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 .....

เพนทากอนหวังใช้วิทยาศาสตร์พื้นฐาน สร้างการทหารให้ไร้เทียมทาน

ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ ประเทศสหรัฐอเมริกาได้เรียนรู้ว่า กำลังรบแบบเก่าๆ ที่เรียกว่า Traditional Warfare นั้น ไม่อาจจะเป็นที่พึ่งพาในอนาคตได้ อเมริกาได้เรียนรู้ว่า การแบ่งกำลังทหารบกออกเป็น ทหารม้า ทหารราบ ทหารต่อสู้อากาศยาน ทหารปืนใหญ่ ทหารช่าง เป็นโมเดลที่โบราณ ใช้ได้ก็แต่ในสมัยสงครามเวียดนามเท่านั้น ไม่อาจจะต่อกรกับสงครามรูปแบบใหม่ของศตวรรษที่ 21 ได้ และที่สำคัญ กองทัพสหรัฐฯ ได้รับบทเรียนจากสงครามในอิรัก และอัฟกานิสถานว่า กำลังรบรูปแบบนี้ไม่อาจจะรบได้อย่างมีประสิทธิภาพ หากสงครามเกิดขึ้นในเมือง

ดังนั้น เพนทากอนจึงเริ่มวางยุทธศาสตร์ใหม่ เพื่อปรับปรุงกำลังทหารให้ก้าวหน้าขึ้น โดยอาศัยวิทยาศาสตร์ขั้นเทพ โดยคิดจะนำวิทยาศาสตร์พื้นฐานมาปรับปรุงกองทัพ ปรับปรุงระบบอาวุธ ให้เขยิบขึ้นไปในขั้นที่สูงเกินกว่าที่ศัตรูจะคาดคิด ด้วยงบวิจัยของกระทรวงกลาโหมที่มากถึง 12 พันล้านเหรียญสหรัฐ ต่อปี (คิดเป็นเงินไทยก็ประมาณ 400,000 ล้านบาท) เพนทากอนหวังว่าจะนำมาใช้พัฒนาศาสตร์ต่างๆ อย่าง ชีววิทยาสังเคราะห์ (Synthetic Biology) วิทยาการคอมพิวเตอร์ และสังคมศาสตร์ ให้มาเป็นประโยชน์ต่อการทหารได้ เพนทากอนจะนำเงินจำนวน 1 พันล้านเหรียญสหรัฐ (33,000 ล้านบาท) มาอุดหนุนวิทยาศาสตร์พื้นฐาน ในมหาวิทยาลัย โดยเฉพาะงานวิจัยที่ฝันๆ งานที่คนทั่วไปมักคิดว่าคงนำไปใช้ประโยชน์ไม่ได้

ในระยะหลังๆ นี้ เพนทากอนรู้สึกตื่นเต้นกับเรื่องของชีววิทยาสังเคราะห์เป็นพิเศษ นักวางยุทธศาสตร์ในกลาโหมอยากเห็น นักรบสังเคราะห์ที่สร้างขึ้นมาให้มีความสามารถในการรบ ออกไปเสี่ยงชีวิตแทนทหาร ศักยภาพของชีววิทยาสังเคราะห์นี้มีได้ไม่จำกัด เพนทากอนอาจจะสร้างสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ให้มีความหลากหลายหน้าที่ ตั้งแต่ การดมกลิ่นหาวัตถุระเบิด ไปจนถึง เป็นทหารสังเคราะห์ที่ออกไปรบแทนมนุษย์ได้ นอกจากนี้ เพนทากอนยังเริ่มให้ความสนใจที่จะบูรณาการสังคมศาสตร์เข้ามาช่วยในการวางแผนการรบ นักวิเคราะห์ยุทธวิธี ต้องการโมเดลทางด้านสังคม วัฒนธรรม ประเพณี ของแต่ละท้องถิ่น มาประสานกับแผนการจัดกำลังรบ เพื่อให้ได้ยุทธศาสตร์ที่จะนำไปสู่ชัยชนะในสนามรบที่จำลองในคอมพิวเตอร์ และในสนามรบจริง

หันกลับมามองเมืองไทยแล้ว .... ก็อยากให้กองทัพไทยของเรา สนใจเรื่องแบบนี้บ้างครับ ....

Ecological Robot - หุ่นยนต์หากินเอง (ตอนที่ 2)

วันนี้ ผมจะยกตัวอย่างของหุ่นยนต์หากินเอง ซึ่ง Bristol Robotics Laboratory ซึ่งเป็นต้นตำหรับของหุ่นยนต์กินแมลงเป็นอาหาร ซึ่งทางห้องปฏิบัติการนี้ได้ออกหุ่นยนต์ที่เรียกว่า EcoBot นี้มาถึง 2 รุ่นแล้วคือ EcoBot I และ EcoBot II และตอนนี้ก็กำลังออกแบบรุ่นที่ 3 คือ Ecobot III ซึ่งตอนนี้ทางทีมวิจัยเก็บเรื่องนี้อย่างเงียบ หาข้อมูลได้ยากมากครับ

