนการของการประมวลความรู้สึกภายในนี่สิครับ เรายังมีความรู้ในเชิงวิทยาศาสตร์น้อยมากๆ (ในพุทธศาสนามีการบรรยายเรื่องกระบวนการประมวลผลสัมผัสได้อย่างละเอียดมาก เรียกว่าวงจรปฏิจจสมุปบาท) จนทำให้เรายังไม่สามารถสร้างหุ่นยนต์ที่มีกระบวนการคิด หรือกระบวนการใช้ปัญญาให้เหมือนมนุษย์ได้

นี่แหล่ะครับ คือศาสตร์ที่ผมคิดว่าจะครองศตวรรษที่ 21 ... น่าเสียดายที่ประเทศไทยแทบจะไม่มีนักวิทยาศาสตร์ทางด้านนี้เลย และมีโอกาสที่เราจะตกรถขบวนนี้ เมื่อลองคิดเล่นๆ ว่าในอนาคตอีก 20-30 ปีข้างหน้า สิ่งของที่อยู่รอบๆ ตัวเราจะประกอบด้วยหรือทำงานด้วยสมองประดิษฐ์ (Artificial Brain) ที่ทำงานเหมือนมีจิตใจกันหมด ไม่ว่าจะเป็นรถยนต์ บ้าน ทีวี ตู้เย็น ทางหลวง สะพาน เราจะต้องอาศัยอยู่ในโลกของสภาพล้อมรอบอัจฉริยะ (Ambient Intelligence) แต่ประเทศเรากลับยังไม่ค่อยตระหนักในเรื่องนี้เท่าไรเลยครับ

จริงๆ แล้ววันนี้ ผมยังไม่ได้เข้าเรื่อง Connectome เลยครับ แค่มาเกริ่นๆ คร่าวๆ เท่านั้นว่า ศาสตร์ทางด้าน Connectome นี่แหล่ะครับ ที่จะเป็นประตูเข้าไปสู่ความเข้าใจที่มากขึ้นในเรื่องจิตใจของเรา เป็นครั้งแรกในรอบ 2500 กว่าปีภายหลังจากองค์พระสัมมาสัมพุทธเจ้าได้ค้นพบความรู้ทางด้านนี้ ที่มนุษย์รุ่นหลังจะเริ่มเข้าไปทำความเข้าใจจากอีกมุมมองหนึ่งว่า พระองค์ได้ค้นพบอะไร ....

แล้วมาคุยกันต่อในตอนต่อๆ ไปครับ ....

(ภาพบน - เป็นภาพโมเดลที่อธิบายความเชื่อมโยงของเส้นใยประสาทในสมองมนุษย์)

12 มีนาคม 2554

Intelligent Battlefield - เทคโนโลยีสนามรบอัจฉริยะ (ตอนที่ 8)



ในปี พ.ศ. 2308 กองทัพพม่าภายใต้การนำของเนเมียวสีหบดี ได้ยกทัพมาตั้งในเขตเมืองวิเศษชัยชาญ (จ. อ่างทอง ในปัจจุบัน) เพื่อรวบรวมอาหารและไพร่พลเตรียมเข้าตีกรุงศรีอยุธยา ระหว่างนั้น นายจันหนวดเขี้ยว นายโชติ นายดอก นายทองแก้ว นายทองเหม็น นายทองแสงใหญ่ นายแท่น นายเมือง พันเรือง ขุนสรรค์ และนายอิน ได้เป็นหัวหน้ารวบรวมชาวบ้านในบริเวณใกล้เคียงตั้งค่ายต่อสู้พม่าที่บ้านบางระจัน โดยมีพระอาจารย์ธรรมโชติเป็นผู้ประสิทธิ์ประสาทวิทยาคมบำรุงขวัญเหล่านักรบ ชาวบ้านบางระจันได้ทำทุกวิถีทางในการต่อต้านพม่า จนได้ชัยชนะในการรบถึง 7 ครั้ง แม้ในที่สุดค่ายบางระจันจะถูกตีแตกเพราะมีกำลังรบน้อยกว่าฝ่ายศัตรูมาก แต่การต่อต้านของชาวบางระจัน ก็เป็นส่วนหนึ่งของแรงบันดาลใจในการกู้ชาติของสมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราชในเวลาต่อมา

