UPDATE 2553-05-05
Bionic Insect - แมลงชีวกล (ตอนที่ 1)
เขียนโดย อาจารย์นอย 02 พฤษภาคม 2009
แหล่งที่มาของข้อมูล : http://smart-farm.blogspot.com/2009/05/bionic-insect-1.html

ช่วงหลังๆนี้ ถ้าไปประชุมวิชาการทางด้านวิศวกรรมและเทคโนโลยี ก็จะต้องสังเกตเห็นการเข้ามาปะปนของชีววิทยาในรูปแบบต่างๆ เรื่องหนึ่งที่ผมสังเกตเห็นบ่อยๆ คือเรื่องเกี่ยวกับการฝังอุปกรณ์ต่างๆ ที่เรียกว่า implant เข้าไปในเนื้อเยื่อของมนุษย์และสัตว์ ซึ่งก็ต้องมีความเข้าใจในเรื่องระบบประสาท (Neuroscience) และกายวิภาค (Anatomy) รวมไปถึงสรีรวิทยา (Physiology) ของสิ่งมีชีวิตด้วยครับ ศาสตร์ทางด้านนี้บางคนเรียกว่า Man-Machine Interface ซึ่งผมเองก็กำลังทำวิจัยอยู่ แต่ทำใกล้มาทาง Machine มากกว่า Man เพราะว่าการทดลองกับคนและสัตว์นั้น มีความสุ่มเสี่ยงในเรื่องจริยธรรม มีความยุ่งยากกับระบบราชการ ต้องขออนุญาตกันเยอะแยะ เลยหนีๆ ออกมาทำฝั่งจักรกลซะมากกว่า อีก วิธีการหนึ่งที่ไม่ต้องยุ่งกับเรื่องระบบราชการมาก ไม่ต้องยุ่งกับแพทย์ ไม่ต้องเลี้ยงกระต่ายหรือหนูทดลอง ก็คือ การทำการทดลองกับแมลง ซึ่งไม่ต้องไปขออนุญาตใคร ไม่ต้องไปยุ่งกับแพทย์ ดังนั้นในช่วงหลังๆนี้ เราจึงเห็นการนำแมลงมาทำการทดลองสร้างสิ่งมี ชีวิตกึ่งจักรกล หรือ Bionics กันมากขึ้นครับ

ก่อนหน้านี้ หน่วยงานทางด้านการส่งเสริมการวิจัยกลาโหมของสหรัฐอเมริกา (DARPA) ก็ออกมาเปิดเผยว่า ตอนนี้กองทัพสหรัฐมีความสนใจในเรื่องการนำแมลงมาเป็นทหาร Dr. Amit Lal ผู้ประสานงานชุด โครงการแมลงกึ่งจักรกลจุลภาค (Hybrid Insect Microelectromechanical System) กล่าวว่า "ในทางทหารนั้น เราใช้ม้าเป็นเครื่องมือในการทำสงครามมานับพันปี เราเคยใช้ช้างต่อสู้เพื่อทำยุทธหัตถี เราใช้นกพิราบส่งสารลับ ต่อไปนี้ แมลงจะเข้ามาเป็นส่วนหนึ่งของสงครามครับ ........

หลังจากการแข่งขันข้อเสนอโครงการ จากมหาวิทยาลัยต่างๆ DARPA ได้คัดเลือกเพียง 3 มหาวิทยาลัยเท่านั้นให้มาทำโครงการนี้ ซึ่งได้แก่ มหาวิทยาลัยมิชิแกน, MIT ซึ่ง 2 สถาบันนี้เราคงคุ้นชื่อติดหูกันดีโดยเฉพาะ MIT ซึ่งเป็นมหาวิทยาลัยอันดับหนึ่งในเรื่อง ความเป็นที่รู้จัก แต่อีกสถาบันหนึ่งที่ได้รับสนับสนุนก็คือ Boyce Thompson Institute นี่ผมก็เพิ่งเคยได้ยินนี่แหล่ะครับ ซึ่งมหาวิทยาลัย มิชิแกนเน้นการใช้แมลงพวก Beetle หรือ ตัวด้วง แต่ทาง MIT และ Boyce Thompson เน้นการใช้ผีเสื้อกลางคืน มาทำเป็นแมลงชีวกล DARPA ตั้งความหวังไว้ว่าแมลงชีวกลนี้ สามารถที่จะบินเข้าไปหาเป้าหมายซึ่งควบคุมด้วยวิทยุ หรือ อาจอาศัยเครื่องนำทางจิ๋วติด GPS โดยจุดปล่อยอยู่ห่างจากเป้าหมายหลายร้อยเมตร ซึ่งจะพัฒนาให้ได้เป็นกิโลเมตรในที่สุด เจ้าแมลงชีวกลนี้จะติดตั้งอุปกรณ์จิ๋วต่างๆ เช่น กล้องวิดิโอ ไมโครโฟน ก๊าซเซ็นเซอร์ เป็นต้น ซึ่งจะปลูกและเชื่อมโยงกับระบบประสาทของมัน ทำให้เราสามารถบังคับ หรือ โน้มน้าวให้มันบินไปในทิศทางหรือตำแหน่งที่ต้องการ โดยกองทัพสหรัฐฯ จะใช้มันเป็นฝูงบินแทรกซึมเข้าไปในแนวข้าศึก หรือพื้นที่สอดแนม เนื่องจากโครงการนี้เป็นโครงการทางด้านความมั่นคง จึงไม่มีแรงต่อต้านจากนักสิ่งแวดล้อมและผู้รักแมลงแต่อย่างใด