เจ้าหุ่น EcoBot II ซึ่งมีข้อมูลเปิดเผยได้แล้วนี้ เป็นผลงานของนักศึกษาปริญญาเอก ที่มีชื่อว่า Loannis Leropoulos หุ่นยนต์ตัวนี้มีเซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพติดเป็นแผงอยู่บนร่างกาย มันสามารถกินแมลงได้ทั้งตัว เมื่อมันมีพลังงาน มันจะเดินด้วยความเร็ว 8-16 เซ็นติเมตรต่อชั่วโมง เข้าหาบริเวณที่มีความเข้มแสง แมลงวัน 8 ตัวทำให้มันอิ่มได้ 12 วัน ถึงแม้ EcoBot II จะเดินได้อืดอาด แถมก็ยังไม่ได้มีความฉลาดอะไร แต่มันก็เป็นหุ่นยนต์ตัวแรกในโลก ที่สามารถหาอาหารกินเอง รับรู้สิ่งเร้า (ถึงแม้จะมีแค่สัมผัสง่ายๆ เรื่องแสง) ประมวลผลและตอบสนองต่อสิ่งเร้านั้น แถมมันยังสามารถสื่อสารได้ (ด้วยการส่งข้อมูลแบบไร้สายกลับมาที่คอมพิวเตอร์แม่) ซึ่งก็ถูกครับ เพราะเจ้าหุ่นตัวนี้ถือเป็นการวางหลักไมล์แรกๆ ของศาสตร์ทางด้านหุ่นยนต์ที่พึ่งพาตัวเองได้ในเรื่องพลังงาน

Chris Melhuish หัวหน้าห้องปฏิบัติการวิจัย Bristol Robotics Laboratory หวังว่าในอนาคต หุ่นยนต์ประเภทนี้จะถูกใช้ในสถานการณ์ที่ล่อแหลมอันตราย เช่น เราสามารถปล่อยหุ่นยนต์เข้าไปในสนามรบ ในดงทุ่นระเบิดที่มีข้าศึกหนาแน่น ไม่อยากให้ทหารตัวเป็นๆ เข้าไป หุ่นยนต์จะสามารถดำรงชีพอยู่ได้โดยอาศัยพลังงานจากชีวะอินทรีย์ ทั้งแมลง หนอน ซากพืช ซากสัตว์ เพื่อที่จะนำพลังงานทุกเม็ดทุกหน่วยมาปฏิบัติการรบ

(ภาพบน - หน้าตาของ Microbial Fuel Cell ที่เปลี่ยนแมลงให้เป็นกระแสไฟฟ้าสำหรับหุ่นยนต์)

Ecological Robot - หุ่นยนต์หากินเอง (ตอนที่ 1)

งานวิจัยของผมที่ไร่องุ่นกรานมอนเต้นั้น พวกเราเข้าไปพัฒนาและติดตั้งเซ็นเซอร์ตรวจสภาพล้อมรอบต่างๆ เช่น ความชื้นในดิน ความชื้นในอากาศ สารอินทรีย์ในดิน พลังงานแสง พลวัตของมวลอากาศ ฯลฯ เซ็นเซอร์เหล่านั้นถูกติดตั้งตามจุดต่างๆ ในไร่เป็นเครือข่ายไร้สาย ซึ่งโครงการในปีต่อไป พวกเราจะพัฒนาเซ็นเซอร์ตรวจวัดพืช แล้วนำไปติดตั้งในไร่

เซ็นเซอร์ตรวจสภาพล้อมรอบเหล่านั้น ต้องอาศัยพลังงานในการทำงาน ซึ่งเราก็จะพยายามเก็บเกี่ยวพลังงานรอบข้างตัวเซ็นเซอร์มาใช้ประโยชน์ เพื่อให้เซ็นเซอร์พวกนี้อยู่ได้ด้วยตัวเอง โดยอาศัยการดูแลจากมนุษย์ให้น้อยที่สุด (Self-Sustaining) พลังงานรอบข้างที่พูดถึงนี้ก็เช่น แสงแดด (อาศัยโซลาร์เซลล์) พลังงานลม (มีกังหันลมเล็กๆ เก็บพลังงานลม) และ พลังงานจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (เช่น สัญญาณวิทยุ สัญญาณโทรทัศน์ สัญญาณมือถือ) พวกเราเคยคิดถึงพลังงานอีกประเภทหนึ่งเหมือนกัน แต่ยังไม่ได้ทำ นั่นคือ พลังงานจากชีวอินทรีย์ เพราะในไร่นาเกษตรกรรมนั้น มีแมลงเยอะแยะไปหมด หากตัวเซ็นเซอร์มีที่ดักจับแมลงแบบต้นหม้อข้าวหม้อแกงลิง ซึ่งเมื่อใดแมลงหลุดเข้ามา เอ็นไซม์ก็จะถูกปล่อยออกมาย่อยละลายตัวแมลง แล้วนำสารอินทรีย์ในตัวแมลงออกมาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า โดยผ่านเซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพ (Microbial Fuel Cell) แมลงที่บินไปบินมาก็จะกลายมาเป็นอาหารของเซ็นเซอร์ของเรา จริงๆแล้ว การนำแมลงมาเป็นอาหารและพลังงานให้แก่จักรกล ก็มีคนทำหลายๆ กลุ่มแล้วนะครับ ทั้งหมดเป็นของต่างประเทศครับ ในเมืองไทยยังไม่มีใครทำ ในตอนหน้าผมจะมายกตัวอย่างให้ฟังครับ