ในช่วงเวลาระหว่างรบ ชาวบ้านบางระจันได้เปลี่ยนบริเวณค่ายบางระจัน ให้เป็นพื้นที่ผลิตกรรม (Manufacturing) ไม่ว่าจะเป็นการปลูกข้าว เลี้ยงสัตว์ ตีเหล็ก การผลิตยุทโธปกรณ์ต่างๆ ไปจนถึงการหล่อปืนใหญ่ ก็กระทำกันในที่รบทั้งสิ้น ทำให้ชาวบ้านบางระจันสามารถยืนหยัดต่อสู้กับทัพพม่าที่มีกำลังมากกว่าได้ การสร้างผลิตกรรมต่างๆ ในสมรภูมิรบทำให้ชาวบ้านบางระจันสามารถปรับตัวให้เข้ากับสถานการณ์ได้ ว่าตอนนี้ต้องการอะไร เพื่อใช้ทำอะไร ค่ายบางระจันจึงสามารถปรับเปลี่ยนยุทธวิธีได้ตลอดเวลา ตามความจำเป็น ซึ่งมีผลทำให้ได้รับชัยชนะเหนือทัพพม่าถึง 7 ครั้ง

เมื่อประมาณสัปดาห์ที่แล้ว ราชนาวีสหรัฐฯ ได้ประกาศรับข้อเสนอโครงการวิจัยเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการทหาร ซึ่งได้ประกาศหัวข้อที่กองทัพสนใจออกมาจำนวนกว่า 39 หัวข้อ เช่น การพัฒนาเรดาห์ขนาดเล็ก แบตเตอรีแบบฟิล์มบาง ระบบเซ็นเซอร์ใต้น้ำ เทคโนโลยีไมโครกริด (ระบบนำส่งกระแสไฟฟ้าสำหรับสนามรบ) เป็นต้น แต่ที่ผมอยากนำมากล่าวในวันนี้เป็นหัวข้อหนึ่งที่น่าสนใจมากๆ และอาจจะทำให้รูปแบบการรบในอนาคตเปลี่ยนไป หัวข้อนั้นมีชื่อว่า Desktop Manufacturing with Micro-robot Swarm ซึ่งจะเป็นเทคโนโลยีที่ทำให้สนามรบสามารถผลิตสิ่งของเพื่อใช้ในการสู้รบ ในระหว่างการรบได้ ซึ่งเป็นยุทธวิธีที่ชาวบ้านบางระจันเคยใช้ในการยุทธ์อย่างประสบความสำเร็จเมื่อ 200 กว่าปีที่แล้ว

ประกาศเปิดรับข้อเสนอโครงการหัวข้อนี้ มีเนื้อหาว่าต้องการให้คณะวิจัยทำการพัฒนาเทคโนโลยีในการผลิตวัสดุหรืออุปกรณ์ต่างๆ โดยการใช้หุ่นยนต์ขนาดเล็กๆ ที่สามารถทำงานเป็นฝูง เพื่อสังเคราะห์วัสดุ สร้างชิ้นส่วนต่างๆ และประกอบชิ้นส่วนต่างๆ เหล่านั้นขึ้นเป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนมากขึ้น โดยหุ่นยนต์เล็กๆ เหล่านั้นแต่ละตัวอาจจะทำงานง่ายๆ ไม่ต้องฉลาดมากนัก แต่สามารถทำงานประสานงานกันเป็นทีมขนาดใหญ่ได้ จนสามารถที่จะทำงานที่ซับซ้อนมากๆ ได้ โดยระบบผลิตนี้ จะมีขนาดไม่ใหญ่โตอะไรนัก สามารถบรรจุระบบทั้งหมดลงบนโต๊ะได้ หรือที่เรารู้จักกันในนามของ Desktop Manufacturing นั่นเองครับ

ตอนนี้หัวข้อ Desktop Manufacturing กำลังเป็นที่สนใจในวงการเทคโนโลยีทั่วโลก และเทคโนโลยีหนึ่งที่จะเข้ามามีบทบาทสำคัญ และถือว่าเป็นเทคโนโลยีก่อกำเนิดของระบบผลิตแบบตั้งโต๊ะนี้ก็คือ Printed Electronics หรือ Printed Manufacturing ซึ่งเป็นเทคโนโลยีในการผลิตสิ่งของด้วยการใช้วิธีการพิมพ์ ซึ่งผมมักจะกล่าวถึงอยู่บ่อยๆ ในบล็อกนี้นั่นเองครับ .....

