ประเทศไทยขับเคลื่อนสู่อนาคตด้วยงานวิจัยและนวัตกรรม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล นำโดย รศ.ดร.จักรกฤษณ์ ศุทธากรณ์ คณบดี รศ.ดร.ธนภัทร์ วานิชานนท์ รองคณบดีฝ่ายการจัดการทุนมนุษย์และองค์กรสัมพันธ์ พร้อมด้วย รศ.ดร.นรเศรษฐ์ ณ สงขลา รองคณบดีฝ่ายวิจัย ร่วมแสดงความยินดีแก่ทีมนักวิจัย ในโอกาสได้รับรางวัลการวิจัยแห่งชาติ ประเภทผลงานประดิษฐ์คิดค้น ประจำปี 2566 จาก สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) ด้วย 2 นวัตกรรม คือ “แพลตฟอร์มกลางสำหรับการสร้างเครื่องมือบำบัดทางจิตวิทยาด้วยปัญญาประดิษฐ์” และ นวัตกรรม “แชทบอทปัญญาประดิษฐ์เพื่อการดูแลสุขภาพจิตและการช่วยเหลือด้านอารมณ์และสุขภาพจิต ในภาวะการระบาดของไวรัสโควิด-19” หรือ “แชทบอทใส่ใจ” ซึ่งนับเป็นประโยชน์แก่ประเทศชาติ ทั้งในด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และยกระดับคุณภาพชีวิตในสังคม

ดร.กลกรณ์ วงศ์ภาติกะเสรี ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ ม.มหิดล กล่าวว่า แพลตฟอร์มกลางสำหรับการสร้างเครื่องมือบำบัดทางจิตวิทยาด้วยปัญญาประดิษฐ์” (AI Psychological Intervention Open Platform) เป็นการพัฒนาแพลตฟอร์มสำหรับสร้างเครื่องมือหุ่นยนต์โต้ตอบอัตโนมัติทางสุขภาพจิต เพื่อช่วยให้บุคลากรด้านสุขภาพจิต ที่มีหน้าที่ในการดูแลสุขภาพจิตผู้ป่วยจากองค์กรหน่วยงานต่างๆในประเทศไทย สามารถสร้างแชทบอทปัญญาประดิษฐ์ด้านสุขภาพได้ด้วยตนเอง โดยไม่ต้องอาศัยผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยี เพื่อพัฒนาแชทบอทให้บริการได้ตรงกลุ่มเป้าหมายของตน ส่งผลให้ประชาชนไทยสามารถเข้าถึงการให้บริการและได้รับการดูแลด้านสุขภาพจิตมากขึ้นอย่างทั่วถึง นวัตกรรมนี้เป็นผลงานของ ดร.กลกรณ์ วงศ์ภาติกะเสรี ผศ.ดร.นริศ หนูหอม และ ดร.สุเมธ ยืนยง อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

อีกหนึ่งนวัตกรรมที่ได้รางวัลการวิจัยแห่งชาติ คือ แชทบอท “ใส่ใจ” (Psyjai) เป็นความร่วมมือระหว่างคณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ ผนึกความร่วมมือกับ คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล ภาควิชาจิตเวชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล โดย “แชทบอทใส่ใจ” เป็นเสมือนเพื่อนที่มีความรู้ทางด้านจิตวิทยา สามารถพูดคุยกับผู้ใช้งานได้ตลอด 24 ชม. และใช้งานง่าย ซึ่งผู้ใช้งานจะสามารถตระหนักรู้ถึงสภาวะอารมณ์ของตนเอง ไม่ว่าจะเป็นความเครียด ความวิตกกังวล และภาวะซึมเศร้า และนำไปสู่การจัดการอารมณ์ได้อย่างเหมาะสม ช่วยลดความยากลำบากของประชาชนในการเข้าถึงบริการทางสุขภาพจิต ช่วยให้คนไทยทุกเพศวัยสามารถดูแลสุขภาพจิตตนเองได้ ทุกที่ ทุกเวลา และทันท่วงที ป้องกันปัญหาสุขภาพจิตดังกล่าวไม่ให้พัฒนาความรุนแรงขึ้น โดยเป็นผลงานของ ดร.กลกรณ์ วงศ์ภาติกะเสรี อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ รศ.พญ. สุดสบาย จุลกทัพพะ หัวหน้าภาควิชาจิตเวชศาสตร์ คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล และ คุณพณิดา โยมะบุตร นักจิตวิทยาคลินิก คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล ภาควิชาจิตเวชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

