Body Odor - กลิ่นกายมนุษย์ (ตอนที่ 2)

(Credit - Picture from http://caninegoodcitizen.wordpress.com/)

มนุษย์เราจดจำบุคคลอื่นโดยอาศัยสัมผัส 2 อย่างคือ ภาพ กับ เสียง โดยในชีวิตประจำวัน เราใช้การดูหน้าตาเป็นหลัก ว่าใช่คนที่เรารู้จักหรือไม่ แต่สุนัข เพื่อนที่ดีที่สุดของเราใช้สัมผัส 3 อย่าง คือ ภาพ เสียง และ กลิ่น และดูเหมือนว่ามันใช้สัมผัสที่ 3 มากที่สุดในการจำแนกแยกแยะคนที่มันรู้จัก กับ คนที่มันไม่รู้จัก และสำหรับสัมผัสในการมอง สุนัขใช้การดูอากัปกริยาท่าทางเฉพาะ เพื่อจำแนกคนที่มันรู้จัก มากกว่าจะจดจำใบหน้า

การที่สุนัขสามารถจดจำและจำแนกกลิ่นของคนที่มันไม่รู้จัก ออกจากคนที่มันรู้จักได้ นั่นย่อมแสดงว่ามนุษย์เราแต่ละคนมีกลิ่นตัวแตกต่างกัน และกลิ่นนั้นต้องมีอัตลักษณ์ทำให้มีความแตกต่างกันอย่างชัดเจน ทำให้สุนัขจดจำได้ ด้วยเหตุนี้ ผมจึงเกิดแนวคิดว่า เราน่าจะสามารถใช้จมูกอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Nose หรือ E-nose) จำแนกบุคคลโดยใช้หลักการของการดมกลิ่นได้ เมื่อ 4 ปีที่แล้ว ผมกับนักศึกษาจึงได้ทำการทดลอง โดยเราได้พยายามแยกกลิ่นตัวของคน 2 คนออกจากกัน วิธีการก็คือ เราหาคนมา 2 คน ซึ่งเราก็ใช้นักศึกษาชายในห้อง Lab นั่นหล่ะครับ จากนั้นเราได้ทำการเก็บกลิ่นรักแร้ของทั้งคู่มาดมด้วย E-nose โดยเราจะให้ E-nose ดมกลิ่นรักแร้วันละ 2 ครั้ง คือ หลังตื่นนอน (ประมาณ 7-8 นาฬิกา) และในตอนบ่าย (ประมาณ 8 ชั่วโมงต่อมา) โดยให้ E-nose ดมรักแร้ของ 2 คนนี้ติดต่อกันเป็นเวลา 5 วัน และเพื่อจะทดสอบว่า โรลออนที่ทารักแร้จะสามารถกลบกลิ่นตัวของคนทั้ง 2 หรือไม่ เราอนุญาตให้เขาทั้งคู่ทาโรลออนที่รักแร้ได้ 1 ข้างครับ นั่นแปลว่า เราก็จะสามารถทดสอบได้ว่า เจ้า E-nose จะแยกกลิ่นตัวของ 2 คนนี้ออกได้หรือไม่ ทั้งกรณีที่ทา และ ไม่ได้ทา โรลออนระงับกลิ่นเต่า


ปกติคนเราแต่ละคนนี่ กลิ่นตัวอาจจะแตกต่างกันไปในแต่ละวันก็ได้ครับ ขึ้นอยู่กับอาหารการกินด้วย ตลอดการทดลอง 5 วันนั้น เราอนุญาตให้ทั้งคู่ใช้ชีวิตปกติ และกินอาหารที่เขากินตามปกติอยู่แล้ว แต่ห้ามมีเพศสัมพันธ์ และ ห้ามดื่มเครื่องดื่มที่มีแอลกอฮอล์ครับ เพื่อจะลดผลกระทบจากปัจจัย 2 เรื่องนี้ ซึ่งจากการทดลองนั้น เจ้า E-nose ก็ตรวจพบว่ากลิ่นตัวของแต่ละคนมันเปลี่ยนไปจริงๆ ตามการใช้ชีวิต โดย E-nose ยังตรวจพบว่ากลิ่นรักแร้ในช่วงบ่ายนั้นจะแรงขึ้น (มีการปล่อยโมเลกุลกลิ่นมากขึ้น) แต่รักแร้ข้างที่ทาโรลออนจะปล่อยโมเลกุลกลิ่นออกมาน้อยกว่าข้างที่ไม่ได้ทามาก เครื่อง E-nose ยังวิเคราะห์และแยกแยะบุคคลทั้งคู่นี้ออกอีกด้วยว่าเป็นคนละคนกัน แม้ว่าจะทาโรลออนเพื่อดับกลิ่นตัวก็ตาม นั่นแสดงว่า กลิ่นตัวของคนเรามันมีความจำเพาะจริงๆ ครับ ซึ่งทำให้สุนัขจำได้ แล้วเจ้า E-nose ก็สามารถระบุความแตกต่างนั้นได้

ผลงานชิ้นนี้ทางกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ ได้นำไปอ้างอิงเพื่อที่จะสนับสนุนการวิจัยเทคโนโลยีเพื่อระบุตัวผู้ก่อการร้ายแก่มหาวิทยาลัยในสหรัฐอเมริกาด้วยครับ .... จากวันนั้นเป็นต้นมา ผมยังทำวิจัยเกี่ยวกับกลิ่นตัวมนุษย์มาเรื่อยๆ ครับ เดี๋ยววันหลังผมจะเล่าให้ฟังครับว่า ผมได้ค้นพบอะไรอีกบ้าง และได้เทคโนโลยีใหม่อะไร ติดตามอ่านกันนะครับ

PhyCS 2014 - International Conference on Physiological Computing Systems

กระแสความร้อนแรงของ Google Glass และ Smart Watch ที่กำลังเกิดขึ้นในโลกของคอนซูเมอร์อิเล็กทรอนิกส์ นับเป็นตัวจุดพลุ ที่จะทำให้ตลาดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบสวมใส่ได้ (Wearable Electronics) เติบโตในอนาคตอีกไม่นานจากนี้ครับ เมื่อรวมกับแนวโน้มของประชากรสูงวัยที่มากขึ้นเรื่อยๆ ทำให้อุปกรณ์สำหรับช่วยเหลือในการดูแลสุขภาพด้วยตัวเอง (Pervasive Healthcare) น่าจะได้รับความนิยมมากขึ้นในอนาคตอันใกล้นี้ ซึ่งทำให้นักเทคโนโลยีหลายๆ กลุ่มในโลก เร่งมือในการพัฒนาเทคโนโลยีที่เรียกว่า Physiological Computing Systems หรือ ระบบตรวจวัดทางสรีรวิทยา ซึ่งเป็นเทคโนโลยีในการเฝ้าดู และตรวจวัด พารามิเตอร์ทางสุขภาพของมนุษย์ ซึ่งในที่นี้ก็มักจะต้องเป็นอุปกรณ์ที่สวมใส่ได้ เพื่อที่จะสามารถเก็บข้อมูลความเป็นไปของร่างกายผู้สวมใส่ได้ตลอดเวลา 

การประชุมประจำปีที่มีชื่อว่า International Conference on Physiological Computing Systems จึงเกิดขึ้นเพื่อเป็นเวทีแลกเปลี่ยน เรียนรู้ระหว่างวิศวกร นักคอมพิวเตอร์ศาสตร์ แพทย์ และ บุคลากรทางสาธารณสุข ที่มีความสนใจในการพัฒนาระบบตรวจวัดทางสรีรวิทยา โดยการประชุม PhyCS 2014 นี้จะจัดขึ้นที่กรุงลิสบอน ประเทศโปรตุเกส ระหว่างวันที่ 7-9 มกราคม 2557 โดยมีกำหนดส่งผลงานบทความฉบับเต็มในวันที่ 15 กันยายน 2556 

หัวข้อที่เป็นที่สนใจของการประชุมก็ได้แก่

AREA 1: DEVICES 
Biomedical Devices for Computer Interaction
Haptic Devices
Brain-Computer Interfaces
Health Monitoring Devices
Physiology-driven Robotics
Wearable Sensors and Systems
Cybernetics and User Interface Technologies

AREA 2: METHODOLOGIES AND METHODS 
Biosignal Acquisition, Analysis and Processing
Pattern Recognition
Neural Networks
Processing of Multimodal Input
Observation, Modeling and Prediction of User Behavior
Computer Graphics and Visualization of Physiological Data
Video and Image Analysis for Physiological Computing
Motion and Tracking

AREA 3: HUMAN FACTORS 
User Experience
Usability
Adaptive Interfaces
Human Factors in Physiological Computing
Learning and Adaptive Control of Action Patterns
Speech and Voice Data Processing

AREA 4: APPLICATIONS 
Physiology-driven Computer Interaction
Biofeedback Technologies
Affective Computing
Pervasive Technologies
Augmentative Communication
Assistive Technologies
Interactive Physiological Systems
Physiological Computing in Mobile Devices

Smart Environment - สภาพแวดล้อมอัจฉริยะ (ตอนที่ 4): ตอน Smart Toilet

สภาพแวดล้อมอัจฉริยะ (Smart Environment) หรือ สภาพแวดล้อมที่ตอบสนอง (Responsive Environment) หรือ สถาปัตยกรรมแบบอันตรกริยา (Interactive Architecture) เป็นศาสตร์ที่ว่าด้วยการทำให้สิ่งแวดล้อม ที่อยู่อาศัย อาคารบ้านช่อง มีความฉลาด ทำงานตอบสนองต่อผู้อยู่อาศัย ทั้งในเชิงกายภาพ เชิงจิตใจ และ อารมณ์ สิ่งแวดล้อมที่เราอาศัยอยู่นี้จะรับรู้ด้วยสัมผัสของมันว่า เราใช้ชีวิตอยู่อย่างไร กำลังทำอะไร มีความสุขหรือหงุดหงิดไหม นอนหลับดีหรือว่ากระสับกระส่าย ใช้เวลาอยู่กับสิ่งไหนมากน้อยอย่างไร แล้วมันก็จะพยายามเอาใจใส่เรา ทำในสิ่งที่เราต้องการ ด้วยการดูแลเรา และช่วยเหลือเราให้อยู่อย่างมีความสุข

ในกลุ่มวิจัยของผมมีการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีหลายชนิด ที่จะทำงานในสภาพแวดล้อมอัจฉริยะ ได้แก่ ถุงมือรับส่งข้อมูล (Interactive Data Glove) รองเท้าอัจฉริยะ (Smart Shoe) หมอนอัจฉริยะ (Smart Pillow) เตียงอัจฉริยะ (Smart Bed) จมูกอัจฉริยะ (Smart Nose) ซึ่งยังมีเทคโนโลยีอีกชนิดหนึ่งที่สำคัญมาก แต่ผมยังศึกษาเรื่องนี้เพียงเล็กน้อย ทั้งๆ ที่เรื่องนี้มีความสำคัญมากทั้งในปัจจุบันและอนาคต นั่นคือ ส้วมอัจฉริยะ (Smart Toilet) ครับ เชื่อสิครับว่าในอนาคต ทั้งส้วมและห้องน้ำ จะกลายมาเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่บูมมากๆ และเราก็เริ่มเห็นเทรนด์นี้แรงขึ้นเรื่อยๆ ครับ ดังที่ผมจะยกตัวอย่างต่อไปนี้