ทีนี้มาถึงคำถามที่ว่า ทำไมหุ่นยนต์จะต้องหากินเอง ในเมื่อเราก็ชาร์จแบ็ตให้มันก็ได้ หรือ ใช้โซลาร์เซลล์ก็ได้ ในภาพยนตร์เรื่อง Wall-E เจ้าหุ่นพระเอกของเราอาศัยช่วงตื่นนอนตอนเช้า ออกมาตากแดดชาร์จไฟเพื่อใช้ทำภารกิจทั้งวัน ซึ่งในความเป็นจริงแล้ว เป็นเรื่องที่ทำได้ยากครับ เพราะพลังงานจากโซลาร์เซลล์แค่นั้น ไม่มีทางพอสำหรับหุ่นยนต์อย่างเจ้า Wall-E ที่ขยันเดินเก็บขยะทั้งวัน ดังนัน ถ้าเราอยากให้หุ่นยนต์สามารถอยู่ได้ โดยพึ่งพิงมนุษย์ให้น้อยที่สุด อย่างน้อย มันต้องสามารถหาอาหารกินได้ จึงเกิดไอเดียขึ้นมาว่า ทำไมไม่สร้างหุ่นยนต์ให้ล่าแมลงมากินล่ะ จริงๆ ก็มีแนวคิดถึงหุ่นยนต์กินพืชเป็นอาหารเหมือนกัน แต่แมลงซึ่งประกอบด้วยโปรตีนสูงนั้น เหมาะที่จะนำมาใช้เป็นอาหารหลักจานด่วนของหุ่นยนต์มากกว่าครับ

คราวนี้วิทยาศาสตร์ของระบบย่อยอาหาร กับ วิศวกรรมหุ่นยนต์ ต้องมาคุยกันมากๆ แล้วล่ะครับ .........

ชีวิตสังเคราะห์ (Synthetic Organisms)

ปี 2009 จะเป็นปีแห่งการเริ่มต้นของการเชื่อมโลกจักรกลกับโลกชีวะ อุปกรณ์ทั้งหลายรวมทั้งหุ่นยนต์ ซึ่งเป็นสิ่งไร้ชีวิตจิตใจ จะได้รับการเพิ่มเติมชีวิตชีวาเข้าไปไม่ว่าจะเป็นเรื่องของสัมผัส อารมณ์ ความรู้สึก ในขณะที่สิ่งมีชีวิตจะได้รับการเพิ่มสมรรถภาพให้สูงขึ้น ด้วยการติดตั้งอุปกรณ์และอวัยวะกลเข้าไป นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังขะมักเขม้นเข็นงานวิจัยประเภทนี้ออกมาครับ

อีกแนวคิดหนึ่งที่ท้าทายกว่า 2 เรื่องข้างต้นอีก และกำลังจะเกิดขึ้นอีกไม่นานจากนี้ก็คือ การสร้างสิ่งมีชีวิตขึ้นมาใหม่เลย ด้วยการออกแบบว่าอยากจะให้สิ่งมีชีวิตนี้มีรูปร่างอย่างไร สีอะไร หน้าตาเป็นยังไง กินอะไร ทำประโยชน์อะไร เมื่อไม่นานมานี้เอง Craig Venter นักชีววิทยาชื่อดังและมหาเศรษฐีของโลก ได้ออกมาเปิดเผยว่า เขาเข้าใกล้ความสำเร็จในการสร้างชีวิตสังเคราะห์ด้วยฝีมือมนุษย์แล้ว โดยการที่เขาและทีมงานสามารถนำสารเคมีต่างๆ มาสังเคราะห์เป็นโครงสร้างพันธุกรรมของแบคทีเรียชนิดหนึ่งได้สำเร็จ ขั้นต่อไปซึ่งจะเป็นการออกแบบและสร้างสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ที่ไม่เคยมีมาก่อน ด้วยการนำโครงสร้างพันธุกรรมที่ออกแบบมานั้น ผลิตสิ่งมีชีวิตออกมาใช้งาน Craig Venter ได้ยื่นขอจดสิทธิบัตรกรรมวิธีดังกล่าวแล้ว ซึ่งได้สร้างความไม่พอใจแก่พวก NGO ที่ต่อต้านเรื่องนี้ แต่เขาก็ไม่ค่อยให้ความสนใจกับคำวิพากษ์วิจารณ์จากกลุ่มต่อต้าน ซึ่งกลัวว่าหากสิทธิบัตรนี้ผ่านการรับรอง นั่นหมายความว่าต่อไปคนเราก็เป็นเจ้าของสิ่งมีชีวิตที่ตัวเองออกแบบได้ แต่ Craig Venter ยืนยันว่าตนจะเดินหน้าโครงการนี้ต่อไป เพราะหากเราสังเคราห์สิ่งมีชีวิตได้ จะช่วยแก้ปัญหาระดับโลกได้มากมาย ทั้งในเรื่องของโรคภัยไข้เจ็บต่างๆ อาหาร และ พลังงาน ไปจนถึงการลดโลกร้อนด้วยการสังเคราะห์สิ่งมีชีวิตที่จะดูดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศโลก

เรื่องของสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์นั้นอาจเป็นเรื่องแปลกปลอมสำหรับคนรุ่นเราครับ แต่สำหรับเด็กรุ่นใหม่อาจจะไม่ใช่ ตอนนี้ลูกสาวผมอายุ 9 ขวบก็เริ่มออกแบบสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ที่หน้าตาเหมือนรูปข้างบนกันแล้วครับ ........