UPDATE 2553-05-05
Bionic Insect - แมลงชีวกล (ตอนที่ 2)
เขียนโดย อาจารย์นอย 10 พฤษภาคม 2009
แหล่งที่มาของข้อมูล : http://smart-farm.blogspot.com/2009/05/bionic-insect-2.html

แมลงเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวัน ของคนเราครับ บางทีเราก็ไม่ค่อยจะได้สนใจอะไรมันเท่าไหร่ ถ้ามันไม่มาเกาะแกะสร้างความรำคาญแก่เรา หรือไม่ได้มาต่อยหรือกัดเรา เราก็อาจจะยินดีอยู่กับมันอย่างไม่คิดอะไร แต่ในอนาคตอีกไม่ นาน หากคุณเห็นแมลง เช่น ผีเสื้อกลางคืน มาเกาะแถวๆหน้าต่าง คุณควรจะเดินเข้าไปดูใกล้ๆให้ดีๆนะครับว่า มันเป็นแมลงแท้ๆ 100% หรือเป็นแมลงชีวกลที่รัฐบาลส่งมันมาเฝ้าจับตาดูความเคลื่อนไหวของเราอยู่

เพนทากอนกำลังสนับสนุนเงินทุนก้อนใหญ่ให้แก่มหาวิทยาลัยในสหรัฐฯ เพื่อพัฒนาแมลงชีวกล ที่ทำหน้าที่สปาย และอาจทำหน้าที่ทหารหน่วยจู่โจมในอนาคต ทำไมกลาโหมสหรัฐฯ ถึงสนใจเรื่องของสัตว์จิ๋วๆ พวกนี้ด้วยหล่ะครับ คำตอบก็คือ ก่อนหน้านี้ การพัฒนาหุ่นยนต์แท้ๆ 100% ให้มีขนาดเล็ก เพื่อให้มันเคลื่อนไหวได้เหมือนแมลงนั้น ค่อนข้างจะทำได้ยากมากๆ แมลงหุ่นยนต์ที่พัฒนาขึ้นมามักจะมี น้ำหนักตัวมาก ต้องใช้พลังงานค่อนข้างมากในการเคลื่อนไหว อีกทั้งระบบกล้ามเนื้อเทียม (Actuator) ที่พัฒนาขึ้นมาเพื่อทำให้แมลงบินได้ ก็ยังห่างไกลจากความสามารถของธรรมชาติอยู่หลายขุม ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์เลยเกิดความคิดว่า ทำไมเราไม่เอากลไก เชิงกลสำหรับการเคลื่อนที่ของแมลง มาผสมผสานกับเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่แล้ว มาสร้างหุ่นยนต์แมลงลูกผสม โดยการเอาวงจรอิเล็กทรอนิกส์ไปควบคุมระบบประสาทของแมลงเพื่อควบคุมแมลงให้ทำ งานตามคำสั่งจากมนุษย์แทน

John Hildebrand ศาสตราจารย์ทางด้านประสาทวิทยาแห่ง University of Arizona กล่าวว่า "จริงๆแล้ว ก็มีความพยายามมานานเหมือนกันแล้วครับ ในเรื่องของหุ่นยนต์แมลง หรือ หุ่นยนต์จริง แต่เท่าที่ผ่านมานั้น วิศวกรได้เรียนรู้ว่าการจะทำหุ่นยนต์จิ๋วเหล่านั้นให้มีความสามารถเทียบเท่า กับแมลงในธรรมชาติ ช่างเป็นเรื่องเหลือบ่ากว่าแรงซะจริงๆ"

การนำเอาจักรกลจิ๋วและวงจรอิเล็กทรอนิกส์เข้าไปฝังตัวในแมลงให้เนียนๆ จะทำให้ยากที่จะแยกออกว่าแมลงเหล่านั้นเป็นของจริงหรือของปลอม ไม่เหมือนกับหุ่นยนต์แมลงที่อาจมีใครสังเกตจนรู้ว่ามีใครส่งหุ่นแมลงเหล่า นี้มา แต่แมลงชีวกลสามารถซ่อนอุปกรณ์เหล่านั้นใต้ผิวของมันได้ ทำให้ยากที่จะรู้ว่าเรากำลังถูกสปายเข้าให้แล้ว