- เราเริ่มเห็นชักโครกฉลาดมากขึ้นเรื่อยๆ ใครที่เคยไปญี่ปุ่นก็จะมีประสบการณ์กับโถส้วมอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งมันจะทำที่นั่งให้อุ่นเวลาเรานั่งลงไป เมื่อเสร็จภารกิจ ก็จะฉีดน้ำใส่ก้น และเป่าลมอุ่นๆ ทำให้ก้นแห้ง หรือถ้าเป็นสุภาพสตรีก็จะมีหัวพ่นน้ำด้านหน้าให้ใช้งานด้วย ซึ่งโถส้วมรุ่นหลังๆ นั้น มันมีฟังก์ชันที่เจ๋งๆ เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ครับ เช่น มีระบบทำความสะอาดตัวเอง ตัวอุปกรณ์ทั้งหมดเคลือบวัสดุนาโนที่สามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียและไวรัส ส้วมจะเปิดเพลงแบบที่เรียกว่า Theme Song ตอนที่เราเดินเข้ามาจะใช้งาน ซึ่งเราสามารถเปลี่ยนได้ หรือแม้กระทั่งต่อโทรศัพท์ iPhone หรือ Android Phone เข้าไปเพื่ออัพโหลดเพลงใส่เข้าไปในโถส้วม

- Urinal Game System หรือระบบเกมส์โดยใช้ฉี่ เป็นเทรนด์ใหม่ในห้องน้ำตามผับต่างๆ ในอังกฤษ ซึ่งสุภาพบุรุษสามารถที่จะฉี่ไปเล่นเกมส์ไปพร้อมกันได้ โดยจะมีหน้าจอแสดงผล โดยเราจะใช้น้ำปัสสาวะของเราระหว่างที่เราฉี่นี่แหล่ะครับ เป็นตัวเล่นเกมส์ เช่น อาจจะมีเกมส์ขับรถหลบสิ่งกีดขวาง ซึ่งเราสามารถเอี้ยวตัวไปซ้าย ไปขวา เพื่อให้น้ำปัสสาวะของเราสะบัดไปซ้าย-ขวา ได้ ซึ่งโถฉี่จะมีเซ็นเซอร์ที่ตรวจจับน้ำฉี่ของเรา ทำให้เราสามารถควบคุมเกมส์ได้ ซึ่งก็จะทำให้สุภาพบุรุษที่ดื่มมากๆ แล้วอั้นปัสสาวะนานๆ ได้เปรียบ สามารถเล่นเกมส์ได้นาน ซึ่งเทคโนโลยีตัวนี้ได้สร้างรายได้เพิ่มให้กับผับต่างๆ ทางอ้อมเลยครับ เพราะน่าจะขายเบียร์ได้มากขึ้น เพื่อให้สามารถฉี่ได้เยอะๆ

- ผับหลายๆ แห่งในสิงคโปร์มีการติดตั้งเซ็นเซอร์ที่โถปัสสาวะท่านชาย เพื่อตรวจสอบระดับแอลกอฮอล์ในปัสสาวะ ซึ่งมันจะมีหน้าจอเตือนให้เรียกแท็กซี่ หรือ ให้เพื่อนขับแทน หากมันตรวจพบว่าเราดื่มมากเกินไปจนไม่น่าจะขับรถได้อย่างปลอดภัย

ไอเดียในการทำส้วมให้มีความฉลาดนั้นมีได้มากมายเกินจินตนาการเลยครับ แต่สิ่งที่ผมสนใจคือ การทำให้ส้วมเป็นอุปกรณ์ตรวจสุขภาพประจำบ้าน เพราะคนเราใช้ห้องส้วมทุกวัน และสิ่งที่เราปลดปล่อยออกมาจากร่างกาย มันบ่งชี้สถานะทางสุขภาพของเราได้เป็นอย่างดี งานวิจัยเบื้องต้นที่เราเคยทำคือ การตรวจสอบสภาวะน้ำตาลจากกลิ่นปัสสาวะ ซึ่งสามารถนำเซ็นเซอร์ไปติดตั้ง และเก็บข้อมูลปัสสาวะได้ทุกครั้งๆ ที่เราฉี่ ซึ่งสามารถเชื่อมต่อเข้าคอมพิวเตอร์ประจำบ้าน เข้าสมาร์ทโฟน หรือ รายงานใน Facebook 

อาภรณ์อัจฉริยะ - Wearable Intelligence (ตอนที่ 7)

(Picture from wired.com)

ในอดีตเรามีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไม่กี่อย่างที่สวมใส่ได้ (Wearable Electronics) ที่ผมพอยกตัวอย่างได้ก็มีนาฬิกาดิจิตอล ซึ่งแสดงตัวเลขแบบอาระบิกแทนเข็มนาฬิกา มีเสียงปลุกเป็นเสียงดนตรี สามารถจับเวลาได้มีความละเอียดถึง 1 ส่วน 100 วินาที ซึ่งผมรู้จักครั้งแรกตอนอายุสัก 10 ขวบ มั๊งครับ เป็นยี่ห้อคาสิโอ กาลเวลาผ่านมา 30 ปี นาฬิกาคาสิโอก็ไม่ได้พัฒนาขึ้นมากเท่าไหร่นัก เพียงแต่รุ่นหลังอย่างแบบที่ผมใช้ จะมีเซ็นเซอร์เพิ่มขึ้นมาหลายชนิด เช่น มีเทอร์โมมิเตอร์ เข็มทิศ บารอมิเตอร์ และ โซลาร์เซลล์ ผมเคยคิดมานานแล้วว่า ทำไมนาฬิกาข้อมือ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่จริงๆ แล้วมีความใกล้ชิดกับมนุษย์มากกว่าโทรศัพท์มือถือเสียอีก (เพราะมันไม่ต้องพก สามารถสวมใส่ไปไหนมาไหนได้เลย) แต่นาฬิกาข้อมือกลับไม่ได้รับการพัฒนาเท่าที่ควร จนกระทั่งเมื่อเร็วๆ นี้ บริษัทยักษ์ใหญ่ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์ ไม่ว่าจะเป็น ซัมซุง โซนี่ และ แอปเปิ้ล ต่างประกาศตัวว่าจะพัฒนานาฬิกาฉลาด หรือ smart watch ออกมาขาย

ทำไมผู้คนถึงเริ่มมาสนใจที่จะพัฒนานาฬิกาให้มันฉลาดขึ้นในช่วงนี้หล่ะครับ ส่วนหนึ่งน่าจะมาจากกระแสความต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มันติดตัวไปไหนมาไหนได้ (Mobile & Ubiquitous) คือมีความคล่องตัว ใช้ง่ายได้ทุกที่ ทุกเวลา และทำได้หลายอย่าง อีกส่วนหนึ่งมาจากแนวโน้มการดูแลรักษาสุขภาพของผู้คน ที่มีความต้องการจะรู้ข้อมูลสุขภาพของตนเองแบบใช้ง่าย ใช้ได้ทุกที่ ทุกเวลา ทำให้เราเริ่มเห็นอุปกรณ์รูปแบบใหม่ที่เป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ ที่ใช้งานเหมือนเครื่องใช้อิเล็กทรอนิกส์ (และบางครั้งก็อาจเป็นเครื่องประดับได้ในตัว) มากขึ้นเรื่อยๆ ครับ และอย่างหลังนี้เองที่ทำให้เกิดเทคโนโลยีที่เรียกว่า Physiological Computing Systems หรือ ระบบตรวจวัดทางสรีรวิทยา ซึ่งเป็นเทคโนโลยีในการเฝ้าดู และตรวจวัด พารามิเตอร์ทางสุขภาพของมนุษย์ ซึ่งในที่นี้ก็มักจะต้องเป็นอุปกรณ์ที่สวมใส่ได้ เพื่อที่จะสามารถเก็บข้อมูลความเป็นไปของร่างกายผู้สวมใส่ได้ตลอดเวลา ซึ่งจะนำมาสู่การวิเคราะห์สถานภาพทางสุขภาพของเราได้แบบทุกที่ ทุกเวลา ไงหล่ะครับ

ในการตรวจวัดสถานภาพของสรีระของผู้ใส่ เราอาจจะแบ่งการตรวจวัดออกเป็น 4 ชนิด ซึ่งอุปกรณ์บางชนิดอาจจะตรวจวัดประเภทเดียว แต่บางอุปกรณ์อาจตรวจวัดสถานภาพได้หลายประเภท

(1) Bioelectrical Signals เป็นการตรวจวัดสถานภาพของร่างกาย จากการวัดสัญญาณไฟฟ้าของร่างกาย เช่น สัญญาณสมอง สัญญาณไฟฟ้าหัวใจ สัญญาณประสาทกล้ามเนื้อ ซึ่งในอดีต อุปกรณ์ประมวลผลสัญญาณเหล่านี้แพงมาก แต่ในปัจจุบันสามารถซื้อหามาเล่นในราคาที่เป็นมิตรขึ้นครับ ซึ่งจะทำให้ทราบว่าหัวใจเต้นดีมั้ย สมองมีกิจกรรมการคิดเป็นอย่างไร ระบบประสาทเป็นอย่างไร เป็นต้น

(2) Biomechanical Signals เป็นการตรวจวัดสถานภาพของร่างกาย จากสัญญาณทางชีวกล เช่น การขยับเขยื้อนเคลื่อนไหวของร่างกาย ซึ่งจะทำให้รู้กิจกรรมเชิงกลของร่างกายได้ เช่น การเดิน นั่ง นอน วิ่ง การหายใจ เป็นต้น กลุ่มวิจัยของผมเองก็พัฒนาอุปกรณ์หลายอย่างที่อาศัยการวัดสัญญาณทางชีวกลครับ เช่น รองเท้าที่ติดเซ็นเซอร์ซึ่งตรวจวัดอากัปกริยาการเดิน สามารถที่จะตรวจวัดความผิดปกติในการเดินได้ โดยสามารถตรวจหาโรคพาร์กินสันได้ นอกจากนั้นก็ยังมี หมอนอัจฉริยะที่สามารถตรวจวัดสถานภาพการนอน ว่านอนหลับดีหรือไม่ อัตราการหายใจเป็นอย่างไร มีประสิทธิภาพการหลับมากน้อยแค่ไหนในแต่ละคืน เป็นต้น

(3) Biochemical Signals เป็นการตรวจวัดสถานภาพของร่างกาย จากสัญญาณทางชีวเคมีในร่างกาย ซึ่งจะทำให้ทราบสถานะทางสุขภาพภายในร่างกาย เช่น มีสุขภาพดีไหม มีโรคภัยไข้เจ็บหรือป่าว เช่น เซ็นเซอร์ตรวจวัดปริมาณออกซิเจนในเลือด เซ็นเซอร์ตรวจวัดปริมาณกลูโคสในกระแสเลือด เป็นต้น ในกลุ่มวิจัยของผมเอง ก็มีการพัฒนาอุปกรณ์ประเภทนี้อยู่อย่างหนึ่งคือ เซ็นเซอร์ดมกลิ่นแบบสวมใส่ได้ ในรูปของอาร์มแบนด์ และ เสื้อสุขภาพ ซึ่งมันจะตรวจวัดกลิ่นตัวทำให้ทราบว่าสถานภาพทางเคมีในร่างกายปกติหรือไม่ หรือมีโรคอะไรอยู่ เพราะร่างกายที่ปกติ กับ ร่างกายที่เป็นโรค มีการปล่อยกลิ่นออกมาไม่เหมือนกัน