อีกก้าวของคนไทยสร้างนวัตกรรมพิชิตมะเร็งเพื่อมนุษยชาติ ตอบโจทย์แนวเศรษฐกิจ BCG และหนุนการก้าวเป็นเมดิคัลฮับ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล คิดค้น นวัตกรรม ‘อนุภาคคาร์บอนเรืองแสง’ จากสารชีวพอลิเมอร์ทะลายปาล์ม เพื่อส่งยารักษามะเร็งลำไส้แบบมุ่งเป้า (Synthesis of Fluorescent Carbon Dots Derived From Palm Empty Fruit Bunch For The Targeted Delivery of Anti-Cancer) 

ดยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารนานาชาติ Nature.com ชูธงนาโนเทคโนโลยีผสานวิศวกรรมเคมีขั้นสูงและชีวพอลิเมอร์ที่ไม่เป็นพิษต่อร่างกายรศ.ดร.จักรกฤษณ์ ศุทธากรณ์ คณบดีคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวว่า โรคมะเร็งถือเป็นหนึ่งในสาเหตุของการเสียชีวิตอันดับต้นของประชากรที่มีอายุต่ํากว่า 70 ปี โดยในปี 2018 พบจํานวนผู้ป่วยใหม่ทั่วโลกมากถึง 18 ล้านคน ส่วนประเทศไทยมีผู้ป่วยใหม่ปีละ 1.4 แสนคน และเสียชีวิตปีละกว่า 8 หมื่นคน โดยมี 5 โรคมะเร็งที่คร่าชีวิตสูงสุด คือ มะเร็งตับ มะเร็งลำไส้ มะเร็งปอด มะเร็งปากมดลูก มะเร็งเต้านม การวิจัยพัฒนานวัตกรรมของคนไทยนี้เป็นที่น่าภาคภูมิใจและได้รับความสนใจจากนานาประเทศโดยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ชั้นนำของโลก Nature.com ทั้งนี้ทีมนักวิจัยไทย 5 คน ประกอบด้วย รศ.ดร.จุฬารัตน์ ศักดารณรงค์ หัวหน้าโครงการวิจัย ดร.สุธิดา บุญสิทธิ์ ดร.สาคร ราชหาด อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล อมรรัตน์ แสงจันทร์ นักศึกษา ป.โท สาขาวิศวกรรมเคมี ม.มหิดล และ ดร.กนกวรรณ ศันสนะพงษ์ปรีชา หน่วยปฏิบัติการเวชศาสตร์นาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ สนง.พัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนโดยทุนอัจฉริยภาพนักวิจัยรุ่นกลาง สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.)

รศ.ดร.จุฬารัตน์ ศักดารณรงค์ หัวหน้าโครงการวิจัย อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวถึงที่มาของงานวิจัยว่า วิธีการรักษาโรคมะเร็งในปัจจุบันมีหลายวิธี อาทิ การผ่าตัดเอาเนื้อร้ายออก การฉายรังสีบําบัด และเคมีบําบัดซึ่งยังมีข้อด้อย เนื่องจากสารออกฤทธิ์ที่กว่าจะไปถึงเป้าหมายจะเหลือปริมาณตํ่า จึงต้องใช้ยาในปริมาณที่สูงขึ้น ซึ่งส่งผลกระทบต่อเซลล์ปกติ ทำให้ผู้ป่วยเกิดอาการข้างเคียงต่างๆ เราจึงมีแนวคิดในการพัฒนา ’นาโนเทคโนโลยี’ สำหรับการรักษาโรคมะเร็งแบบมุ่งเป้า โดยใช้ ‘อนุภาคนาโน’ เป็นวัสดุในการนำส่งยาต้านมะเร็ง (Drug Delivery) สู่เซลล์เป้าหมาย ซึ่งเป็นอีกหนึ่งวิธีการรักษาที่ได้รับความสนใจอย่างมาก จากการศึกษาวิเคราะห์พบว่าอนุภาคคาร์บอน (Carbon Dots) มีคุณสมบัติความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ความเป็นพิษต่ำ มีความสามารถในการละลายน้ำสูง พื้นที่ผิวสูง ปรับปรุงหมู่ฟังก์ชันพื้นผิวได้ง่าย มีขนาดเฉลี่ยต่ำกว่า 10 นาโนเมตร ซึ่งเป็นขนาดที่เหมาะสม สามารถเคลื่อนที่เข้าไปในเซลล์ได้ดี และมีคุณสมบัติในการเรืองแสงหลายสีตามหมู่ฟังก์ชันที่ดัดแปลงซึ่งจะช่วยติดตามการบำบัดรักษาได้ว่ายาอยู่ส่วนไหนของร่างกาย