11 กุมภาพันธ์ 2554

Defense Science Research 2011



วันนี้ขอนำการประชุมทางวิชาการที่น่าสนใจอันนึงมาเสนอนะครับ เพราะกำหนดส่ง Full Paper งวดเข้ามาแล้ว การประชุมนี้มีชื่อว่า Defense Science Research 2011 (DSR2011) ซึ่งจะจัดขึ้นที่ประเทศสิงคโปร์ ระหว่างวันที่ 3-6 สิงหาคม 2554 กำหนดส่งบทความฉบับเต็มคือวันที่ 28 กุมภาพันธ์ 2554 ที่จะถึงนี้แล้วครับ

การประชุม DSR2011 นั้นมีวัตถุประสงค์ให้นักวิจัยทางด้านวิทยาศาสตร์ของการป้องกันประเทศ ของแต่ละชาติได้มีโอกาสมาแลกเปลี่ยนข้อมูล องค์ความรู้ และเทคโนโลยีต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับศาสตร์เพื่อการป้องกันประเทศ ไม่ว่าจะเป็นเทคโนโลยีการบินและอวกาศ ยานรบ เครื่องไม้เครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ จรวดนำวิถี วัสดุทางการทหาร ระบบทางราชนาวี การประมวลผลชั้นสูง การจำลองคอมพิวเตอร์ หรือแม้กระทั่งวิทยาศาสตร์ชีวภาพที่เกี่ยวกับการทหาร ธีม (Theme) ของการประชุมครั้งนี้ ตั้งชื่อไว้ซะเก๋ไก๋ว่า "“Science and Innovation in the Brave New World”

การประชุมนี้ เขาแบ่งออกเป็นการประชุมย่อยๆ ที่เรียกว่า Symposium อีก 10 การประชุมย่อยครับ ได้แก่
- Healthcare in Defence
- Bioengineering in Defence
- Cyber Defence
- Logistics & Transport
- Technology
- Aerospace & Aeronautics
- Entertainment Technologies
- Biological Sciences
- Food Sciences
- Environment

แต่ละการประชุมย่อยๆ นี้ก็จะกำหนดหัวข้อที่สนใจเอาไว้อย่างละเอียด ซึ่งหากท่านผู้อ่านจะส่งผลงานเพื่อไปเสนอในที่ประชุม ก็ต้องเข้าไปดูรายละเอียดกันอีกทีครับ เจ้าภาพที่จัดการประชุมนี้เขาโม้ไว้ว่า การประชุมของเขานั้นรับเฉพาะงานคุณภาพเท่านั้น โดยมีอัตราการรับผลงานประเภทเสนอด้วยวาจา (Oral Presentation) แค่ 30% เท่านั้น ส่วนผลงานประเภทโปสเตอร์รับแค่ 50% ถ้าจริงก็ถือว่าโหดใช้ได้เลยครับ ผลงานทั้งหมดที่ได้รับการตอบรับให้ไปเสนอในที่ประชุมนี้ จะได้รับการบรรจุไว้ในฐานข้อมูล IEEE Explore

ช่วงนี้และในอนาคต เราเริ่มจะมีความตึงเครียดในภูมิภาคมากขึ้นเรื่อยๆ มีภัยคุกคามใหม่ๆ และการเผชิญหน้าเกิดขึ้น ไม่ว่าจะเป็นการเพิ่มกำลังรบของจีนและอินเดีย ปัญหาชายแดนระหว่างประเทศเรากับเพื่อนบ้าน ผลประโยชน์ทางทะเล อาจจะถึงเวลาแล้วที่การวิจัยทางด้านศาสตร์ของการป้องกันประเทศ จะต้องเกิดขึ้นในบ้านเราเสียที .....