(4) Biophysical Signals เป็นการตรวจวัดสถานภาพของร่างกาย จากสัญญาณทางชีวฟิสิกส์ เช่น การตรวจวัดสภาพเนื้อเยื่อด้วยการส่งคลื่นเสียงเข้าไป การเปลี่ยนสีของผิวจากการใช้ครีม whitening เป็นต้น ซึ่งปัจจุบันอุปกรณ์แบบสวมใส่ได้เพื่อตรวจสัญญาณประเภทนี้ยังไม่ค่อยมีครับ

เอาไว้วันหลัง ผมมีเวลา จะมาเล่ารายละเอียดของเทคโนโลยีสวมใส่ได้ที่น่าสนใจเพิ่มเติมนะครับ

Body Electronics - อิเล็กทรอนิกส์บนผิวกายมนุษย์ (ตอนที่ 6)

(Picture from http://engtechmag.wordpress.com/2011/08/24/electronic-skin-to-monitor-heart-rate-an-annotated-graphic/)

นับตั้งแต่มีการค้นพบอิเล็กตรอนในปี ค.ศ. 1897 โดย เจ เจ ทอมป์สัน  มนุษย์เราก็แสวงหาวิธีการนำเอาอิเล็กตรอนมาใช้ประโยชน์ ซึ่งการใช้ประโยชน์อยู่ใน 2 รูปแบบใหญ่ๆ คือ ไฟฟ้า และ อิเล็กทรอนิกส์ เราใช้ไฟฟ้าในแง่ของพลังงานไฟฟ้า ที่หล่อเลี้ยงสังคมเมืองในเกือบทุกๆ อย่าง ออฟฟิศ บ้าน ห้างสรรพสินค้า ไฟส่องถนน แม้แต่รถยนต์ในอนาคตก็จะใช้พลังงานไฟฟ้าแทนที่น้ำมัน ส่วนในเรื่องของอิเล็กทรอนิกส์นั้น เป็นเรื่องของความสะดวกสบายเหนือขึ้นมาอีก อิเล็กทรอนิกส์ใช้อิเล็กตรอนทำงานในการประมวลผลเชิงตรรกะ และมันเป็นพื้นฐานของอุปกรณ์อำนวยความสะดวกเกือบทุกอย่าง ไม่ว่าจะเป็น คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ โทรทัศน์ เครื่องซักผ้า ตู้เย็น พัดลม เรียกว่าเรากำลังอาศัยอยู่ในยุคของปัญญาที่มีพื้นฐานบนการทำงานของอิเล็กตรอน  

อิเล็กทรอนิกส์ในยุคปัจจุบันนั้น ทำงานโดยอาศัยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้วัสดุประเภทที่เรียกว่าวัสดุอนินทรีย์ เช่น ซิลิกอน ทองแดง อลูมิเนียม เป็นต้น  แต่ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา ได้เกิดแนวคิดของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้วัสดุอินทรีย์ เช่น พอลิเมอร์นำไฟฟ้า ท่อนาโนคาร์บอน กราฟีน เป็นต้น ซึ่งอิเล็กทรอนิกส์แบบหลังนี้ มักจะเรียกกันว่า อิเล็กทรอนิกส์แบบอ่อน (Soft Electronics) เพราะอิเล็กทรอนิกส์แบบนี้ สามารถที่จะทำวงจรให้มีความยืดหยุ่น (Flexible Electronics) ซึ่งต่างจากอิเล็กทรอนิกส์แบบเก่า ที่มักจะอยู่บนแผ่นวงจรที่แข็งและแตกหักได้ อิเล็กทรอนิกส์แบบอ่อนนี้ยังมีข้อดีที่สามารถผลิตด้วยกรรมวิธีใหม่ๆ เช่น สามารถพิมพ์ลายวงจรด้วยเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ต (Printable Electronics) หรือกระบวนการพิมพ์อื่นๆ แบบเดียวกับที่ใช้ผลิตหนังสือ และ นิตยสาร ซึ่งทำให้อิเล็กทรอนิกส์แบบนี้เป็นทางเลือกใหม่ สำหรับงานประยุกต์ใหม่ๆ ในอนาคต

อิเล็กทรอนิกส์แบบอ่อนนี้เอง ที่กำลังกลายมาเป็นกระแสใหม่ที่กำลังร้อนแรงในวงการอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งก่อให้เกิดการต่อยอดไปสู่อิเล็กทรอนิกส์แบบใหม่อื่นๆ อีกมากมาย เช่น อิเล็กทรอนิกส์แบบสวมใส่ได้ (Wearable Electronics) อิเล็กทรอนิกส์บนผิวหนัง (Epidermal Electronics) อิเล็กทรอนิกส์แบบฝังในร่างกาย (Implantable Electronics)  ซึ่งจะเห็นได้ว่าอิเล็กทรอนิกส์ทั้ง 3 แบบนี้ ได้เขยิบเข้ามาใกล้ชิดกับร่างกายมนุษย์มากขึ้นตามลำดับ กล่าวคือ Wearable Electronics นั้น เข้ามาแนบใกล้ร่างกายแบบไปไหนมาไหนด้วยกัน แต่ก็ยังอยู่นอกร่างกาย ส่วน Epidermal Electronics นั้น เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่แนบไปกับผิวหนังของเราเลย เรียกว่าใกล้กว่า Wearable Electronics เข้ามาอีก ส่วน Implantable Electronics นั้นเข้าไปอยู่ในร่างกายของคนเรากันเลยครับ ซึ่งเราจะเห็นได้ว่า แนวโน้มของมนุษย์เราจะค่อยๆ หลอมรวมกับจักรกลมากขึ้นไปเรื่อยๆ ยิ่งพวกเราพัฒนาทางด้านเทคโนโลยีมากขึ้นเท่าไหร่ เราจะยิ่งรู้สึกว่าที่พระเจ้าให้มานั้นมันไม่เพียงพอแล้ว ต้องใส่นู่นใส่นี่เพิ่มเข้าไป อย่างที่ผมมักจะพูดประจำว่าเรื่องของ Man-Machine Integration หรือการบูรณาการระหว่างมนุษย์กับจักรกลมันเป็นแนวโน้มของศตวรรษที่ 21 ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ เราจะเริ่มเห็นมนุษย์กึ่งจักรกล (Bionics) หรือจักรกลกึ่งมนุษย์ (Biomimics) มากขึ้นเรื่อยๆ ครับ

ครั้งหน้าผมจะมาพูดถึง Epidermal Electronics หรือวงจรอิเล็กทรอนิกส์บนผิวหนังนะครับ

Body Odor - กลิ่นกายมนุษย์ (ตอนที่ 1)

เมื่อตอนลูกผมทั้ง 2 คนยังเล็ก ผมจะหอมลูกบ่อยมากๆ แบบว่าอยากฟัด เวลาหอมลูกก็จะสูดกลิ่นเข้าไปลึกๆ ถึงปอด มันแสนจะชื่นใจ ในระหว่างที่ผมหอมลูกอยู่นั้น ทุกอณูของลมหายใจเข้าไปนั้นค่อนข้างแจ่มชัดถึงความรักที่เรามีแต่ลูก แม้ทุกวันนี้ลูกสาวผมจะอายุ 13 ขวบ ส่วนลูกชายอายุ 10 ขวบ แล้วก็ตาม ผมก็ยังหอมลูกอยู่วันละหลายๆ ครั้ง กลิ่นของความรักที่ผมสูดดมทุกวันนี้ ช่วยลดความเครียด และเติมเต็มความสุขให้แก่ชีวิตทุกวันได้ โดยไม่ต้องไปแสวงหาความสุขอื่นๆ อีก

ร่างกายของมนุษย์เรานั้น จริงๆ แล้วก็เหมือนเครื่องจักรขนาดใหญ่ที่ทำงานด้วยการอาศัยพลังงานจากอาหารที่กินเข้าไป อาหารเหล่านั้นจะถูกย่อยเป็นโมเลกุลเล็กๆ ที่ร่างกายสามารถนำไปใช้งานได้ โดยสิ่งที่ใช้ประโยชน์ไม่ได้ ก็จะถูกขับถ่ายออกมา ส่วนโมเลกุลที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ ก็จะถูกดูดซึมในระบบทางเดินอาหาร แล้วลำเลียงไปยังระบบต่างๆ ทั่วร่างกาย โมเลกุลเหล่านั้น หลายๆ ชนิดสามารถนำไปใช้ตรงๆ ได้เลย แต่บางชนิดก็ไม่สามารถนำไปใช้ได้ตรงๆ แต่ต้องผ่านกลไกต่างๆ เกิดปฏิกริยาเคมีเป็นทอดๆ ถึงจะนำไปใช้ประโยชน์ได้ ในแต่ละวัน ร่างกายของเราได้ทำกิจกรรมต่างๆ มากมาย การคิด การเดิน พูด กินขนม จิบไวน์ เล่นคอมพ์ ขับรถ ทำงาน ทุกๆ วินาทีที่ผ่านไป ปฏิกริยาเคมีในร่างกายของเราเกิดขึ้นมากมาย แม้กระทั่งตอนที่เราปิ๊งสาว และเกิดความรักขึ้นมานั้น ในร่างกายของเรา ก็เกิดปฏิกริยาเคมีชนิดพิเศษ ที่ทำให้เรามีความรู้สึกถึงความรักนั้น ร่างกายของเราจึงเสมือนเป็นที่ชุมนุมของโมเลกุลเคมีต่างๆ มากมายนับไม่ถ้วน และโมเลกุลเหล่านี้ หลายๆ ชนิดก็หลุดเล็ดลอดออกมาจากร่างกายของเรา ทำให้เรามี "กลิ่นกาย" ที่ค่อนข้างเฉพาะเจาะจง แต่ละคนก็มีกลิ่นไม่เหมือนกัน ซึ่งเราเองอาจจะไม่ค่อยสังเกต แต่สัตว์ที่ใกล้ชิดเราที่สุดคือสุนัข มันสามารถจดจำกลิ่นของเราได้ การใช้ชีวิตที่เปลี่ยนไปของเรา ก็จะทำให้กลิ่นกายของเราเปลี่ยนไปได้เช่นกัน คนอินเดียที่ชอบทานอาหารที่มีเครื่องเทศจำพวกกลิ่นแรง ก็จะมีกลิ่นตัวเฉพาะที่เราได้กลิ่นเมื่อไหร่ ก็จะรู้ทันที


จะเห็นได้ว่า "กลิ่นกาย" ของเราสามารถที่จะบ่งบอกสภาวะทางเคมีในร่างกายของเราได้ ซึ่งรวมถึงสภาวะทางสุขภาพของเรา ดังนั้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้ นักวิทยาศาสตร์จึงมีความสนใจที่จะใช้กลิ่นกายมนุษย์ สำหรับวินิจฉัยสภาวะทางสุขภาพของมนุษย์ ซึ่งผมจะมาเล่าเกี่ยวกับงานวิจัยทางด้านนี้ในตอนต่อๆ ไปครับ กลิ่นกายของเราซึ่งเป็นกลุ่มของโมเลกุลเคมีที่เล็ดลอดออกมาจากภายในร่างกายของเรานั้น ออกมาทางไหนบ้าง มาดูกันครับ