ทีมวิจัยจึงคิดค้น นวัตกรรม ‘อนุภาคคาร์บอนเรืองแสงจากสารชีวพอลิเมอร์ทะลายปาล์ม เพื่อส่งยารักษามะเร็งแบบมุ่งเป้า’ ซึ่งการใช้อนุภาคคาร์บอน ที่เป็นวัสดุนาโน ในการนําส่งยาเข้าสู่ร่างกาย เพื่อเข้าไปขัดขวางและยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็ง รวมถึงจํากัดบริเวณเพื่อให้ยาออกฤทธิ์เฉพาะที่อย่างแม่นยำ ซึ่งช่วยลดผลกระทบต่อเซลล์ปกติโดยรอบได้ และลดผลข้างเคียงจากการรักษาได้ สำหรับการสังเคราะห์อนุภาคคาร์บอนได้ทดลองพัฒนาด้วยหลากหลายกระบวนการ ในที่สุดทีมวิจัยได้เลือกใช้กระบวนการไฮโดรเทอมัล คาร์บอไนเซชัน เนื่องจากมีประสิทธิภาพ ต้นทุนต่ำ มีศักยภาพในการขยายขนาดในภาคอุตสาหกรรม เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และง่ายต่อการสังเคราะห์อนุภาคคาร์บอนใหม่ๆ จากสารตั้งต้นอื่นๆในอนาคต อาทิ เปลือกส้ม เปลือกมะม่วง ฟางข้าว นม สาหร่าย กรดซิตริค กรดโฟลิค ยูเรีย กลีเซอรอล เป็นต้น รวมทั้งใช้พลังงานต่ำและไม่ต้องปรับสภาพหรืออบแห้งชีวมวล

จุดเด่นของการสังเคราะห์อนุภาคคาร์บอนจากทะลายปาล์ม ซึ่งเป็นวัสดุระดับนาโนจากชีวมวลเหลือจากอุตสาหกรรมปาล์มน้ำมันนำมาหมุนเวียนใช้ประโยชน์และเพิ่มมูลค่าทางอุตสาหกรรมการแพทย์ โดยนำมาเป็นสารตั้งต้นในอุตสาหกรรมการ

ผลิตอนุภาคคาร์บอน ทั้งนี้โครงสร้างหลักของทะลายปาล์ม คือกลุ่มของลิกโนเซลลูโลส (Lignocellulose) ที่ประกอบด้วยเซลลูโลส (Cellulose) 35-50% เฮมิเซลลูโลส (Hemicellulose) 20-35% และลิกนิน (Lignin) 10-25% ซึ่งเมื่อผ่านกระบวนการปรับสภาพและแยกองค์ประกอบจะเป็นอนุภาคคาร์บอนที่ดี

รศ.ดร.จุฬารัตน์ ศักดารณรงค์ กล่าวสรุปผลวิจัยว่า อนุภาคคาร์บอน (Carbon Dots) ที่ผลิตจากกระบวนการนี้จะเป็นสารละลายสีน้ำตาล จากการศึกษาพบว่าเมื่อนำอนุภาคคาร์บอนมากระตุ้นด้วยแสง UV จะให้ผลได้ควอนตัม และคุณสมบัติในการเรืองแสงสูงสุด ในกระบวนการนำส่งยาต้านมะเร็งสู่เซลล์มะเร็งเป้าหมาย จึงได้ทำปฏิกิริยาการเชื่อมโยงหมู่ฟังก์ชัน COOH บนอนุภาคคาร์บอนเข้ากับหมู่ OH ของโมเลกุลพอลิเอทิลีนไกลคอลที่ขนาดโมเลกุลต่างๆ และ NH2 ของยาต้านมะเร็ง ได้แก่ Doxorubicin จากนั้น การนำส่งยาจะถูกทดสอบกับเซลล์มะเร็งในหลอดทดลองเปรียบเทียบกับเซลล์ปกติ ด้วยนาโนเทคโนโลยีการเชื่อมขวางอนุภาคคาร์บอนเข้ากับ ’โปรตีนจำเพาะ’ ซึ่งจะไปต่อเข้ากับ ‘ตัวรับ’ หรือ ‘รีเซ็ปเตอร์’ ของเซลล์มะเร็ง เพิ่มประสิทธิภาพการนำส่งยาเข้าสู่เป้าหมายได้แม่นยำ ในอนาคตจะนำไปสู่การทดลองกับสัตว์และมนุษย์ต่อไป