ห้องปฏิบัติการบนชิพ - Lab on a Chip (ตอนที่ 2)

ห้องปฏิบัติการจิ๋วหรือ LOC นี้สามารถนำไปใช้แทนที่ห้องปฏิบัติการจริงในหลายๆ ด้าน ซึ่งก็จะทำให้การตรวจวินิจฉัยต่างทำได้รวดเร็วขึ้น เช่น โรคฉี่หนู มาลาเรีย ไข้เลือดออก ไข้หวัดนก สามารถตรวจสอบได้ในพื้นที่เลย ไม่ต้องมีการเคลื่อนย้ายตัวอย่างโรคออกมา หน่วยทหารของสหรัฐอเมริกาได้เริ่มนำห้องปฏิบัติการจิ๋วไปใช้ในสนามรบ ทำให้ลดความเสี่ยงของหน่วยแพทย์ไม่ต้องไปอยู่ใกล้แนวข้าศึกมากเกินไป องค์การนาซาก็เริ่มมีการพัฒนาเพื่อนำไปใช้ในกิจการอวกาศ เพราะสะดวกสามารถนำห้องปฏิบัติการไปอยู่ในอวกาศได้หลายๆห้อง ไม่ต้องกังวลเรื่องพื้นที่และน้ำหนักบรรทุก


ถามว่าในเมืองไทยเริ่มมีคนทำเรื่องนี้ไหม คำตอบคือก็พอมีบ้างคือที่ ห้องปฏิบัติการนาโนอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องกลจุลภาค หรือ MEMS Lab ของศูนย์อิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) จริงๆ แล้วห้องปฏิบัติการบนชิพนี่จะใช้โครงสร้างพื้นฐานเดียวกันกับไมโครชิพ นั่นคือแทนที่ลายวงจรของไมโครชิพซึ่งเป็นที่วิ่งของกระแสไฟฟ้า ก็กลายมาเป็นลู่วิ่งของๆ เหลว พวกอุปกรณ์เช่นตัวต้านทาน ไดโอด ทรานซิสเตอร์ ที่อยู่บนไมโครชิพ ก็เปลี่ยนมาเป็นปั๊ม คอลัมน์แยก ถังบรรจุสาร คอนเทนเนอร์สำหรับทำปฏิกริยา เป็นต้น บางคนก็จะเรียกเทคโนโลยีนี้ว่า Micro Total Analysis System หรือ u-TAS ดังนั้นผู้ที่สามารถจะทำงานวิจัยในเรื่องนี้ได้จึงกลายเป็นวิศวกรไฟฟ้าที่มีโครงสร้างพื้นฐานด้านการประกอบชิพ ซึ่งก็ต้องทำงานร่วมกับนักเคมีและนักชีววิทยาโมเลกุลหรือนักเทคนิคการแพทย์ในการชิพไปใช้ประโยชน์ เจ้าห้องปฏิบัติการจิ๋วนี้ นอกจากมันจะมีประโยชน์ในตัวมันเองแล้ว หากมีการนำมันไปบูรณาการกับเทคโนโลยีก่อกำเนิดตัวอื่นๆที่กล่าวมาแล้ว เช่น เซ็นเซอร์ใยแมงมุม หรือ หุ่นยนต์จิ๋ว ก็จะเป็นการเพิ่มสมรรถนะของอุปกรณ์เหล่านั้นขึ้นไปอีก โดยผู้ที่จะถูกตรวจไม่จำเป็นต้องเคลื่อนที่มาที่โรงพยาบาล การเข้ามาของเทคโนโลยี LOC ทำให้ในอนาคต การตรวจวินิจฉัยโรคจะเขยิบออกจากโรงพยาบาลไปสู่ที่ๆ โรคนั้น หรือ คนเป็นโรคนั้น หรือ สิ่งมีชีวิตอื่นๆที่เป็นโรคนั้นใช้ชีวิตอยู่ หรือที่เรียกว่า Point of Care นั่นเอง เทคโนโลยี LOC จึงมีส่วนช่วยให้ Personal Medicine หรือ การแพทย์ส่วนบุคคลเป็นเรื่องที่ใกล้ความเป็นจริงขึ้นทุกทีๆ ความสำคัญของแพทย์ในอนาคตจะค่อยๆ ลดลงมาสู่ Intelligent Systems แทน ในอนาคตนักชีววิทยาเชิงโมเลกุล หรือ Molecular Biologist จะเข้ามาแบ่งตลาดสุขภาพจากคุณหมอไปแล้วล่ะครับ .......