(1) ปากและจมูก ซึ่งเป็นทางผ่านของลมหายใจออกมา ในลมหายใจออกของเรานั้น จะมีโมเลกุลจำนวนมากที่ระบบเลือดของเรานำมาปล่อยออกที่ปอด ซึ่งโดยมากเป็นโมเลกุลขนาดเล็ก ระเหยง่าย การวินิจฉัยโมเลกุลในลมหายใจเหล่านี้ สามารถบ่งชี้โรคต่างๆ ได้ เช่น มะเร็งปอด มะเร็งตับ โรคฟัน เป็นต้น

(2) ตด และ อุจจาระ อันนี้ผมคงไม่ต้องพูดอะไรมากหล่ะครับ ว่ากลิ่นประเภทนี้มีลักษณะอย่างไร แต่เชื่อไหมครับว่า กลิ่นตดนั้นสามารถใช้บอกสถานะทางสุขภาพในทางเดินอาหารได้ ในประเทศจีนถึงกับมีอาชีพนักดมตด ซึ่งมีหน้าที่วินิจฉัยโรคในทางเดินอาหาร นักดมตดเหล่านี้มีความสามารถที่จะบอกจากกลิ่นตดได้ว่า ผู้ตดมีโรคกระเพาะหรือมีเนื้องอกในลำไส้หรือไม่ รวมไปถึงอาการผิดปกติต่างๆ เช่น เลือดออกในระบบทางเดินอาหาร หรือ การติดเชื้อต่างๆ 

(3) ปัสสาวะ โมเลกุลต่างๆ ที่เป็นของเสีย ซึ่งร่างกายไม่ต้องการจะถูกขับออกมาทางปัสสาวะ ทำให้กลิ่นปัสสาวะ สามารถบ่งบอกสถานะทางสุขภาพของผู้ฉี่ได้ โดยทีมวิจัยของผมเองก็ได้ทำการทดลองใช้เครื่องจมูกอิเล็กทรอนิกส์ (electronic nose หรือ e-nose) เพื่อดมกลิ่นน้ำตาลในปัสสาวะ ซึ่งสามารถจำแนกกลิ่นที่มีความเสี่ยงในการเป็นเบาหวานได้

(4) ผิวหนัง โดยเฉพาะในรูปของเหงื่อ ซึ่งจุดที่มักจะมีกลิ่นมากที่สุดคือ รักแร้ และ เท้า ซึ่งตัวผมเองก็มีผลงานวิจัยในเรื่องการดมรักแร้มาบ้างครับ มีการตีพิมพ์ผลงานในวารสารวิชาการระดับนานาชาติ  และยังได้จดสิทธิบัตรวิธีการจดจำและจำแนกกลิ่นรักแร้เอาไว้ด้วยครับ เพนตากอนยังเคยมาอ้างอิงผลงานวิจัยชิ้นนี้  เพื่อจะนำไปต่อยอดพัฒนาเครื่องดมและจดจำกลิ่นผู้ก่อการร้ายอีกด้วย

ในเมื่อกลิ่นกายของมนุษย์สามารถที่จะบอกสภาวะต่างๆ ในร่างกาย และบ่งชี้สถานภาพทางสุขภาพได้ ดังนั้นจะมีประโยชน์มากหากเราสามารถพัฒนาเทคโนโลยีในการดมกลิ่น เช่น จมูกอิเล็กทรอนิกส์ (e-nose) เพื่อใช้ดมกลิ่นที่ออกมาจากร่างกาย และวิเคราะห์หรือวินิจฉัยว่าเราป่วยเป็นโรคหรือไม่ ซึ่งความสามารถในการตรวจวัดของเจ้า e-nose เนี่ยก็ไม่ธรรมดาเลยครับ ตัวผมเองมีงานวิจัยที่ทำร่วมกับคุณหมอที่โรงพยาบาลรามาธิบดี โดยการนำเอาเจ้า e-nose มาตรวจวัดผู้ป่วยที่เป็นมะเร็งตับ ซึ่งพบว่า e-nose สามารถจำแนกกลิ่นลมหายใจของผู้ป่วยมะเร็งตับได้ ในกรณีอื่นๆ ก็เคยมีผู้นำ e-nose ไปดมกลิ่นตัวของผู้ป่วยที่เป็นโรคจิตเภท ซึ่งพบว่าคนเหล่านี้มีกลิ่นกายแตกต่างไปจากคนปกติ ซึ่งเราไม่สามารถแยกแยะกลิ่นเหล่านี้ได้ นอกจากนั้นยังมีโรคอื่นๆ อีกมากมาย ที่ e-nose สามารถตรวจพบได้ นับว่าเป็นเทคโนโลยีที่มีอนาคตจริงๆ

วันหลังผมจะทยอยเล่าในรายละเอียดในประเด็นต่างๆ ของเรื่องกลิ่นกายมนุษย์ และเทคโนโลยีในการดมกลิ่นเหล่านี้นะครับ

อาภรณ์อัจฉริยะ - Wearable Intelligence (ตอนที่ 6)

เรื่องของอุปกรณ์ที่สวมใส่ได้ (Wearable Devices) หรือ คอมพิวเตอร์แบบสวมใส่ได้ (Wearable Computer) ที่มีพลังในการประมวลผลติดตามเราไปได้ทุกที่ (Wearable Computing) กำลังเขยิบใกล้เข้ามาสู่ชีวิตประจำวันของเรามากขึ้น ๆ ทุกทีครับ ต่อไปเราจะใส่แว่นที่มีกล้องถ่ายรูปหรือวีดิโอ และมีจอภาพที่สามารถแสดงผลเข้าตาของเราได้โดยตรง ทำให้เวลาเราจะเดินไปไหนมาไหน มันจะช่วยติดตาม หาข้อมูลที่เป็นประโยชน์แล้วนำเสนอให้กับเรา เช่น เราเดินไปสยามพารากอน เราอาจจะถามแว่นว่า ไหนหาร้านหนังสือให้ฉันหน่อยสิ ... แว่นก็จะ scan จากภาพ แล้วทำงานแบบ Augmented Reality ที่แสดงผลข้อมูลว่าในห้างนี้มีร้านหนังสือที่ไหนบ้าง ถ้าเราบอกว่าฉันอยากไปคิโนคูนิยะ แว่นก็จะแสดงข้อมูลร้านนี้ บอกทิศทาง พร้อมหาโปรโมชั่นพิเศษต่างๆ ให้เสร็จสรรพ นอกจากแว่นตาแล้ว ก็ยังมีนาฬิกา เสื้อผ้า กางเกง แจ็คเก็ต ถุงเท้า รองเท้า ซึ่งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต จะเข้าไปอาศัยอยู่ในนั้น เพื่อทำให้เราเดินทางไปไหนมาไหนพร้อมกับพลังประมวลผล ด้วยการสวมใส่มัน โดยไม่ต้อง หิ้ว ถือ พก อุปกรณ์เหล่านั้นให้ลำบากเลยล่ะครับ

ในกลุ่มวิจัยของผมเอง ก็มีการทำวิจัยเกี่ยวกับอุปกรณ์สวมใส่ได้หลายชนิดเลยครับ ได้แก่ รองเท้าเซ็นเซอร์ที่ผมเรียกว่า Smart Shoe เพื่อตรวจวัดการเดิน มีการทำวิจัยเกี่ยวกับหมอนและผ้าปูที่นอนอัจฉริยะ (Smart Pillow and Smart Bedsheet) เพื่อตรวจวัดสุขภาวะของการนอน มีการทำวิจัยเกี่ยวกับเซ็นเซอร์บนผ้า ซึ่งต่อไปสามารถเอาไปติดไว้ในเสื้อ กางเกง ชุดชั้นใน ถุงเท้า เพื่อตรวจวัดระดับของสุขภาพ มีการทำวิจัยจมูกอิเล็กทรอนิกส์แบบปลอกแขน เพื่อตรวจกลิ่นเต่าใต้รักแร้ มีการวิจัยถุงมือข้อมูล (Data Glove) เพื่อเป็นอุปกรณ์ติดต่อกับคอมพิวเตอร์ โดยอาศัยอากัปกริยาท่าทาง เป็นต้น

สำหรับ Smart Shoe ที่กลุ่มวิจัยของผมกำลังพัฒนาอยู่นั้น เป็นรองเท้าที่มีการติดตั้งเซ็นเซอร์หลายชนิดเข้าไปในรองเท้า เช่น เซ็นเซอร์รับแรงกด เซ็นเซอร์ตรวจวัดทิศทาง เซ็นเซอร์ตรวจวัดความเร่ง เซ็นเซอร์ตรวจวัดความเฉื่อย เป็นต้น ซึ่งจะทำการเก็บข้อมูลของผู้สวมใส่ แล้วส่งข้อมูลเหล่านั้นผ่านเครือข่ายไร้สาย มาเก็บที่คอมพิวเตอร์หรือฐานข้อมูลบนระบบคลาวด์ ซึ่งต่อไปเราก็จะพัฒนา App บนสมาร์ทโฟน เพื่อทำให้ผู้สวมใส่สามารถติดตามข้อมูลการเดินของตัวเองผ่านสมาร์ทโฟนได้ 

มาดูกันครับว่าเจ้า Smart Shoe ทำอะไรกันได้บ้างครับ

(1) ดูว่าเราทำอะไรบ้างในแต่ละวัน ยืน เดิน นั่ง เพื่อเรียนรู้พฤติกรรมการใช้ชีวิตของเรา (Daily Activities)

(2) ดูว่าเรามีพฤติกรรมการเดินที่ไม่ถูกสุขลักษณะหรือไม่ เช่น เดินลากเท้า กดนิ้ว แบะเท้า ตัวงอ โยนตัว และอื่นๆ ซึ่งเราสามารถพัฒนาซอฟต์แวร์ให้วิเคราะห์ และให้คำแนะนำแก่เราได้ว่า เราควรหรือไม่ควรเดินแบบนั้น แพทย์สามารถที่จะโปรแกรมให้รองเท้าเตือนผู้สวมใส่ได้ เมื่อเริ่มมีอากัปกริยาการเดินที่ไม่เหมาะสม

(3) เฝ้าระวัง เช่น ผู้สูงอายุมีท่าทีผิดปกติ เช่น ล้ม หรือ กดเท้าบางจุดนานเกินไป (อันตรายมากสำหรับคนเป็นโรคเบาหวาน) ซึ่งรองเท้าสามารถเตือนผู้สวมใส่ได้ หรือส่งสัญญาณขอความช่วยเหลือไปยังผู้เกี่ยวข้องได้ หากผู้สวมใส่เกิดการล้ม (โดยเฉพาะผู้สูงวัย)

ตอนนี้ทางกลุ่มวิจัยได้นำ Smart Shoe ไปทดสอบกับผู้สูงวัยจำนวนมาก เพื่อทดสอบ เก็บข้อมูล และวิเคราะห์ผล ซึ่งเราได้พบว่าเจ้ารองเท้าตัวนี้ นอกจากจะสามารถตรวจพบการเดินที่ผิดปกติแล้ว เค้ายังสามารถตรวจพบคนที่มีอาการของโรคพาร์กินสันด้วยครับ ในโอกาสต่อไปทางกลุ่มวิจัยก็จะนำเจ้า Smart Shoe ตัวนี้ไปจดสิทธิบัตร และพัฒนาต้นแบบเชิงพาณิชย์ โดยจะนำรองเท้านี้ไปแนะนำตลาด ซึ่งตอนแรกกะว่าจะแจกให้ผู้สูงวัยจำนวนหนึ่งใช้ฟรีครับ