UPDATE 2553-05-05
Bionic Insect - แมลงชีวกล (ตอนที่ 3)
เขียนโดย อาจารย์นอย 19 มิถุนายน 2009
แหล่งที่มาของข้อมูล : http://smart-farm.blogspot.com/2009/06/bionic-insect-3.html

แฟนของผมเป็นคนที่ไม่ค่อยถูกโฉลกกับแมลงเอามากๆ ซึ่งนั่นอาจจะเป็นลักษณะของผู้หญิงโดยมาก ตรงข้ามกับผมซึ่งเป็นคนที่นิยมชมชอบในความเจ๋งของแมลง และอยากจะศึกษาสิ่งมีชีวิตมหัศจรรย์พวกนี้ ทุกครั้งที่เห็นพวกมัน ผมจะต้องเข้าไปดูใกล้ๆ ว่าพวกมันมีหน้าตายังไง พวกมันครองโลกมา นานกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมด และเมื่อมนุษย์สูญพันธุ์ไปแล้ว แมลงก็จะยังอยู่ต่อไปครับ น่า เสียดายที่ผมไม่ค่อยมีความรู้เรื่องแมลงมาก และน่าเสียดายอีกที่คนที่รู้เรื่องแมลงและเก่งเรื่องแมลงในประเทศไทยทั้งหมด ไม่มีความรู้ทางด้านวิศวกรรมแมลง (Insect Engineering) เพราะว่า .... แมลง กำลังจะกลายเป็นศูนย์กลางการศึกษาหุ่นยนต์แบบลูกครึ่งชีวจักรกล .....

ก่อนหน้านี้ ก็มีการวิจัยเพื่อนำสิ่งมีชีวิตต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น หนู นกพิราบ หรือ ปลาฉลาม มาทำให้เป็นกึ่งสัตว์กึ่งจักรกลที่มนุษย์สามารถสั่งให้ไปทำภารกิจต่างๆ มาระยะหนึ่งแล้ว ซึ่งก็ประสบความสำเร็จในระดับหนึ่ง ปัญหาของสัตว์เหล่านั้นก็คือ มันตัวโตเกินไป ทำให้เป็นที่สังเกตเห็นได้ ไม่เหมือนแมลงที่ปกติคนเราก็จะไม่ค่อยสนใจพวกมันอยู่แล้ว ทำให้แมลงพวกนี้เหมาะที่จะนำมาทำเป็นสัตว์กึ่งหุ่นยนต์เพื่อใช้ในการทหาร

Michel Maharbiz ผู้ช่วยศาสตราจารย์หนุ่มแห่งภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบอร์คลีย์ (University of California Berkeley) เป็นกลุ่มวิจัยหนึ่งที่ทำงานทางด้านแมลงชีวกล เขาได้ปลูกขั้วอิเล็กโทรดลงไปในปมประสาทสมองส่วนควบคุมการบินของแมลงทับสาย พันธุ์ Green June Beetle เมื่อทีม งานของเขาปล่อยศักย์ไฟฟ้าลบเข้าไป ปีกของแมลงทับก็จะขยับทำให้มันบินขึ้น แต่เมื่อปล่อยศักย์ไฟฟ้าบวกเข้าไป ปีกของมันจะหยุดบิน ดังนั้นด้วยการควบคุมการปล่อยศักย์ไฟฟ้าสลับกันไปนี้ ก็จะทำให้เจ้าแมลงทับกึ่งหุ่นยนต์นี้สามารถบินสูงๆ ต่ำๆ ได้ตามที่เราต้องการ นักวิจัยได้ต่อขั้วไฟฟ้าเข้าที่กล้ามเนื้อปีกของแมลงทับ ทำให้สามารถควบคุมได้ว่าจะให้ข้างไหนทำงานมากว่าอีกข้าง เป็นผลให้เราสามารถควบคุมการเลี้ยวของมันได้

UPDATE 2553-05-05
Bionic Insect - แมลงชีวกล (ตอนที่ 4)
เขียนโดย อาจารย์นอย 19 มิถุนายน 2009
แหล่งที่มาของข้อมูล : http://smart-farm.blogspot.com/2009/06/bionic-insect-4.html

ภรรยาผมเป็นคนที่ไม่ชอบแมลงเอาเสีย เลย ในขณะที่เจ้าลูกชายของผมนั้นชอบจับมันมาขัง มาเลี้ยง มาเล่น มาศึกษา ส่วนตัวผมเองนั้นชอบสะสมแมลงของเล่นทุกอย่าง เพราะมันน่ารักดี วัน ก่อนผมไปที่ NECTEC ได้ไปคุยกับ ดร. อดิสร และ ดร. วิบูลย์ ก็ปรึกษากันว่า ทำไมเราไม่ทำเรื่องแมลงชีวกลกันบ้าง ไปจับแมลงมาฝัง microchip กันดูบ้าง ทำ กับแมลงง่ายกว่าทำกับหนู เพราะไม่ต้องไปขออนุญาตใคร แมลงมีเยอะแยะไปหมด ไม่ต้องไปทำเรื่องจริยธรรมการทดลองในสัตว์ เพราะแมลงเป็นสัตว์ชั้นต่ำ (แต่เจ๋ง) จะหาก็ง่าย จะจับก็ง่าย จะเลี้ยงก็ง่าย แต่พอมาถึงคำถามที่ว่า จับมันมาทดลองแล้วมันตายจะบาปมั๊ย ? สุดท้ายไม่มีใครตอบได้ ก็เลยตกลงกันว่าอย่าเพิ่งทำเรื่องนี้เลย ไปทำอย่างอื่นก่อนดีกว่า ........