ห้องปฏิบัติการบนชิพ - Lab on a Chip (ตอนที่ 1)

จริงๆแล้ว เรื่องของห้องปฏิบัติการบนชิพ หรือ Lab on a Chip นั้น เป็นศาสตร์ที่ฮ็อตฮิตแรงมากในช่วง 4-5 ปีที่แล้ว และปัจจุบันก็ออกมาขายเป็นเรื่องเป็นราวแล้ว แต่ผมก็ยังไม่ค่อยได้นำมาเขียนใน Blog เลยครับ


ห้องปฏิบัติการจิ๋วเป็นการย่อส่วนห้องปฏิบัติการทดลองจากห้องขนาด 50 ตารางเมตรลงไปอยู่ในชิพที่ปัจจุบันมีขนาดประมาณเล็บของนิ้วโป้ง และมีทีท่าว่าต่อไปขนาดของมันจะเล็กลงไปได้อีก ในวงการเคมีและวงการแพทย์ ห้องปฏิบัติการจิ๋วคือการปฏิวัติครั้งใหญ่ นึกถึงว่าเมื่อก่อนเวลานักเคมีจะสังเคราะห์สารสักตัว เขาต้องใช้พื้นที่ห้องปฏิบัติการเพื่อเป็นที่สำหรับตั้งชุดเครื่องแก้วเพื่อการผสมสาร แล้วอาจมีชุดกลั่นเพื่อแยกสาร มีเครื่องมือสำหรับวิเคราะห์องค์ประกอบ ในการสังเคราะห์สารอาจจะประกอบด้วยขั้นตอนที่ต้องมีการนำสารมาผสมกัน กรอง กลั่น แยกส่วน แล้วนำมาผสมกับสารตัวอื่นๆอีก แต่ว่าขั้นตอนเหล่านั้นกำลังจะหดลงไปอยู่ในชิพตัวเดียว สำหรับวงการแพทย์แล้วเรื่องนี้กำลังจะเข้ามาเปลี่ยนวิถีชีวิตของผู้ตนเลยทีเดียว ลองนึกดูนะครับว่าขณะนี้การตรวจสุขภาพประจำปีของเรานั้นเป็นกิจกรรมที่น่าเบื่อเพียงใด เราจะต้องไปเจาะเลือดและให้ตัวอย่างน้ำปัสสาวะแต่เช้า ถ้าอยากทราบผลก็ต้องรอนานหลายชั่วโมง ผลการตรวจเลือดอาจต้องรอข้ามวันข้ามสัปดาห์ แต่ขณะนี้ บริษัทหลายแห่ง กำลังพัฒนาห้องปฏิบัติการจิ๋วที่สามารถซื้อมาใช้ที่บ้านแล้วรอดูผลได้เลย ขั้นตอนการทำงานของห้องปฏิบัติการบนชิพนี้ก็เลียนแบบการทำงานของห้องปฏิบัติการจริงๆนั่นเอง ตัวอย่างเช่น เมื่อใส่ตัวอย่างเข้าไปที่ช่องที่เตรียมให้ ก็จะมีปั๊มซึ่งอาจอาศัยพลังงานจากแบตเตอรีก้อนเล็ก (เทคโนโลยีแบตเตอรีจิ๋วจึงมีส่วนสำคัญสำหรับเทคโนโลยีตัวนี้ด้วย) ดูดสารตัวอย่างให้ไหลมาตามท่อจิ๋วเพื่อมาผสมกับสารเคมีที่เตรียมไว้ในชิพ เมื่อผสมกันแล้วก็จะผ่านท่อไปยังส่วนแยก (โดยการย่อส่วนคอลัมน์แยกให้เล็กลงไปอยู่บนชิพ) ที่ปลายของคอลัมน์แยกก็จะมีท่อของสารเคมีอีกชนิดหนึ่งเพื่อปลดปล่อยสารให้เข้ามาผสมกัน แล้วเกิดเป็นสีให้ผู้ใช้สามารถดูว่าเป็นโรคอะไร โดยอาจมีท่อแยกออกไปหลายทางเพื่อให้ผลในลักษณะต่างๆ กัน ห้องปฏิบัติการจิ๋วที่มีความซับซ้อนขึ้นไปอีกก็อาจมีเซ็นเซอร์จิ๋วเอาไว้ตรวจสอบผลบางอย่างเพิ่มเติมได้


พรุ่งนี้ผมจะมาเล่าต่อเกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้ต่อนะครับ ........

ยอดเทคโนโลยีในอีก 10 ปีข้างหน้า (ตอนที่ 3) - เมื่อพันธุกรรรมกลายเป็นสินค้าออนไลน์

วันนี้มาเล่าให้ฟังต่อนะครับ ถึงยอดเทคโนโลยีที่วารสาร Nature ขึ้นลิสต์ไว้ว่าจะเป็นที่กล่าวขานถึง หรือ มีผลกระทบสูงในอีก 10 ปีข้างหน้า .......

Personal Genomics กำลังจะเป็นเทคโนโลยีใหม่มาแรงที่ใครๆ ก็เข้าถึงได้ โดยผู้ที่กำลังจะนำเทคโนโลยีนี้มาสู่เรากลับไม่ใช่บริษัททางด้านเทคโนโลยีชีวภาพ หรือ การแพทย์ ครับ แต่กลับเป็นบริษัท Google ครับ นี่แหล่ะครับผมถึงพูดบ่อยๆว่า การทำงานข้ามศาสตร์มีความสำคัญ นักเทคโนโลยีชีวภาพส่วนใหญ่ชอบมุดตัวใน Lab ไม่ค่อยได้คุยกับชาวบ้าน ต่างจากนัก IT ที่คุยเก่ง ทำงานเป็นทีมเก่ง และทำงานข้ามศาสตร์ข้ามสาขาเก่ง ในที่สุดก็เป็นนัก IT ที่นำเอาเทคโนโลยีเกิดใหม่นี้ไปเผยแพร่ และกำลังจะทำเงินทำทองในอีก 10 ปีข้างหน้าครับ ......