Body Electronics - อิเล็กทรอนิกส์บนผิวกายมนุษย์ (ตอนที่ 5)

วิวัฒนาการของเครื่องใช้อิเล็กทรอนิกส์ และเครื่องใช้ไฟฟ้าตลอดระยะเวลา 10 กว่าปีที่ผ่านมานี้ได้ก้าวหน้าไปมาก ตอนผมเข้าเรียนมหาวิทยาลัย เครื่องคอมพิวเตอร์ที่จุฬาฯ มีขนาดใหญ่กว่าห้องนั่งเล่นที่บ้านอีกครับ พอผมขึ้นปี 2 เครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ (Desktop Computer) ก็ออกมา ราคาประมาณ 200,000 บาท พอผมจบปริญญาเอก มาใช้คอมพิวเตอร์แบบ Laptop เครื่องแรกในชีวิตราคาเป็นแสน แล้วเครื่องคอมพิวเตอร์ก็วิวัฒนาการมาเป็น notebook มาเป็น netbook มาเป็น Tablet เมื่อก่อนนี้ การจะได้เป็นเจ้าของคอมพิวเตอร์สักเครื่องเป็นเรื่องใหญ่มาก แต่ปัจจุบันในบ้านผมเอง มีเครื่องคอมพิวเตอร์ชนิดต่างๆ มากกว่า 10 เครื่อง ไม่นับสมาร์ทโฟน ซึ่งหากจะถือว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์แบบหนึ่งก็ย่อมได้

แนวโน้มสำคัญอันหนึ่งของอิเล็กทรอนิกส์ก็คือ มันพยายามจะติดตามเราไปทุกที่ เครื่องคอมพิวเตอร์ Desktop มันตามเราไปไหนมาไหนไม่ได้ ก็เลยต้องมีเครื่อง Laptop ซึ่งในภายหลัง มันก็มารู้ตัวว่ามันใหญ่เกินไปที่จะตามเราไปไหนมาไหนได้สะดวก มันจึงต้องออกลูกมาเป็นเครื่อง notebook ซึ่งตามเราไปไหนสะดวกขึ้นหน่อย โดยมันก็พัฒนามาเป็นเวอร์ชันที่เบามากขึ้นไปอีกในชื่อว่า netbook แต่ในภายหลัง มันก็เพิ่งรู้ตัวว่ามันยังมีขนาดใหญ่เกินไปที่จะติดตามเราไปนั่งชิล ๆ ตามร้านกาแฟ บรรยากาศดีๆ มันก็เลยถูกแทนที่ด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์แบบ Tablet

แต่อีกไม่นานหรอกครับ หลังจากเด็ก ป.1 ได้มีโอกาสใช้ Table กันหมดแล้ว พวกเราจะเริ่มรู้สึกว่า Tablet ก็ยังเป็นอะไรที่เทอะทะ พกไปพกมาไม่สะดวก ดังนั้นก้าวต่อไปของคอมพิวเตอร์จะเข้าสู่ยุคคอมพิวเตอร์ที่สวมใส่ได้ (Wearable Computer) ซึ่งจะทำให้เรามีพลังในการประมวลผลแบบเคลื่อนที่ ที่คล่องตัวและสะดวกสบายขึ้นไปอีก สิ่งที่เราสวมใส่ในอนาคตไม่ว่าจะเป็นแว่นตา รองเท้า เสื้อผ้า จะมีคอมพิวเตอร์ฝังตัวอยู่

ท่านผู้อ่านอาจจะเคยได้ยินเรื่องที่กูเกิ้ลกำลังจะทำแว่นตาที่มีจอแสดงผลอยู่บนแว่น ซึ่งเมื่อเราสวมใส่แว่นตานี้แล้ว จะทำให้เสมือนเรามีจอคอมพิวเตอร์อยู่ตรงหน้า โครงการนี้มีชื่อว่า Google Glass ซึ่งได้ยินมาว่ากูเกิ้ลจะปล่อยแว่นตาแสดงผลนี้ออกมาให้นักพัฒนา App ได้เล่นกันประมาณต้นปี แล้วหลังจากนั้นก็จะปล่อยออกมาให้ผู้บริโภคทั่วไปได้ซื้อมาใช้ ด้วยสนนราคาประมาณพอๆ กับสมาร์ทโฟนหล่ะครับ เจ้า Google Glass นี้จะทำให้เรามีคอมพิวเตอร์พกพาอยู่ที่แว่นของเราเลย เบื้องต้นที่ผมทราบคือ เราจะควบคุมการทำงานของแว่นตาซึ่งรันอยู่บนระบบปฏิบัติการ android ผ่านทางเสียง และสมาร์ทโฟน แต่ผมเชื่อว่า ในอนาคตเราสามารถควบคุมแว่นตาโดยการใช้ท่าทางของดวงตา (Eye Gesture) เช่น การกรอกลูกตาไปมา การหยีตา หลี่ตา ทำตาซึ้ง ทำตาดุ กระพริบตา โดยแว่นจะต้องจดจำท่าทางเหล่านั้น แล้วแปลความหมายเป็นคำสั่ง เช่น สั่งให้ถ่ายวีดิโอ สั่งให้เปิด App สั่งให้ค้นหาข้อมูลต่างๆ เป็นต้น

และเมื่อใดก็ตาม ที่เรารู้สึกว่าการสวมใส่คอมพิวเตอร์นั้นยังไม่สะดวกพอ ยุคต่อไปเราก็คงจะต้องการให้คอมพิวเตอร์เข้ามาเป็นส่วนหนึ่งของร่างกายเรา เพื่อที่เราจะได้ไปไหนมาไหนกับมันได้ตลอดเวลา ไม่เว้นแม้เวลาอาบน้ำ .....


** โครงการ Wearable Intelligence มหาวิทยาลัยมหิดล ได้รับการสนับสนุนจาก ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่ง ชาติ **

BMEiCON 2012 - The 5th Biomedical Engineering International Conference

การประชุมวิชาการระดับนานาชาติในบ้านเรานั้น มักจะจัดกันแต่ที่กรุงเทพ เชียงใหม่ พัทยา หรือ หัวหิน มีน้อยมากที่จะไปจัดกันในต่างจังหวัดไกลๆ แม้แต่เมืองท่องเที่ยวอย่างภูเก็ต คนไทยก็จะไม่ไปจัดกันที่นั่น ที่เราเห็นว่ามีจัดประชุมที่ภูเก็ตนั้น ส่วนมากเป็นชาวต่างชาติมาจัดประชุมกันเอง คือแบบว่า มาใช้เป็นสถานที่ประชุม แต่ไม่ได้เกี่ยวข้องกับคนไทยแต่อย่างใดครับ

งานประชุมที่ผมนำมาแนะนำในวันนี้ เป็นงานประชุมเกี่ยวกับวิศวกรรมชีวการแพทย์  มีชื่อว่า BMEiCON 2012 (The 5th Biomedical Engineering International Conference) ซึ่งจะจัดที่จังหวัดอุบลราชธานี ระหว่างวันที่ 5-7 ธันวาคม 2555 ซึ่งนับว่าน่าสนใจเป็นอย่างมาก เพราะเป็นการขยับไปใกล้เพื่อนบ้านอาเซียนทางด้าน ลาว และ เวียดนาม กันมากขึ้น ศาสตร์ทางด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์นั้น เริ่มเจริญเติบโตทั่วโลก และในบ้านเราเมื่อประมาณ 5-6 ปีที่แล้ว และตอนนี้ทางจีน และ อินเดีย มีการทำวิจัยเรื่องนี้กันมากครับ ปีนี้เราน่าจะได้เห็นการเข้ามามีส่วนเกี่ยวข้องของประเทศบ้านใกล้เรือนเคียงในการประชุมนี้มากขึ้น

กำหนดส่งบทความฉบับเต็มใกล้เข้ามาแล้วนะครับคือ วันที่ 31 สิงหาคม 2555 ไม่แน่ใจว่าจะมีเลื่อนออกไปอีกหรือไม่ (ปกติก็จะเลื่อนออกไปอีกประมาณ 1 เดือน แทบทุกปี) หัวข้อที่เป็นที่สนใจของการประชุมนี้ ได้แก่

Biomedical signal processing
Biomedical imaging and image processing
Bioinstrumentation
Bio-robotics and biomechanics
Biosensors and Biomaterials
Cardiovascular and respiratory systems engineering
Cellular and Tissue Engineering
Healthcare information systems
Human machine/computer interface
Medical device design
Neural and rehabilitation engineering
Technology commercialization, industry, education, and society
Telemedicine
Therapeutic and diagnostics systems
Recent advancements in biomedical engineering

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

Body Electronics - อิเล็กทรอนิกส์บนผิวกายมนุษย์ (ตอนที่ 4)

เรากำลังอาศัยอยู่ในยุคแห่งการรวมเข้าเป็นหนึ่งระหว่างมนุษย์ กับ จักรกล (Man-Machine Integration) เป็นยุคที่จิตใจ กับ วัสดุ จะเข้ามาบรรจบกัน (Mind-Materials Convergence) อย่างที่ผมเรียนท่านผู้อ่านเสมอๆ ล่ะครับ กระบวนทัศน์ใหม่นี้ ต้องการการเปิดกว้างทางความคิดให้มากขึ้น ต้องการคนที่ทำงานข้ามศาสตร์ ข้ามสาขามากขึ้น เมื่อศาสตร์หลากสาขามาบรรจบ ความคิดจะบรรเจิด และจะบังเกิดความก้าวหน้าที่คาดไม่ถึงครับ ....

เมื่อประมาณปลายปี 2008 มีการตีพิมพ์ผลงานวิจัยหนึ่ง โดยนักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยบริติช โคลัมเบีย (University of British Columbia) ที่เปิดแนวคิดเกี่ยวกับการนำเอาน้ำตาลกลูโคสที่อยู่ในกระแสเลือดของมนุษย์ มาใช้เป็นพลังงานป้อนให้แก่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ที่ฝังอยู่ภายในหรือบนผิวกายมนุษย์ (รายละเอียดเต็มเพื่อการอ้างอิงคือ C.-P.-B. Siu, Mu Chiao, "A Microfabricated PDMS Microbial Fuel Cell", Journal of Microelectromechanical Systems 17 (2008) pp. 1329-1341.) งานวิจัยนี้ ฉายภาพให้เห็นอนาคตของการนำเอาพลังงานจากร่างกายของเราเอง มาหล่อเลี้ยงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ติดตั้งเข้าไปในร่างกายของเรา แทนที่จะใช้แบตเตอรีกระดุม เหมือนที่ทำกันอยู่ในปัจจุบัน ก่อนหน้านี้ ผมเคยเขียนเรื่องของหุ่นยนต์ที่รับประทานอาหารอินทรีย์ แบบเดียวกับสิ่งมีชีวิตทั่วไป ท่านผู้อ่านจะเห็นได้ว่า แนวโน้มของเทคโนโลยีในอนาคตกำลังเดินไปทางนี้ อีกหน่อย เราจะต้องทานข้าวร่วมกับจักรกลแล้วครับ ....