แต่พอมาถึงคำถามที่ว่า จับมันมาทดลองแล้วมันตายจะบาปมั๊ย ? สุดท้ายไม่มีใครตอบได้ ก็เลยตกลงกันว่าอย่าเพิ่งทำเรื่องนี้เลย ไปทำอย่างอื่นก่อนดีกว่า ........ โลก เราถูกปกครองด้วยแมลงครับ มันเป็นสิ่งมีชีวิตที่หาง่ายที่สุดในโลก เฉพาะชนิดพันธุ์ของมันก็ยังไม่รู้ว่ามีเท่าไหร่กันแน่ ประมาณว่าน่าจะมีแมลงอยู่ทั้งหมด 6-10 ล้านชนิด ซึ่งจำแนกได้แล้ว 1 ล้านชนิด ดังนั้นใครอยากจะเป็น ศาสตราจารย์แมลง ก็แค่ไปหาว่าที่เหลืออยู่ที่ไหน ซึ่งไม่ยากเพราะยังมีอีกเยอะ ว่ากันว่าแมลงครอบครอง 90% ของจำนวนชนิด (species) ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

โครงการ HI-MEMS (Hybrid Insect Micro-Electro Mechanical Systems) ของ DARPA หน่วยงานให้ทุนด้านกลาโหมของสหรัฐฯ กำลังจะนำแมลงมาใช้เป็นอาวุธในการสงครามสมัยใหม่ เป้าหมายของ โครงการวิจัยก็คือ สร้างเทคโนโลยีที่สามารถผนวกจักรกลจุลภาค (MEMS) เข้าไปในกายวิภาคและระบบประสาทของแมลง เพื่อควบคุมและใช้งานแมลง ทีนี้ก็จะอาจจะมีคำถามขึ้นมาว่า แมลงตัวน้อยเนี่ยนะ มันจะมีประโยชน์อะไร?

คำตอบก็คือ DARPA เขาต้องการเอาแมลงชีวกลนี้ไปใช้เพื่อ (1) ลาดตระเวณในเมือง เพื่อสืบราชการลับและเก็บข้อมูล (2) แทรกซึมเข้าไปในฐานที่ตั้งของข้าศึก (3) ตามหาเป้าหมายที่ต้องการ เช่น การหาตำแหน่งที่แน่นอนของพลซุ่มยิงฝ่ายศัตรู หาตำแหน่งของหัวหน้าผู้ก่อการร้าย หรือ เก็บภาพจุดที่จะเข้าจู่โจม (4) ใช้บรรทุกสัมภาระซึ่งอาจเป็นอุปกรณ์ หรือ สารเคมี หรือ สารชีวภาพ เพื่อภารกิจบางอย่าง (5) ใช้ไปเก็บตัวอย่างในพื้นที่เสี่ยง เช่น ตัวอย่างดิน ตัวอย่างน้ำ

หาก DARPA จะเกณฑ์แมลงมาเป็นทหารจริงๆ อุปสรรคที่ DARPA จะต้องเผชิญก็มีมากมายเหมือนกันที่ต้องแก้ เช่น แมลงส่วนใหญ่ชอบไฟ ดังนั้นต้องควบคุมไม่ให้มันหลงไฟ นอกจากนั้นพวกมันยังกำจัดได้ง่ายมาก โดยใช้ยาฆ่าแมลง หลายๆ คนอาจจะคิดว่ามันทนทายาด แต่จริงๆแล้วผมขอบอกว่า แมลงกำจัดง่ายมาก ขอให้มียาฆ่าแมลงสูตรเข้มข้นก็พอ

UPDATE 2553-05-05
Bionic Insect - แมลงชีวกล (ตอนที่ 5)
เขียนโดย อาจารย์นอย 28 สิงหาคม 2009
แหล่งที่มาของข้อมูล : http://smart-farm.blogspot.com/2009/08/bionic-insect-5.html

วันนี้มาพูดเรื่องแมลงกันอีกนะครับ ช่วงนี้หน้าฝน พอหลังฝนตก แมลงชอบมาตอมไฟ เช้าก็ต้องมากวาดกัน วันนี้ผมเลยต้องขอคุยต่อเกี่ยวกับโครงการที่จะเปลี่ยนแมลงให้เป็นครึ่งสัตว์ ครึ่งจักรกล