เมื่อเดือนธันวาคม 2550 บริษัท 23andMe ซึ่งถือหุ้นใหญ่โดย Google ได้เปิดตัวสินค้าใหม่ที่จะนำโลกของจีโนมสารสนเทศแบบส่วนตัว มาสู่สาธารณชน เป็นชุด Kit ที่ลูกค้าที่สนใจจะถุยน้ำลายลงไปในหลอด แล้วส่ง FedEx กลับไปที่บริษัท จากนั้นบริษัทจะทำการตรวจวิเคราะห์ DNA ของลูกค้าผู้นั้น ในเวลา 2-3 สัปดาห์ ผลการตรวจ DNA จะถูกส่งมาทาง e-mail สินค้าตัวนี้ตอนเปิดตัวมีราคาสูงถึง 1000 เหรียญสหรัฐ แต่เพราะคงามฮิตติดตลาด ทำให้ราคาได้ลดลงมาอยู่ที่ 399 เหรียญเมื่อเดือนกันยายน 2551 นี้เองครับ

สิ่งที่ Personal Genomics ของ Google จะบอกเราก็เช่น เรามีขี้หูแบบเปียกหรือแห้ง เรามียีนที่ช่วยให้หน้าไม่แดงเวลาดื่มไวน์ไหม จมูกของเราดมกลิ่นได้ดีหรือไม่ค่อยได้เรื่อง เรามียีนเป็นคนตัวสูงหรือเปล่า สีของตาเป็นสีอะไร แล้วตอนแก่ๆ เราจะเป็นโรคปวดหลังหรือเปล่า จะมีโอกาสเป็นเบาหวานมากน้อยแค่ไหน มีโอกาสที่จะเป็นมะเร็งชนิดใดได้บ้าง มียีนต้านทานโรคเอดส์บ้างมั้ย แล้วมาลาเรียล่ะมีโอกาสเป็นมั้ย มียีนที่ช่วยทางด้านความจำหรือเปล่า สำหรับผมแล้ว สนนราคา 399 เหรียญสหรัฐเพื่อรู้เกี่ยวกับตัวเราได้มากมายเช่นนี้ คุ้มค่ามากทีเดียวเชียวครับ ยิ่งกว่านั้นเรายังจะได้ข้อมูลย้อนกลับไปดูบรรพบุรุษว่ามาจากเชื้อชาติใด เช่น ทางแม่มาจากยุโรปหรือเอเชียเหนือ ทางพ่อมียีนทางชนชาติใด ยิ่งถ้าเราแชร์แลกเปลี่ยนข้อมูลส่วนนี้เทียบกับญาติๆ ของเราดู ก็จะยิ่งสนุก เพราะเหมือนวิ่งย้อนไปในกาลเวลา ตามหาญาติกาในอตีตา ได้เลยครับ

ที่สำคัญทาง Google ได้เปิดชุมชนคนแชร์พันธุกรรมขึ้นใน Web ด้วย ลูกค้าที่ใช้บริการนี้สามารถที่จะแลกเปลี่ยนข้อมูลของตนเอง ที่พอใจจะให้คนอื่นๆได้ใช้ ทำให้ข้อมูล Genetics กลายเป็นสื่อทางสังคมออนไลน์ไปแล้วครับ ผู้คนแวะเข้ามาทักทายพูดคุยแลกเปลี่ยนในเรื่องที่เกี่ยวกับพันธุกรรมของตน บางคนก็มาหาญาติในอดีต บางคนก็มาหาข้อมูลใครเป็นโรคนู้นโรคนี้บ้าง หมดยุคที่หมอมากำหนดชีวิตผู้คนแล้วครับ คนธรรมดาอย่างเราก็มีสิทธิ์รู้ว่าจะเกิดโรคอะไรแล้วหาทางรักษาเองได้
ก่อนจบผมขอเฉลยความลับในความสำเร็จของ Google ครับ เพราะทั้ง Larry Page และ Sergey Brin เจ้าของ Google นั้นมีเมียเป็นนักชีววิทยา นี่แหล่ะครับเรียกว่าแต่งงานข้ามศาสตร์จริงๆ ใครอยากประสบความสำเร็จแบบเขาทั้งคู่ ก็ลองๆ จีบนักชีววิทยาใกล้ๆตัวดูสิครับ .......
(ภาพบน: Larry Page ผู้ร่วมก่อตั้ง Google สวมเสื้อ Lab เปิดตัวสินค้าที่จะนำโลกของ Genomics มาสู่ชาวบ้านร้านตลาด อย่างที่เคยนำเทคโนโลยีดาวเทียมมาสู่คนเดินถนนอย่างเรา ผ่าน Google Earth)