ผลงานวิจัยที่เสนอนั้น เป็นการนำเอาเซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพ (Microbial Fuel Cell) ซึ่งบรรจุยีสต์ชนิดเดียวกับที่ใช้หมักเบียร์หรือเบเกอรี ซึ่งมีชื่อว่า Saccharomyces cerevisiae โดยเจ้ายีสต์ตัวนี้จะย่อยน้ำตาลกลูโคสในเลือดของเรา โดยจะได้อิเล็กตรอนออกมา นักวิจัยได้ใช้สารเคมีชนิดหนึ่งซึ่งสามารถผ่านเข้าไปในเซลล์ของยีสต์ แล้วไปขโมยเอาอิเล็กตรอนที่ผลิตได้ออกมาใช้งาน โดยมันจะเคลื่อนเข้าหาขั้วลบเพื่อไปปล่อยอิเล็กตรอน ในขณะที่ไฮโดรเจนไอออน จากเซลล์ของยีสต์จะเคลื่อนเข้าหาขั้วบวก ก่อให้เกิดกระแสไหลไปเลี้ยงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ได้

อนาคตเราคงจะได้เห็นว่า คนอ้วนจะกลายเป็นคนได้เปรียบ เพราะเขาหรือเธอสามารถใช้โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ค หรือ กล้องถ่ายรูป ได้นานๆ ด้วยการอาศัยพลังงานจากพุงและต้นขา ....

The Rise of Machines - เมื่อยุคของหุ่นยนต์มาถึงแล้ว (ตอนที่ 2)

สวัสดีปีใหม่ 2553 ครับ ท่านผู้อ่านทุกท่าน ปีนี้เป็นปีเริ่มต้นของทศวรรษที่ 2 ของศตวรรษใหม่ คาดว่าจะเป็นปีที่ดีมากๆ สำหรับวิทยาศาสตร์ และปีที่ดีสำหรับประเทศไทยนะครับ ปีนี้จะเป็นปีที่เปิดศักราชในเรื่องหลายเรื่อง ที่จะมาเปลี่ยนแปลงวิถีชีวิตของพวกเราในอนาคต ในช่วงทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 21 เราได้เห็นกระบวนทัศน์ใหม่หลายอย่างที่เกิดขึ้น การหลอมรวมของศาสตร์ต่างๆ เข้าด้วยกัน การที่ชีววิทยาเข้าไปยุ่งกับเทคโนโลยีแทบจะทุกอย่าง การเข้ามาของนาโนเทคโนโลยี การเกิดขึ้นของวิทยาศาสตร์จิตใจ และอื่นๆ อีกมากมาย ผมคงมีเรื่องที่จะเขียนแทบจะไม่หวาดไม่ไหวในปีนี้ครับ ก็จะติดตามนำมาเล่าให้ฟังเช่นเคยครับ
ต้อนรับปีใหม่ปีนี้ ผมขอสรุปสิ่งที่เกิดขึ้นในโลกของหุ่นยนต์ต่อ เมื่อวันก่อนผมได้พูดถึงความสามารถเชิงอารมณ์ และเชิงสังคมที่เพิ่มขึ้นของหุ่นยนต์ในปีที่ผ่านมา วันนี้ผมจะมาพูดถึงเรื่องความสามารถที่สูงขึ้น ในการเป็นเพื่อนช่วยเหลือมนุษย์

ทีมวิจัยจาก Northeastern University ได้พัฒนาอุปกรณ์หุ่นยนต์สำหรับช่วยฟื้นฟูสภาพผู้ป่วยอัมพฤกษ์ ที่เกิดภายหลังอาการเส้นเลือดแตกในสมอง อุปกรณ์นี้จะช่วยในการกระตุ้นกล้ามเนื้อ ให้ออกกำลัง และกระตุ้นให้มีการส่งสัญญาณประสาทไปยังสมอง เพื่อให้เกิดการเชื่อมต่อสัญญาณประสาทระหว่างกล้ามเนื้อกับสมองได้ดีขึ้น อุปกรณ์นี้สามารถนำไปใช้เองที่บ้านได้

ทีมวิจัยจาก George Mason University พัฒนาอุปกรณ์ฟื้นฟูกล้ามเนื้อแขน ที่ดัดแปลงมาจากเครื่องเล่นเกมส์ ซึ่งจะช่วยทำให้เด็กๆ ที่ป่วยจากโรคแขนขาลีบ ได้พัฒนาการควบคุมกล้ามเนื้อ ให้สามารถที่จะเขียนหนังสือได้ ซึ่งอุปกรณ์นี้มีราคาไม่แพง กำลังจะนำออกขายกลางปี 2010 นี้ครับ

ทีมวิจัยของศาสตราจารย์ฮาววี่ โชเซ่ (Howie Choset) แห่งมหาวิทยาลัยคาร์เนกี เมลลอน (Carnegie Mellon University) ได้พัฒนาหุ่นยนต์งูที่สามารถเลื้อยไปเลื้อยมาได้ในสนามรบ มันสามารถที่จะเลื้อยไปยังทหารบาดเจ็บที่นอนหงายเก๋งอยู่ ซึ่งในสถานการณ์ที่ยังมีการระดมยิงต่อสู้อย่างหนัก หมอสนามอาจจะไม่สามารถเข้าถึงผู้บาดเจ็บได้ทันที เจ้าหุ่นยนต์งูนี้จะทำหน้าที่เข้าไปตรวจสอบสถานะทางสุขภาพของทหาร แล้วรายงานผ่านระบบไร้สายมายังหมอสนาม

วันหลังมารายงานเรื่องนี้ต่อครับ .....

Body Electronics - อิเล็กทรอนิกส์บนผิวกายมนุษย์ (ตอนที่ 3)

จุดเปลี่ยนสำคัญของอารยธรรมมนุษย์ จากศตวรรษที่ 19 มาสู่ศตวรรษที่ 20 ก็คือการค้นพบอิเล็กตรอน ซึ่งนำมาสู่การพัฒนาวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ จนทำให้เกิดการปฏิวัติสารสนเทศครั้งใหญ่ ทำให้เรามีเวิลด์ไวด์เว็บ มีเฟซบุ๊ค มีทวิตเตอร์ใช้ในวันนี้ แต่สิ่งนี้ยังไม่ยิ่งใหญ่เท่าสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคต ที่จะเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญจากศตวรรษที่ 20 ไปสู่ศตวรรษที่ 21 นั่นก็คือ การที่อิเล็๋กทรอนิกส์กับระบบของสิ่งมีชีวิตจะหลอมรวมเข้าเป็นหนึ่งเดียวครับ ซึ่งผมจะทยอยนำเรื่องราวเหล่านี้มาเล่าให้ฟังไปเรื่อยๆ ครับ วันนี้ผมขอนำเรื่องของแนวคิดในการหลอมรวมระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ เข้ากับร่างกายของมนุษย์ นั่นคือการทำให้ร่างกายของเรามีระบบโทรศัพท์ในตัวเรา

ในปี ค.ศ. 2002 ได้มีผู้เสนอความคิดเรื่องการฝังโทรศัพท์เข้าไปในร่างกาย โดยการฝังไมโครชิพเข้าไปในฟัน ไมโครชิพนี้จะรับสัญญาณโทรศัพท์เข้ามา แล้วเปลี่ยนเป็นการสั่นซึ่งจะนำส่งไปยังหูของเราโดยตรงผ่านกระดูกกราม ทำให้เราได้ยินเสียงจากข้างในได้โดยตรง โทรศัพท์ฝังในร่างกายนี้ จะทำให้เราสามารถพูดคุยโทรศัพท์ได้โดยไม่ต้องถือเครื่องโทรศัพท์อีกต่อไป อีกทั้งมันยังสามารถติดตามเราไปได้ทุกแห่งหน ในการโทรออก เราอาจเพียงแค่ใช้คำสั่งด้วยเสียง เพื่อบอกชื่อคนที่จะโทร หรือพูดเบอร์โทรออกไป มันก็จะโทรออกให้เรา นอกจากนั้น โทรศัพท์ฝังในตัวมนุษย์อาจจะรับคำสั่งจากภาษากายก็ได้ครับ ในตัวชิพจะมี accelerometer ซึ่งจะวัดการความเร่ง ที่เกิดจากการเคลื่อนไหวของศรีษะและปากของเรา เราอาจจะเข้ารหัสคำสั่งให้แก่ชิพได้ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าแนวคิดนี้มีความเป็นไปได้ และคงจะสามารถทำได้ในไม่ช้า

ปัญหาหนึ่งครับ ที่นักวิจัยจะต้องแก้ให้ได้ ก่อนที่ความฝันเรื่องอิเล็กทรอนิกส์บนผิวกายมนุษย์จะเป็นจริงได้ นั่นคือเรื่องของพลังงาน ที่อุปกรณ์จิ๋วพวกนี้จะใช้ ว่าจะเอามาจากไหน ผมจะมาคุยต่อเรื่องนี้วันหลังนะครับ

เมื่อใจคุยกับใจ

ท่านผู้อ่านเคยเป็นอย่างนี้บ้างไหมครับ ที่บางครั้งเรากำลังนึกถึงใครสักคนหนึ่งอยู่ เพียงแว้บเดียวเท่านั้น เสียงโทรศัพท์ก็ดังขึ้น แล้วก็เป็นคนๆนั้นเองที่โทรเข้ามา หรือเรานั่งทานข้าวอยู่แล้วนึกถึงเรื่องอะไรสักอย่างเพลินๆ อยู่ดีๆ ก็มีใครคนหนึ่งที่นั่งทานข้าวอยู่ด้วยกันพูดเรื่องนี้ขึ้นมา สำหรับบางคนแล้ว เรื่องแบบนี้มักจะเกิดขึ้นบ่อยเสียจนเราคิดว่ามันเป็นแค่เหตุบังเอิญ เป็นไปได้ไหมครับว่า การสื่อสารระหว่างจิตใจนั้นมีอยู่จริง เพียงแต่เรามีความรู้ในเรื่องนี้น้อยมาก จนไม่เคยคิดว่าสิ่งนี้สามารถอธิบายได้ด้วยหลักวิทยาศาสตร์

นักวิทยาศาสตร์พยายามสร้างเทคโนโลยี ที่จะทำให้สมองของคนๆ หนึ่งสามารถสื่อสารกับสมองของคนอีกคนหนึ่งได้ การที่จะทำเช่นนั้นได้ ฝั่งทางด้านหนึ่งจะต้องมีขั้วอิเล็กโทรดต่อเข้าไปที่สมอง เมื่อคนฝั่งทางด้านนี้คิดอะไรขึ้นมา ขั้วอิเล็กโทรดที่ต่ออยู่จะจับสัญญาณ แล้วเปลี่ยนเป็นข้อมูลดิจิตอล ส่งเข้ามาที่ขั้วอิเล็กโทรดของสมองฝั่งรับ ซึ่งจะแปลงข้อมูลส่งเข้าไปเป็นสัญญาณประสาทให้ฝ่ายรับ ทราบได้ว่าอีกฝ่ายคิดอะไรอยู่

ยังหรอกครับ เทคโนโลยีที่ว่ายังไม่มีหรอกครับ ความก้าวหน้าในปัจจุบันทำได้แค่ฝั่งส่งเท่านั้นแหล่ะครับ คือสามารถที่จะเปลี่ยนความคิดให้เป็นสัญญาณดิจิตอลได้แล้ว แต่ยังไม่สามารถที่จะเปลี่ยนข้อมูลดิจิตอล เข้าไปใส่สมองคนฝั่งรับ เพราะว่าความรู้ในเรื่องสมองมนุษย์ยังไม่มากครับ ถึงแม้ปัจจุบันจะเริ่มมีความสนใจการทำงานของสมองกันมากขึ้นเรื่อยๆ แต่ความก้าวหน้าแค่นี้ก็มีประโยชน์แล้วครับ เพนทากอนวางแผนจะใช้คลื่นสมองสำหรับการขับเครื่องบินรบ หรือ การใช้สัญญาณสมองเพื่อควบคุมอวัยวะกล เพื่อให้ผู้ป่วยอัมพฤกษ์สามารถที่จะใช้ชีวิตได้สะดวกสบายขึ้น

วันนี้ผมมาอยู่ที่ประจวบฯครับ พักอยู่หน้าอ่าวประจวบฯ เลยครับ บรรยากาศยามค่ำคืนที่นี่สบายใจมากๆครับ ....