วิธีที่เขาใช้ในการสร้างแมลงชีวกลมักจะเริ่มตั้งแต่แมลงยังเป็นตัวอ่อนที่ เรียกว่า larvae หรือตัวหนอน ซึ่งกระบวนการเปลี่ยนแปลงจากตัวหนอนไปเป็นแมลงนี้มีชื่อว่า metamorphosis ฟัง ดูคุ้นๆมั๊ยครับ นักวิจัยจะทำการ ฝังอุปกรณ์จักรกลจุลภาคหรือ MEMS เข้าไปในดักแด้ของแมลง เพื่อที่จะทำให้อุปกรณ์นั้นเกิดการเชื่อมต่อกับอวัยวะของแมลง ตั้งแต่ช่วงที่เป็นดักแด้นี่แหล่ะครับ โดยมากเขาก็จะเน้นการ เชื่อมต่อกับระบบประสาท และระบบกล้ามเนื้อของมัน เมื่อดักแด้พัฒนาไปสู่แมลงตัวเต็มวัย มันจะไม่รู้สึกว่าอุปกรณ์ MEMS ที่ใส่เข้าไปนี่เป็นสิ่งแปลกปลอม แน่นอนว่าเจ้าอุปกรณ์ MEMS ที่ปลูกเข้าไปในตัวแมลง จะต้องมีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา

ตอนแรกผมก็คิดว่าทหารสหรัฐฯ เขาคงทำเรื่องนี้เล่นๆ สนุกๆ แต่ปรากฏว่า เพนทากอนได้ทำสัญญาว่าจ้างทั้งบริษัทเอกชน และมหาวิทยาลัยหลายแห่ง ให้พัฒนาแมลงชีวกลหลากหลายจำพวก นี่แสดงให้เห็นว่ากองทัพสหรัฐฯ ซีเรียสเรื่องนี้จริงๆครับ และเพื่อความไม่ประมาท เพนทากอนพยายามกระจายความเสี่ยงด้วยการหว่านโปรเจ็คต์ไปหลายๆ ที่ เพื่อถ้าหากมหาวิทยาลัยไหนทำแล้วไม่สำเร็จ ก็ยังมีที่อื่นที่อาจจะทำได้ ตัวอย่างหนึ่งที่น่าสนใจก็คือ เพนทากอนได้ว่าจ้างบริษัท Agiltron Corporation ให้พัฒนาเทคโนโลยีการปลูกถ่ายอุปกรณ์ MEMS ที่ทำหน้าที่เป็น เซ็นเซอร์ตรวจวัดก๊าซ เข้าไปในตัวอ่อนแมลง โดยเซ็นเซอร์นี้จะอาศัยพลังงานจากการเก็บเกี่ยวคลื่นวิทยุที่มีอยู่ทั่วไปใน อากาศ

UPDATE 2553-05-05
Bionic Insect - แมลงชีวกล (ตอนที่ 6)
เขียนโดย อาจารย์นอย 21 กุมภาพันธ์ 2010
แหล่งที่มาของข้อมูล : http://smart-farm.blogspot.com/2010/02/bionic-insect-6.html

วันนี้ผมขอเล่าเรื่องแมลงชี วกลกันต่อนะครับ อย่างที่ผมเคยบอกในตอนก่อนๆล่ะครับว่า ความสนใจในเรื่องของแมลงชีวกลมีมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องมาจากความสนใจในภาพรวมของเรื่อง Hybridized Machine-Life หรือ Man-Machine Interface หรือ การบูรณาการความเป็นจักรกลเข้ากับสิ่งมีชีวิต แต่การเอาจักรกลไปทำกับคน ต้องผ่านเรื่องจริยธรรมเยอะแยะ นักวิจัยส่วนหนึ่งเลยหันไปทำวิจัยเรื่องนี้กับแมลง เพราะไม่ต้องไปขออนุญาตคณะกรรมการ แมลงเป็นสัตว์หาง่าย เลี้ยงง่าย เพาะง่าย ไม่ต้องการพื้นที่เลี้ยงอะไรมากมาย

กระทรวงกลาโหมของสหรัฐฯ ได้จัดให้มหาวิทยาลัยต่างๆ ที่ได้รับทุนวิจัยเรื่องนี้แข่งกันพัฒนาเทคโนโลยี ที่ใช้แนวคิดและระเบียบวิธีวิจัยไม่เหมือนกัน เป้าหมายแรกคือ การทำให้เจ้าแมลงกึ่งจักรกลนี้บินไปสู่เป้าหมายที่กำหนดในระยะ 100 เมตร โดยกำหนดให้ผิดพลาดได้ไม่เกิน 5 เมตร ตอนนี้มีแข่งกัน 3 วิธีครับคือ (1) ใช้สัญญาณวิทยุควบคุมให้แมลงเข้าไปยังที่หมาย ซึ่งวิธีนี้มีความเสี่ยงที่ข้าศึกจะสามารถตรวจจับการใช้สัญญาณวิทยุได้ (2) ใช้ GPS เพื่อนำทางแมลงชีวกลให้บินเข้าไปสู่เป้าหมาย (3) ใส่คำสั่งล่วงหน้าไว้ในชิพที่ควบคุมแมลง เพื่อทำให้แมลงบินไปตามแผนคำสั่ง เช่น บินไป 50 เมตร แล้วเลี้ยวขวา จากนั้นไปต่ออีก 50 เมตร เป็นต้น ซึ่งแต่ละวิธีก็มีข้อได้เปรียบเสียเปรียบ