Nano Projector - โปรเจ็คเตอร์นาโน

ตอนนี้ผมอยู่ญี่ปุ่นครับ วันนี้จึงขออัพเดตบล็อกด้วยเรื่องของเทคโนโลยีที่ย่อขนาดลงเรื่อยๆ เพราะประเทศนี้ก็เติบโตทางเศรษฐกิจด้วยการย่อขนาดข้าวของเครื่องใช้ให้เล็กลง และในวันนี้เครื่องฉายภาพหรือเจ้าโปรเจ็กเตอร์ที่เราคุ้นเคยกันดีกับงานพรีเซ็นต์ต่างๆ นั้นได้ย่อส่วนจากที่เคยถือไปถือมาหนักอึ้ง ตอนนี้มีขนาดแค่กระดาษ A4 และล่าสุดนี้มีขนาดแค่ฝ่ามือเท่านั้นเองครับ ในช่วงแค่เดือนสองเดือนนี้มีการเปิดตัวโปรเจ็คเตอร์จิ๋วหลายยี่ห้อเลยครับ ผมขอยกตัวอย่าง เอาของไต้หวันก่อนนะครับ บริษัท Aiptek ได้เปิดตัวโปรเจ็คเตอร์จิ๋วชื่อว่า The Mint V10 ที่ใช้เทคโนโลยี LED ที่มีอายุใช้งานนานถึง 20,000 ชั่วโมง โปรเจ็คเตอร์ตัวนี้หยิบออกมาก็ฉายภาพได้เลยไม่ต้องอุ่นเครื่อง ด้วยระยะห่าง 1.8 เมตรมันสามารถฉายภาพที่มีขนาด 50 นิ้ว อีกตัวอย่างหนึ่งเป็นยี่ห้อที่เรารู้จักกันดีจากญี่ปุ่นครับ นั่นคือ Toshiba ซึ่งได้เปิดตัวโปรเจ็คเตอร์ขนาดฝ่ามือที่มีน้ำหนักแค่ 100 กรัม มันสามารถฉายภาพที่มีขนาดถึง 100 นิ้วได้เลยครับ รูปทรงก็ค่อนข้างสวยงามครับ และล่าสุดบริษัท 3M ได้เปิดตัวโปรเจ็คเตอร์ขนาดจิ๋วด้วยอีกจ้าวนึง ดังแสดงในรูปข้างบนครับ จะเห็นว่าขนาดเหมาะมือมาก ได้ข่าวมาว่าราคาแค่หมื่นต้นๆ ซึ่งถือว่ายังแพงอยู่ แต่คงจะถูกลงมาในระดับสี่ส้าห้าพันในเวลาไม่ถึงปีหรอกครับ ที่ผมสนใจที่สุดก็คือ 3M เขาวางแผนว่าจะเอาโปรเจ็คเตอร์จิ๋วนี้ไปใส่ในโทรศัพท์มือถือด้วยครับ


ท่านผู้อ่านจะเห็นว่าตอนนี้ถึงยุคของ เทคโนโลยีบรรจบ (Convergent Technologies) แล้วครับ ศาสตร์ต่างๆเริ่มมาคุยกัน แต่งงานกันแล้วออกลูกออกหลานเป็นศาสตร์ใหม่ๆ นี่แหล่ะครับ ยิ่งคุยกันก็ยิ่งเข้าใจ ถึงยุคบูติคแล้วครับ

ยุคแห่งการแต่งงานข้ามศาสตร์ วิทย์ + มนุษย์ + สังคม มาถึงแล้ว

ตลอด 200 ปีที่ผ่านมา วิทยาศาสตร์ มนุษยศาสตร์และสังคมศาสตร์ เรียนรู้แยกจากกัน ยิ่งเรียนสูงก็ยิ่งลึกลงไปในสาขาของตน แต่เมื่อต้นศตวรรษที่ 21 นี้เอง ที่เกิดมีมหกรรมการแต่งงานข้ามศาสตร์กันขนานใหญ่ ภายในส่วนของวิทยาศาสตร์เอง เกิดศาสตร์ใหม่ๆ ขึ้นมามากมาย เช่น Bioinformatics เกิดจากการแต่งงานของวิทยาการคอมพิวเตอร์กับชีววิทยา Biophysics เกิดจากการแต่งงานของชีววิทยากับฟิสิกส์ Biorobotics เกิดจากการแต่งงานของหุ่นยนต์ศาสตร์กับชีววิทยา Bionics เกิดจากการแต่งงานของวัสดุศาสตร์กับการแพทย์ Molecular Electronics เกิดจากการแต่งงานของเคมีกับวิศวกรรมไฟฟ้า เป็นต้น ..... จากนี้ไปเราจะเริ่มเห็นการแต่งงานข้ามศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่กว่าเก่าอีกครับ เพราะจะเป็นการแต่งงานข้ามไปข้ามมาระหว่าง วิทยาศาสตร์ มนุษยศาสตร์ และ สังคมศาสตร์ ด้วยครับ ขอยกตัวอย่างเช่น Social Intelligence ซึ่งเป็นศาสตร์ว่าด้วยความสามารถในการรับรู้ การเข้าใจ การจัดการเพื่อจะอยู่ร่วมกันในสังคม ซึ่งศาสตร์นี้กำลังจะมีประโยชน์มากเลยล่ะครับในการสร้างสังคมของหุ่นยนต์ที่อยู่เป็นฝูง (Swarm Robots) ให้สามารถร่วมกันทำงานเป็นหมู่เหล่าได้ ซึ่งก็เป็นศาสตร์อีกศาสตร์หนึ่งที่เรียกว่า Swarm Intelligence ซึ่งความรู้ทางสังคมศาสตร์จะมีประโยชน์มาก ในการสร้างพฤติกรรมหมู่ให้ฝูงหุ่นยนต์ที่เป็นปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence)