Body Electronics - อิเล็กทรอนิกส์บนผิวกายมนุษย์ (ตอนที่ 2)

ยุคแห่งการรวมเข้าเป็นหนึ่งระหว่างมนุษย์-จักรกล (Man-Machine Integration) กำลังจะเกิดขึ้นแล้วครับ เป็นยุคที่จิตใจ กับ วัสดุ จะเข้ามาบรรจบกัน (Mind-Materials Convergence) ดังที่เราจะเห็นจาก งานวิจัยทางด้านวิศวกรรมศาสตร์ ทั่วโลกต่างมุ่งไปในแนวนี้ ไม่ว่าจะเป็นการพัฒนาหุ่นยนต์ที่ใช้หลักชีววิทยา อารมณ์ประดิษฐ์ อวัยวะกลสำหรับมนุษย์และสัตว์ สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ชีวจักรกล และอีกมากมาย เครื่องใช้อิเล็กทรอนิกส์ที่เราถือไปถือมา จะเริ่มเคลื่อนเข้าไปใกล้ชิดกับผิวกายของเรามากขึ้น จนกระทั่งจะเข้าไปฝังตัวในเรือนกายของเรา และอีกต่อไปมันจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของกายเรา ดั่งกายอวตารที่จะทำให้ชราภาพของมนุษย์เป็นเรื่องของอดีต

ทุกๆ ปี จะมีการประชุมของนักวิจัย ที่ทำงานทางด้านเทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายบนผิวกายมนุษย์ (Body Area Networks) โดยในปี ค.ศ. 2010 จะมีการจัดประชุมกันที่ เกาะคอร์ฟู ประเทศกรีซ การประชุมที่มีชื่ออย่างเป็นทางการว่า The 5th International Conference on Body Area Networks นี้จะจัดขึ้นระหว่างวันที่ 10-12 กันยายน พ.ศ. 2553 เนื้อหาของการประชุมเกี่ยวข้องกับเรื่องของเทคโนโลยีที่ทำให้อุปกรณ์คุยกันทั้งในร่างกาย บนผิวกาย และระหว่างผิวกายของมนุษย์ ระบบตรวจวัดสถานภาพทางด้านสุขภาพ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้พลังงานจากร่างกายมนุษย์ เป็นต้น นับว่าเป็นการประชุมที่น่าสนใจมากเลยครับ

นอกจากนี้แล้ว ยังมีอีกการประชุมหนึ่งที่น่าสนใจครับ คือ 2010 International Conference on Body Sensor Networks (BSN 2010) ซึ่งจะจัดที่ Biopolis ประเทศสิงคโปร์ ระหว่างวันที่ 7-9 มิถุนายน 2553 ซึ่งก็น่าสนใจเพราะไม่ไกลจากบ้านเรา เนื้อหาการประชุมที่เขาสนใจก็คือ เรื่องของอิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ อาภรณ์อัจฉริยะ อุปกรณ์ทางการแพทย์บนผิวกาย ระบบตรวจวัดภายในบ้าน

เท่าที่ผมติดตามสถานภาพทางด้านนี้ในประเทศไทย พบว่ามีความสนใจกันมากขึ้นเรื่อยๆ ครับ แต่ยังไม่ค่อยมีการวิจัยทางด้านนี้มากนัก อาจจะเป็นเพราะว่าเรายังไม่มีการบูรณาการงานวิจัยข้ามสาขากันมาก เหมือนในต่างประเทศ ผมจะมาคุยต่อวันหลังนะครับ ......

กายอวตาร (ตอนที่ 1)

ศาสนาพุทธมีความเชื่อว่า ร่างกายที่มีจิตของเราอาศัยอยู่นี้ เป็นเพียงร่างชั่วคราวที่เรามาจุติอาศัยอยู่ เมื่อพวกเราตายจากโลกนี้ไปแล้วก็จะไปหาร่างใหม่อยู่ อาจจะกลับมาเกิดเป็นมนุษย์อีก หรือไปอยู่ในร่างอื่นๆ (ภพภูมิใหม่) แล้วแต่ภาวะกรรมของพวกเราที่ทำมาในอดีตชาติ และในชาติปัจจุบัน อย่างที่เรามักจะเคยได้ยินคำพูดที่ว่า "แล้วแต่ ...... กรรมลิขิต"

ก่อนหน้านี้ผมเคยพูดเรื่อง อวัยวะชีวกล (Bionics) ซึ่งเป็นการเชื่อมโยงระหว่างร่างกายมนุษย์ กับจักรกล โดยการนำเอาอุปกรณ์กลต่างๆ เข้ามาเป็นส่วนหนึ่งของร่างกายมนุษย์ เช่น แขนกล หรือ มือกล ที่สามารถควบคุมและใช้งานได้เหมือนอวัยวะจริงๆ แขนกลหรือมือกลเหล่านี้ จะเข้ามาต่อกับร่างกาย เพื่อแทนส่วนที่หายไป มันจะอ่านสัญญาณจากปลายประสาท เพื่อนำมาขับเคลื่อนมอเตอร์ต่างๆ ในแขนกล หรือ มือกล ให้เคลื่อนไหวเพื่อทำงานตามที่สมองสั่งการ

เคยมีคำถามเกิดขึ้นว่า ร่างกายของมนุษย์เรานี้ จะสามารถทดแทนด้วยจักรกลได้มากที่สุดแค่ไหน ใน ปี ค.ศ. 2007 ได้มีการนำเอาขาชีวกล (Bionic Legs) เข้ามาสวมใส่ให้ เป็ง ชูหลิน (Peng Shulin) ผู้ที่รอดชีวิตจากการถูกรถบรรทุกทับร่าง ซึ่งทำให้ตัวของเขาขาดออกเป็น 2 ท่อน เขาสามารถกลับมาเดินได้อีกครั้ง โดยการใช้อวัยวะชีวกล ซึ่งในเวอร์ชั่นแรกๆ อาจจะดูไม่ค่อยสวยเท่าไหร่ แต่ในอนาคต นักวิจัยหวังว่าจะสามารถสร้างท่อนล่างของเขาให้เหมือนกับร่างกายมนุษย์

กรณีของ เป็ง ชูหลิน นั้น เป็นหลักฐานที่แสดงให้เห็นว่า ร่างกายมนุษย์จริงครึ่งตัว กับ จักรกลอีกครึ่งตัว เป็นสิ่งที่เป็นไปได้ แต่นักวิทยาศาสตร์อยากจะเห็นร่างกายทั้งหมดของมนุษย์ถูกแทนที่ด้วยจักรกล เป็นไปได้ไหมที่เราจะเหลือไว้แต่สมองเท่านั้นที่เป็นอวัยวะจริงของเรา แล้วแทนที่ส่วนอื่นๆ ทั้งหมดด้วยอวัยวะชีวกล ???

Body Electronics - อิเล็กทรอนิกส์บนผิวกายมนุษย์ (ตอนที่ 1)

เมื่อครั้งที่ผมกลับมาจากต่างประเทศ และเข้ารับราชการเป็นอาจารย์ที่มหาวิทยาลัยมหิดล ผมได้นำร่องใช้โทรศัพท์มือถือเป็นคนแรกของภาควิชา ในสมัยนั้น มักมีการพูดติดตลกว่า ถ้าซื้อโทรศัพท์มือถือก็ให้หามอเตอร์ไซค์เอาไว้คันหนึ่งด้วย เอาไว้ขี่หาคลื่น มือถือสมัยนั้นอันใหญ่มาก ต้องเหน็บไว้ที่เอว เวลาพกไปไหนมาไหนคนก็จะเห็นหมด ผมมักถูกแซวว่า ซื้อโทรศัพท์มือถือมาใช้ ก็ต้องหาคนมาโทรเข้าด้วยสิ ผมเคยเปรยๆ กับเพื่อนๆ ที่ทำงานว่า "คอยดูนะ อีกหน่อยคนจะเลิกใช้โทรศัพท์มีสาย (land line) ทุกคนจะใช้มือถือกันหมด บางคนใช้มากกว่า 1 เครื่องด้วยซ้ำไป"

จริงๆ แล้ว ก่อนหน้านั้น โทรศัพท์มือถือถูกเรียกว่า โทรศัพท์เคลื่อนที่ เพราะมันมีขนาดใหญ่มาก ขนาดเท่ากับกระเป๋า size สัก A4 เลยครับ ซึ่งต้องหิ้วไปไหนมาไหน แต่ต่อมาขนาดมันเริ่มเล็กลงจนมีขนาดที่มือถือได้ ก็เลยเริ่มเรียกมือถือ แต่เมื่อเวลาผ่านไป คนเราก็เริ่มรู้สึกว่ามันเกะกะ ยิ่งเวลาไปเที่ยวแล้วต้องพกอุปกรณ์ไปหลายตัว ทั้งโทรศัพท์มือถือ (2 เครื่อง) กล้องดิจิตอล จีพีเอส กล้องส่องทางไกล มันจะพะรุงพะรังมาก นี่จึงเป็นเหตุผลที่โทรศัพท์มือถือรุ่นใหม่ๆ พยายามที่จะบรรจุฟังก์ชันของกล้องดิจิตอล และ จีพีเอส เข้าไปในตัวเดียวกัน

หลังๆ นี้ ได้มีความพยายามนำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เข้าไปอยู่ในเสื้อผ้า ที่เรียกว่า Wearable Electronics หรือ อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ เราจะได้ไม่รู้สึกเป็นภาระที่ต้องหิ้วต้องถือ เพราะใช้วิธีการสวมใส่แทน ศาสตร์ทางด้านนี้บางทีก็เรียกว่า Textile Electronics (สิ่งทออิเล็กทรอนิกส์) บางทีก็เรียก e-Garment (อาภรณ์อิเล็กทรอนิกส์) หรือ e-Fabrics ศาสตร์ทางด้านนี้มีการวิจัยกันมาพอควรแล้วครับ แต่มีศาสตร์อีกด้านหนึ่งที่กำลังพัฒนาครับ คือ Implantable Electronics หรือ อิเล็กทรอนิกส์ที่ฝังบนผิวหนังหรือในร่างกายได้ ซึ่งจะทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เข้าไปเป็นส่วนหนึ่งของร่างกายมนุษย์ เช่น โทรศัพท์ฝังในปาก เครื่องช่วยฟังฝังในหู ลิ้นหัวใจอิเล็กทรอนิกส์ จอภาพบนผิวหนัง แบตเตอรีจากเลือดมนุษย์ เป็นต้น ในงานประชุมวิชาการบางแห่งที่ผมเคยไปนั่งฟัง (ในต่างประเทศ) ก็มีคนมาเสนอผลงานการปลูกเซลล์ประสาทลงไปบนพอลิเมอร์นำไฟฟ้า โดยสามารถนำเอาสัญญาณจากเซลล์ประสาทมาใช้ประมวลผล ร่วมกับคอมพิวเตอร์ หรือ เอาสัญญาณจากเซลล์ประสาทมาขับเคลื่อนระบบกลไฟฟ้า (Mechatronics) ในช่วงหลังๆ นี้ผมสังเกตว่าประเทศที่สนใจเรื่องนี้มากเป็นพิเศษคือ สิงคโปร์ มีการประชุมแบบนี้จัดบ่อยๆ ที่สิงคโปร์ แล้วเขาก็ตีพิมพ์ผลงานทางด้านนี้ในวารสารวิชาการค่อนข้างถี่ ผมเดาเอาว่าเขากำลังคิดจะดึง Medical Hub (ศูนย์กลางการแพทย์) ไปจากบ้านเราในไม่ช้านี้ครับ

ผมจะเริ่มนำศาสตร์ทางด้านนี้มาเล่าให้ฟังเป็นตอนๆ นะครับ ......