แต่ละทีมที่แข่งกันก็มีวิธีในการ บังคับแมลงไม่เหมือนกันด้วย บางทีมจะจิ้มอิเล็กโทรดเข้าไปที่กล้ามเนื้อของแมลงโดยตรง ซึ่งจะสามารถบังคับแมลงให้บินช้าบินเร็ว เลี้ยวซ้ายเลี้ยวขวาได้โดยตรง แต่บางทีมใช้วิธีจิ้มอิเล็กโทรดทั้งที่ประสาทที่ควบคุมกล้ามเนื้อ พร้อมๆกับที่กล้ามเนื้อด้วย นั่นคือ การไปบังคับที่ส่วนสมองของมันด้วย

ที่กล่าวมาทั้งหมดนั้น เป็นเรื่องของการเอาจักรกลจิ๋ว (MEMS) ไปควบคุมแมลงครับ แต่ยังมีอีกแนวคิดหนึ่ง คือการเอาระบบสมองของแมลงไปควบคุมจักรกลหรือหุ่นยนต์ ว่างๆจะนำเรื่องนี้มาเล่าให้ฟังครับ

NEW UPDATE 2553-06-06
Bionic Insect - แมลงชีวกล (ตอนที่ 7)
เขียนโดย อาจารย์นอย 01 สิงหาคม 2009
แหล่งที่มาของข้อมูล : http://nano-in-thailand.blogspot.com/2009/08/bionic-insect-7.html

แมลงเป็นสิ่งมีชีวิตที่น่าทึ่ง มันมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง ผมแอบหลงใหลความเจ๋งของมันมาตั้งแต่เด็กๆ สมัยเรียนปริญญาตรีผมเกือบจะไปเรียนทางด้านนี้แล้วครับ แต่ก็ไม่ได้เรียน เพราะหลัก สูตรชีววิทยาเมืองไทยทำได้น่าเบื่อมากครับ ผมเลยโชคดีที่ไม่ได้เรียน เรื่องนี้ แต่อย่างว่าแหล่ะ ครับ ศตวรรษที่ 21 เป็นศตวรรษของชีววิทยา ในที่สุดผมก็ได้กลับมาหาชีววิทยาอีกครั้ง แต่ครั้งนี้ ชีววิทยาไม่ได้น่าเบื่ออีกต่อไป .......

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

สมองคนเรานั้นมีเซลล์ประสาทประมาณ 1,000 ล้านเซลล์ ในขณะที่แมลงมีเพียงประมาณ 100,000 เซลล์เท่านั้น แต่สมองกระจิดริ๊ดของมันก็ทำอะไรได้หลายอย่าง แมลงไหมตัวผู้สามารถสะกดรอยตามตามตัวเมีย ได้จากระยะทางไกลเป็นกิโลเมตร โดยอาศัยการตามกลิ่นฟีโรโมน สมองน้อยๆของมันช่วยในการควบคุมการบินผาดโผนตามจับแมลงตัวอื่นๆกินเป็นอาหาร โดยเฉพาะในเรื่องซอฟต์แวร์ที่ใช้ในการบินของมันนั้น ต้องยอมรับว่าคนเรายังต้องเรียนรู้อีกเยอะ เพื่อจะสร้างอากาศยานที่มีความสามารถแบบนั้น ศาสตราจารย์คันซากิก ล่าวอย่างมีความหวังว่า "ในอนาคตผมคิดว่า เราจะสามารถสร้างสมองของแมลงจากวงจรอิเล็กทรอนิกส์" ซึ่งนี่อาจจะเป็นก้าวแรกในการนำวงจรอิเล็กทรอนิกส์ไปใส่ในสมองมนุษย์ก็ได้ ครับ

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

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

NEW UPDATE 2553-06-06
Bionic Insect - แมลงชีวกล (ตอนที่ 8)
เขียนโดย อาจารย์นอย 05 มกราคม 2010
แหล่งที่มาของข้อมูล : http://nano-in-thailand.blogspot.com/2010/01/bionic-insect-8.html