ประโยชน์ของนวัตกรรม ‘อนุภาคคาร์บอนเรืองแสงจากสารชีวพอลิเมอร์ทะลายปาล์ม เพื่อส่งยารักษามะเร็งลำไส้แบบมุ่งเป้า’ เพิ่มอัตราการรอดชีวิตของผู้ป่วยโรคมะเร็งที่มีอัตราผู้ป่วยสูง เช่น มะเร็งลำไส้ ลดเวลาจากการรักษาโรคมะเร็งด้วยวิธีเคมีบำบัดแบบดั้งเดิม โดยเพิ่มทางเลือกในการรักษาด้วย ‘เคมีบำบัดแบบมุ่งเป้า’ ต้นทุนต่ำ และมีราคาถูก ไม่มีพิษต่อร่างกาย ลดความเหลื่อมล้ำช่วยให้ประชากรในประเทศสามารถเข้าถึงการรักษาที่มีประสิทธิภาพได้ทั่วถึง ส่งเสริมเทคโนโลยีการผลิตจากวัตถุดิบการเกษตรที่มีในประเทศ ลดการนำเข้าวัสดุนำส่งยาที่มีราคาแพง ตลอดจนโอกาสต่อยอดในอุตสาหกรรมการแพทย์และส่งเสริมประเทศไทยก้าวเป็นเมดิคัลฮับ โดยสอดคล้องกับแนวทาง BCG ของประเทศไทยและกลุ่มภูมิภาค APEC อีกด้วย

นับเป็นความหวังและทางเลือกใหม่ในการบำบัดรักษาผู้ป่วยโรคมะเร็งในไทยและเพื่อนมนุษย์

อีกก้าวของคนไทยสร้างนวัตกรรมพิชิตมะเร็งเพื่อมนุษยชาติ ตอบโจทย์แนวเศรษฐกิจ BCG และหนุนการก้าวเป็นเมดิคัลฮับ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล คิดค้น นวัตกรรม ‘อนุภาคคาร์บอนเรืองแสง’ จากสารชีวพอลิเมอร์ทะลายปาล์ม เพื่อส่งยารักษามะเร็งลำไส้แบบมุ่งเป้า (Synthesis of Fluorescent Carbon Dots Derived From Palm Empty Fruit Bunch For The Targeted Delivery of Anti-Cancer)

โดยงานวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารนานาชาติ Nature.com ชูธงนาโนเทคโนโลยีผสานวิศวกรรมเคมีขั้นสูง และชีวพอลิเมอร์ที่ไม่เป็นพิษต่อร่างกาย อีกทั้งเพิ่มมูลค่าวัสดุการเกษตรเหลือทิ้งมาใช้ประโยชน์ทางการแพทย์

รศ.ดร.จักรกฤษณ์ ศุทธากรณ์ คณบดีคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวว่า โรคมะเร็งถือเป็นหนึ่งในสาเหตุของการเสียชีวิตอันดับต้นของประชากรที่มีอายุต่ํากว่า 70 ปี โดยในปี 2018 พบจํานวนผู้ป่วยใหม่ทั่วโลกมากถึง 18 ล้านคน ส่วนประเทศไทยมีผู้ป่วยใหม่ปีละ 1.4 แสนคน และเสียชีวิตปีละกว่า 8 หมื่นคน โดยมี 5 โรคมะเร็งที่คร่าชีวิตสูงสุด คือ มะเร็งตับ มะเร็งลำไส้ มะเร็งปอด มะเร็งปากมดลูก มะเร็งเต้านม การวิจัยพัฒนานวัตกรรมของคนไทยนี้เป็นที่น่าภาคภูมิใจและได้รับความสนใจจากนานาประเทศโดยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ชั้นนำของโลก Nature.com ทั้งนี้ทีมนักวิจัยไทย 5 คน ประกอบด้วย รศ.ดร.จุฬารัตน์ ศักดารณรงค์ หัวหน้าโครงการวิจัย ดร.สุธิดา บุญสิทธิ์ ดร.สาคร ราชหาด อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล อมรรัตน์ แสงจันทร์ นักศึกษา ป.โท สาขาวิศวกรรมเคมี ม.มหิดล และ ดร.กนกวรรณ ศันสนะพงษ์ปรีชา หน่วยปฏิบัติการเวชศาสตร์นาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ สนง.พัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนโดยทุนอัจฉริยภาพนักวิจัยรุ่นกลาง สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.)