Wearable Robot - หุ่นยนต์สวมใส่ได้สำหรับผู้สูงวัย

สังคมญี่ปุ่นเป็นสังคมผู้สูงวัย นับวันก็จะมีแต่ผู้สูงวัยเต็มบ้านเต็มเมืองไปหมด จริงๆ แล้วเมืองไทยก็มีมากไม่แพ้กันหรอกครับ จากข้อมูลที่รายงานโดยสำนักงานคณะกรรมการพัฒนาการเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ ประมาณว่าในปี ค.ศ. 2007 มีประชากรผู้สูงวัยในประเทศไทย (อายุมากกว่า 60 ปี) อยู่ 7 ล้านคน จากจำนวนประชากรทั้งหมด 65.7 ล้านคน (คิดเป็นร้อยละ 11) และจะเพิ่มจำนวนขึ้นไปเป็น 14.5 ล้านคน จากประชากรทั้งหมด 72 ล้านคน (คิดเป็นร้อยละ 20) ในปี ค.ศ. 2025

เมื่อเป็นอย่างนี้ ประเทศญี่ปุ่นเลยให้ความสนใจในเรื่องของผู้สูงวัยเป็นพิเศษ มีการทำวิจัยเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับช่วยเหลือผู้สูงวัยออกมามากมาย ก่อนหน้านี้ผมก็เคยนำเรื่อง หุ่นยนต์สวมใส่สำหรับชาวนา ที่พัฒนาโดย ศาสตราจารย์ Shigeki Toyama แห่ง Tokyo University of Agriculture and Technology มหาวิทยาลัยแห่งนี้ผมก็เคยไปเยี่ยมชมมาแล้วครับ

ล่าสุดมีข่าวคราวความคืบหน้าในเรื่องชุดหุ่นยนต์สวมใส่ได้ สำหรับผู้สูงวัย โดยบริษัท Cyberdyne ได้ออกมาเปิดเผยว่ากำลังทดลองชุดหุ่นยนต์ HAL (Hybrid Assistive Limb) ในท้องถนนของกรุงโตเกียว เพื่อศึกษาการใช้งานในชีวิตจริงของชุดหุ่นนี้ เพื่อเตรียมสำหรับการทำตลาดในอนาคตอันใกล้ เมื่อผู้สูงวัยสวมใส่ชุด HAL พลังแห่งหนุ่มสาวจะกลับคืนมา มันจะช่วยขยับเขยื้อนเคลื่อนไหวร่างกาย เมื่อใดก็ตามที่เราคิดอยากจะทำ เช่น ลุกจากเก้าอี้ เดิน ปีนป่าย ขึ้นลงบันได ยกของ และอื่นๆอีกมากมาย ชุดนี้สามารถที่จะทำงานได้ 5 ชั่วโมงก่อนที่จะต้องชาร์จแบตเตอรีรอบใหม่

เจ้าชุดหุ่นยนต์ HAL นี้มีเซ็นเซอร์ซึ่งจะวัดสัญญาณคำสั่งให้เคลื่อนไหวกล้ามเนื้อจากสมอง โดยเซ็นเซอร์นี้อยู่บนผิวหนัง เมื่อเราสั่งแขนขาให้ขยับเคลื่อนไหว เซ็นเซอร์จะตรวจจับได้ ซึ่งมันจะออกคำสั่งให้กลไกของชุดนี้เคลื่อนไปในจังหวะเดียวกัน และไปทางเดียวกันกับที่กล้ามเนื้อเคลื่อนไป มันจึงช่วยทุ่นแรงผู้สวมใส่ การยกของหนักจะกลายเป็นเบา เพราะมันช่วยออกแรงให้ไงครับ ชุด HAL มีอยู่ 3 ขนาดให้เลือกครับ คือ Small, Medium และ Large ซึ่งมีน้ำหนักของชุดประมาณ 23 กิโลกรัม บริษัท Cyberdyne ให้ผู้สูงวัยเช่าใช้ชุด HAL ได้ในราคาเดือนละ 150,000 เยน (หรือประมาณเดือนละ 40,000 บาท) สำหรับชุด HAL ขาเดียว และเดือนละ 220,000 บาท สำหรับชุดที่มี 2 ขา

ประเทศไทยน่าจะมีการทำวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อผู้สูงวัยบ้างนะครับ อย่างน้อยคนทำเองก็จะได้ใช้เองด้วยหลังเกษียณอายุ .......

The 4th International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering (iCBBE 2010)

ศาสตร์ทางด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์ (Biomedical Engineering) กำลังมาแรงในบ้านเรา แล้วก็มาแรงทั่วโลกมาสักพักแล้วครับ การประชุมทางด้านนี้มีบ่อยมาก ทั้งในต่างประเทศและทั้งในบ้านเราเอง เหตุเพราะศาสตร์ทางด้านนี้ยังใหม่ มีเรื่องมากมายให้ศึกษา จึงต้องนำไปแลกเปลี่ยนและปรึกษาหารือกันในงานประชุม วันนี้ผมจึงขอนำการประชุมหนึ่งมาแนะนำครับ ซึ่งการประชุมนี้จัดขึ้นที่ประเทศจีน (อีกแล้วครับ) ที่เมืองเฉินตู การประชุมนี้มีชื่อว่า The 4th International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering (iCBBE 2010) ซึ่งจะจัดขึ้นระหว่างวันที่ 18-20 มิถุนายน พ.ศ. 2553 แต่กำหนดส่ง abstact เร็วมากครับ คือ 30 ตุลาคม 2552 นี้ (ผมมั่นใจว่ามีเลื่อนออกไปแน่ๆ ครับ) ผลงานที่ไปประชุมจะได้รับการบันทึกในฐานข้อมูล IEEE Explore ส่วนผลงานที่เข้าตากรรมการจะได้รับการคัดเลือกให้ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Biomedical Science and Engineering

หัวข้อที่เป็นที่สนใจของที่ประชุมนี้ ได้แก่

Bioinformatics and Computational Biology

• Protein structure, function and sequence analysis
• Protein interactions, docking and function.
• Computational proteomics
• DNA and RNA structure, function and sequence analysis
• Gene regulation, expression, identification and network
• Structural, functional and comparative genomics
• Computational evolutionary biology
• Data acquisition, normalization, analysis and visualization
• Algorithms, models, software, and tools in Bioinformatics
• Any novel approaches to bioinformatics problems

Biomedical Engineering

• Biomedical imaging, image processing & visualization
• Bioelectrical and neural engineering
• Biomaterials and biomedical optics
• Methods and biology effects of NMR/CT/ECG technology
• Biomedical devices, sensors, and artificial organs
• Biochemical, cellular, molecular and tissue engineering
• Biomedical robotics and mechanics
• Rehabilitation engineering and clinical engineering
• Health monitoring systems and wearable system
• Bio-signal processing and analysis Biometric and bio-measurement Biomaterial and biomedical optics Other topics related to biomedical engineering

Bionic Contact Lens - จอแสดงผลแบบคอนแท็คเลนส์

สวัสดีปีใหม่ 2552 ครับท่านผู้อ่านทุกท่าน ขออำนาจของพระพุทธ พระธรรม พระสงฆ์ โปรดดลบันดาลให้ท่านผู้อ่านมีความสุขตลอดปีและตลอดไปนะครับ ผมก็จะทำหน้าที่นำเรื่องราว ข่าวคราวความก้าวหน้าในวงการวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี ที่ล้ำๆ ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อชีวิตอนาคตของพวกเรา มาเล่าให้ฟังเรื่อยๆครับ

วันนี้ผมขอต่อเนื่องเรื่องราวของ Bionics หรือ ศาสตร์แห่งอวัยวะกลมาเล่าต่ออีกครับ คราวนี้เป็นเรื่องของ Bionic Contact Lens หรือ จอแสดงผลแบบคอนแท็คเลนส์ ซึ่งเป็นคอนแท็คเลนส์ที่มีวงจรอิเล็กทรอนิกส์ภายใน เมื่อสวมใส่แล้วจะแสดงผลออกมาให้ผู้สวมใส่มองเห็นภาพที่สร้างขึ้นมา ลอยผสมอยู่กับภาพของวัตถุจริง ซึ่งเราอาจจะให้จอภาพเล็กๆนี้แสดงผลข้อมูลต่างๆ เช่น ขณะขับรถก็มีข้อมูลทิศทางต่างๆขึ้นมาช่วยเหลือ ทหารสามารถรับข้อมูลการรบต่างๆ เช่น เป้าหมาย กับระเบิด ทิศทางการยิง เป็นต้น ต้นแบบแรกที่ University of Washington สร้างขึ้นมานี้ใช้วิธีการทางนาโนในการประกอบเลนส์ที่มีวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของ LED (Light Emitting Diode) เพื่อใช้เปล่งแสงออกมาแสดงผล บนฐานรองพลาสติกซึ่งยืดหยุ่นได้ และมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพเพื่อไม่ให้ดวงตาของผู้สวมใส่เกิดการต่อต้าน ผู้ช่วยศาสตราจารย์ Babak Parviz ผู้ประดิษฐ์คอนแท็คเลนส์อัจฉริยะนี้กล่าวว่า "ต่อไปเราจะเพิ่มวงจรเพื่อทำให้มันสามารถส่งและรับข้อมูลไร้สายได้ครับ ผมหวังด้วยว่าเราจะสามารถทำให้เลนส์นี้ทำงานโดยการเก็บเกี่ยวพลังงานจากคลื่นวิทยุ และเซลล์สุริยะบนผิวเลนส์"

เรื่องเกี่ยวกับ Bionics เจ๋งๆ ยังมีอีกครับ ปีหน้าผมจะนำมาเล่าให้ฟังอีกเรื่อยๆ สลับกับเรื่องอื่นๆที่เป็นแนวโน้มใหม่ของโลกครับ ... สุขสันต์วันปีใหม่ครับ ................