เมื่อสัก 2-3 เดือนก่อน ผมได้อ่านเจอบทความเกี่ยวกับความวิตกกังวลในภาวะโลกร้อน ซึ่งทำให้ผึ้งหลายชนิดอาจจะสูญพันธุ์ ส่งผลให้การเกษตรในอนาคตจะเสียหายเป็นอย่างมาก เนื่องจากพืชพันธุ์หลายชนิด อาศัยผึ้งช่วยในการผสมเกสร ซึ่งในช่วงนั้น มีบทความหรือข่าวเกี่ยวกับเรื่องนี้บ่อยมาก ทั้งในเน็ต หรือในนิตยสารที่ผมรับประจำอย่าง Newsweek และ Time ก็พูดถึงเรื่องนี้ ซึ่งผมก็อ่านผ่านๆ ตา ไม่ได้ให้ความสนใจเท่าใดนัก

จริงๆ แล้ว เรื่องของความเสี่ยงต่อการสูญพันธุ์ของสัตว์หลายชนิดเมื่อโลกร้อนขึ้น นั้นเป็นเรื่องที่พูดกันมานานแล้ว แต่สำหรับผม เชื่อว่า การเกิด แก่ เจ็บ ตาย เป็นเรื่องปกติ ไม่แปลกอะไรที่สัตว์ที่แข่งขันไม่ได้จะสูญพันธุ์ไปในที่สุด แม้แต่มนุษย์อย่างพวกเราเอง วันหนึ่งก็ต้องมีสัตว์อื่นขึ้นมาแทนที่ ดังนั้น การอนุรักษ์หรือพยายามรักษาไม่ให้สัตว์ชนิดไหนสูญพันธุ์ สำหรับผมแล้วเป็นเรื่องที่ไม่ค่อยมีเหตุผลนัก ออกจะใช้อารมณ์เสียด้วยซ้ำ แต่สำหรับผึ้งแล้ว การสูญพันธุ์ของมันจะมีผลต่อมนุษย์ค่อนข้างมาก จนเราอาจต้องให้ความสนใจกับเรื่องนี้

นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาแนวทางในการแก้ปัญหาเรื่องนี้ครับ ผึ้งอาจจะสูญพันธุ์ การอนุรักษ์อาจไม่ได้ผล ดังนั้นเราจึงต้องอาศัยเทคโนโลยีเข้าช่วย เทคโนโลยีหนึ่งที่คิดว่าเป็นไปได้คือการพัฒนาหุ่นยนต์ผึ้งออกมา หรือทำผึ้งชีวกล ที่ทำงานเหมือนผึ้งจริงๆ

ทีมวิจัยของศาสตราจารย์ โรเบิร์ต วู้ด (Robert Wood) แห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด (Harvard University) กำลังพัฒนาฝูงหุ่นยนต์ผึ้งที่มีชื่อเรียกว่า Robobee โดยอาศัยความร่วมมือระหว่างภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า ภาควิชาชีววิทยา และ ภาควิชาวัสดุศาสตร์ รวมไปถึงภาควิชาคอมพิวเตอร์ ด้วยความสำคัญของ แนวคิดนี้ ทางมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ ของสหรัฐอเมริกาได้สนับสนุนทุนวิจัยที่มีมูลค่าถึง 10 ล้านเหรียญสหรัฐ หรือ 35 ล้านบาท เป้าหมายก็ คือ จะต้องสร้างฝูงหุ่นยนต์ผึ้งที่สามารถทำงานทดแทนผึ้งให้ได้ภายใน 5 ปี โดยเจ้าหุ่นยนต์ผึ้งนี้จะทำงานประสานกันเป็นฝูง โดยเกษตรกรจะวางรังของมันเอาไว้ในเรือกสวนไร่นา มันมีเซ็นเซอร์ที่จะตรวจหาดอกไม้ และมีกล้องขนาดเล็กเพื่อทำแผนที่ของไร่สวน จากนั้นมันจะถ่ายทอดแผนที่ให้แก่ หุ่นยนต์ผึ้งตัวที่ใหญ่กว่า มีแบตเตอรีใหญ่กว่า เพื่อบินออกไปทำการผสมเกสร

วันหลังผมจะมาคุยเรื่อง นี้ต่ออีกนะครับ ....

NEW UPDATE 2553-06-21
Bionic Insect - แมลงชีวกล (ตอนที่ 9)
เขียนโดย อาจารย์นอย 09 มิถุนายน 2010
แหล่งที่มาของข้อมูล : http://nano-in-thailand.blogspot.com/2010/06/bionic-insect-9.html

ในภาพยนตร์อะนิเมชันเรื่อง G-Force เราจะได้เห็นแมลงวันตัวหนึ่งที่มีชื่อว่าเจ้าหน้าที่มูช มันเป็นแมลงวันที่ติดตั้งกล้องวีดิโอ และอุปกรณ์สื่อสารไร้สาย เจ้าหน้าที่มูชทำหน้าที่ตรวจการณ์หน้า เพื่อช่วยเหลือเจ้าหน้าที่อื่นๆ ที่เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ให้สามารถเห็นภาพมุมสูง และภาพในระยะไกลได้ ถึงแม้เจ้าหน้าที่มูชจะไม่มีบทพูดในภาพยนตร์เรื่องนี้เลย แต่บทบาทของเจ้าหน้าที่มูชก็ทำให้ผมประทับใจเกือบจะที่สุดแล้ว ในจำนวนเหล่าสัตว์ทั้งหลายที่เป็นเจ้าหน้าที่สืบราชการลับ