อีกศาสตร์หนึ่งที่เป็นการแต่งงานข้ามศาสตร์ระหว่างวิทยาศาสตร์ กับ สังคมศาสตร์ ที่ผมขอยกตัวอย่างคือ Neuroeconomics ผมไม่ทราบชื่อภาษาไทยครับ เป็นการแต่งงานข้ามสายพันธ์ระหว่าง Neuroscience + Economics + Psychology ซึ่ง Neuroscience หรือประสาทวิทยานั้นเป็นเรื่องของการศึกษาเพื่อเข้าใจการทำงานของระบบประสาทของสิ่งมีชีวิต เช่น ระบบสัมผัส การรับรู้ การคิด กิจกรรมต่างๆของสมอง ในขณะที่เศรษฐศาสตร์นั้นเป็นเรื่องของการศึกษาเกี่ยวกับกิจกรรมการผลิต การกระจายและการบริโภคสินค้า-บริการ เมื่อทั้ง 3 ศาสตร์มาแต่งงานกันได้ Neuroeconomics จะได้ศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการตัดสินใจของมนุษย์ในกิจกรรมทางเศรษฐกิจ ว่าสมองทำงานอย่างไรในการชั่งใจ จำแนกแยกแยะเรื่องของการได้-เสีย กับการมีปฏิสัมพันธ์กับผู้อื่น ศาสตร์นี้เองที่เริ่มมีการทำวิจัยเยอะมากครับ บริษัทใหญ่ๆที่ขายของเก่งๆ มีนักวิจัยทางด้านนี้ เพราะเขาจะออกแบบสินค้าให้ตรงกับการทำงานของสมองของผู้ซื้อ ผมเคยอ่านบทความหนึ่งใน Newsweek ที่ตีแผ่ความลับของพรรครีพลับบิกัน ที่เขาสามารถเอาชนะเลือกตั้งครั้งที่แล้วมาได้ เพราะเขาใช้ศาสตร์นี้ช่วยในการสะกดจิตของผู้ลงคะแนนนี่เองครับ

Smart Battlefield - สนามรบอัจฉริยะ

การบรรจบกันของเทคโนโลยีหลายชนิด (Convergence Technologies) ทั้ง เทคโนโลยีสื่อสาร เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ Biomimetic Engineering เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ไร้สายและ นาโนเทคโนโลยี กำลังจะทำให้การทหาร และสงครามสมัยใหม่ มีทั้งความน่ากลัวและความปลอดภัยมากขึ้น ที่น่ากลัวก็คือหากทหารฝ่ายเราไม่มีเทคโนโลยี Smart Battlefield นี้ก็จะแพ้ 100% ที่ปลอดภัยก็คือ ความสูญเสียต่อพลเรือน แม้กระทั่งตัวทหารเองจะลดลงมาก จนกระทั่งผลแพ้-ชนะ อาจตัดสินกันในไม่กี่ชั่วโมง โดยผู้ที่ทำการรบอาจไม่เคยเห็นหน้ากันเลย เทคโนโลยีที่กำลังเป็นที่กล่าวขานกันมากในวงการทหาร ก็คือ เทคโนโลยีหุ่นยนต์จิ๋ว ที่เรียกว่า millibot, microbot หรือแม้แต่ nanobot เป็นการนำกองทัพหุ่นยนต์ตัวเล็ก จัดตั้งเป็นกองกำลัง ที่สามารถสื่อสารกันเป็นเครือข่าย แล้วส่งไปจัดการกับข้าศึกในรูปแบบต่างๆ เช่น การสืบราชการลับ ลาดตระเวณ ไปจนกระทั่งทำลายข้าศึก


จะว่าไปแล้ว แนวความคิดในการทำสงครามในลักษณะนี้เป็นความฝันมาตั้งแต่ยุคสงครามเย็น สหรัฐเคยมีแนวคิดในการสร้างผึ้งมรณะเพื่อจัดการข้าศึก แต่ก็ไม่สามารถควบคุมมันได้ แต่ millibot ไม่ใช่สัตว์ เราสามารถควบคุมมันได้ มหาวิทยาลัย Carnegie Mellon เป็นผู้บุกเบิกในการพัฒนากองทัพหุ่นยนต์ที่ทำงานประสานกันเป็นทีมเวอร์ค มหาวิทยาลัยฮาร์วาดกำลังพัฒนาหุ่นยนต์แมลงมีปีกที่เรียกว่า flybot เพื่อใช้สอดแนมข้าศึก กองทัพอังกฤษก็กำลังพัฒนาหุ่นยนต์แมลงที่ใช้พลังงานจากสารอินทรีย์ โดยสามารถปล่อยออกไปให้หาอาหารกินเอง โดยจะจับแมลงกินแล้วย่อย นำเอาสารอินทรีย์มาใช้ สงครามในอนาคตจึงเป็นเรื่องของเทคโนโลยีจิ๋ว ที่กองทัพไทยน่าจะลองหันมาสนใจบ้างนะครับ

nanothailand จะไปงาน วทท. ที่มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ ระหว่าง 17-23 ตุลาคม 2550 นี้นะครับ จะพยายาม update เท่าที่ทำได้นะครับ แล้วจะแถมกลิ่นอายของริมทะเลมาฝากกันด้วย .......