ก่อน หน้านี้ ผมได้เล่าให้ฟังถึงโครงการ Hi-MEMS ซึ่ง DARPA เป็นสปอนเซอร์ สนับสนุนทุนวิจัย โดยมีเป้าหมายที่จะพัฒนาแมลงกึ่งหุ่นยนต์ที่สามารถบินเข้าไปในพื้นที่เป้า หมาย เพื่อปฏิบัติภารกิจ ตามความต้องการของกำลังรบ มหาวิทยาลัยหลาย แห่งได้รับงบก้อนดังกล่าว และกำลังขยันขันแข็งเพื่อพัฒนาแมลงชีวกล เพื่อให้ทำงานได้ตามความต้องการของกองทัพ จริงๆ แล้วก่อนหน้าที่ DARPA จะมาสนใจศาสตร์ทางด้านแมลงกึ่งจักรกลอย่างเป็นเรื่องเป็นราวนั้น มีนักวิจัยกลุ่มหนึ่งที่มหาวิทยาลัยคอร์เนล ได้ทำการศึกษาวิจัยแมลงชีวกลอย่างเงียบๆ มาพักหนึ่งแล้ว ภายใต้แนวคิดหลักทางด้านวิศวกรรมที่เลียนแบบธรรมชาติในนามของ Laboratory for Intelligent Machine Systems หรือ LIMS พวกเขาจึงเป็นพวกที่ทำจริง และรู้จริงเกี่ยวกับเรื่องแมลงกึ่งจักรกลเหล่านี้

ทิม ไรส์แมน (Tim Reissman) นักศึกษาระดับปริญญาเอกแห่ง LIMS กล่าวว่า "แมลง ทหารเหรอครับ ผมว่าตอนนี้มันยังตัวใหญ่เกินไปครับ คงต้องรอให้เราสามารถเล่นกับแมลงตัวที่เล็กลงกว่านี้ แล้วก็มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ติดบนตัวมันที่เล็กกว่านี้" ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความก้าวหน้าของศาสตร์ทางด้านนี้ แม้จะเจ๋งในระดับหนึ่งแล้วก็ตาม แต่ก็ยังห่างไกลจากเป้าหมายที่กองทัพต้องการ ลองคิดเล่นๆ สิครับว่า ถ้ามีเจ้าแมลงขนาดสักฝ่ามือนึง บินผ่านเข้ามาในบ้านคุณ บนหลังของมันแบกน้ำหนักกล้องวีดิโอ เซ็นเซอร์ต่างๆ อุปกรณ์ส่งวิทยุ และแบตเตอรี มันพยายามจะมาสปายว่าคุณทำอะไรอยู่ คุณก็คงไม่เซ่อพอที่จะปล่อยให้มันหลุดรอดออกไปทางประตูแน่ๆ

และที่คอร์เนลนี่เอง ศาสตราจารย์ Ephrahim Garcia หัวหน้าห้องปฏิบัติการ LIMS ดังกล่าว ได้เน้นการศึกษาวิจัยเพื่อแก้ปัญหาในเรื่องพลังงานของแมลงชีวกล ด้วยการพยายามนำเอาพลังงานจากการเคลื่อนที่ของแมลง มาใช้ป้อนวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ที่ติดอยู่บนแมลง คณะวิจัยได้พัฒนาอุปกรณ์ที่ทำมาจากวัสดุ piezoelectric material ที่เปลี่ยนพลังงานกลให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ โดยเมื่อปีกแมลงมีการเคลื่อนที่ ก็จะทำให้เกิดการสั่นของวัสดุชนิดนี้ ไปผลิตกระแสไฟฟ้า ศาสตราจารย์ Garcia หวังว่า เขาจะสามารถสร้างแมลงชีวกล ที่ติดอุปกรณ์ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นกล้อง GPS เซ็นเซอร์ต่างๆ โดยที่ไม่ต้องมีแบตเตอรีบนตัวแมลงเลย ...

วันนี้ ผมมานอนที่ไร่องุ่นครับ ข้างนอกมืดมากๆ มีเพียงจุดที่ผมนั่งทำงานและพักหลับนอนอยู่นี้ ที่มีแสงไฟ เหล่าแมลงพากันบินมาชุมนุมตรงที่เรานั่งอยู่ ทำให้ผมอดคิดไม่ได้ว่า เรื่องแมลงหลงไฟ ก็อาจเป็นอีกปัญหาหนึ่งที่เราต้องแก้ เพื่อให้มันอยากปฏิบัติภารกิจมากกว่าบินตามไฟ ...