รศ.ดร.จุฬารัตน์ ศักดารณรงค์ หัวหน้าโครงการวิจัย อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวถึงที่มาของงานวิจัยว่า วิธีการรักษาโรคมะเร็งในปัจจุบันมีหลายวิธี อาทิ การผ่าตัดเอาเนื้อร้ายออก การฉายรังสีบําบัด และเคมีบําบัดซึ่งยังมีข้อด้อย เนื่องจากสารออกฤทธิ์ที่กว่าจะไปถึงเป้าหมายจะเหลือปริมาณตํ่า จึงต้องใช้ยาในปริมาณที่สูงขึ้น ซึ่งส่งผลกระทบต่อเซลล์ปกติ ทำให้ผู้ป่วยเกิดอาการข้างเคียงต่างๆ เราจึงมีแนวคิดในการพัฒนา ’นาโนเทคโนโลยี’ สำหรับการรักษาโรคมะเร็งแบบมุ่งเป้า โดยใช้ ‘อนุภาคนาโน’ เป็นวัสดุในการนำส่งยาต้านมะเร็ง (Drug Delivery) สู่เซลล์เป้าหมาย ซึ่งเป็นอีกหนึ่งวิธีการรักษาที่ได้รับความสนใจอย่างมาก จากการศึกษาวิเคราะห์พบว่าอนุภาคคาร์บอน (Carbon Dots) มีคุณสมบัติความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ความเป็นพิษต่ำ มีความสามารถในการละลายน้ำสูง พื้นที่ผิวสูง ปรับปรุงหมู่ฟังก์ชันพื้นผิวได้ง่าย มีขนาดเฉลี่ยต่ำกว่า 10 นาโนเมตร ซึ่งเป็นขนาดที่เหมาะสม สามารถเคลื่อนที่เข้าไปในเซลล์ได้ดี และมีคุณสมบัติในการเรืองแสงหลายสีตามหมู่ฟังก์ชันที่ดัดแปลงซึ่งจะช่วยติดตามการบำบัดรักษาได้ว่ายาอยู่ส่วนไหนของร่างกาย

ทีมวิจัยจึงคิดค้น นวัตกรรม ‘อนุภาคคาร์บอนเรืองแสงจากสารชีวพอลิเมอร์ทะลายปาล์ม เพื่อส่งยารักษามะเร็งแบบมุ่งเป้า’ ซึ่งการใช้อนุภาคคาร์บอน ที่เป็นวัสดุนาโน ในการนําส่งยาเข้าสู่ร่างกาย เพื่อเข้าไปขัดขวางและยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็ง รวมถึงจํากัดบริเวณเพื่อให้ยาออกฤทธิ์เฉพาะที่อย่างแม่นยำ ซึ่งช่วยลดผลกระทบต่อเซลล์ปกติโดยรอบได้ และลดผลข้างเคียงจากการรักษาได้ สำหรับการสังเคราะห์อนุภาคคาร์บอนได้ทดลองพัฒนาด้วยหลากหลายกระบวนการ ในที่สุดทีมวิจัยได้เลือกใช้กระบวนการไฮโดรเทอมัล คาร์บอไนเซชัน เนื่องจากมีประสิทธิภาพ ต้นทุนต่ำ มีศักยภาพในการขยายขนาดในภาคอุตสาหกรรม เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และง่ายต่อการสังเคราะห์อนุภาคคาร์บอนใหม่ๆ จากสารตั้งต้นอื่นๆในอนาคต อาทิ เปลือกส้ม เปลือกมะม่วง ฟางข้าว นม สาหร่าย กรดซิตริค กรดโฟลิค ยูเรีย กลีเซอรอล เป็นต้น รวมทั้งใช้พลังงานต่ำและไม่ต้องปรับสภาพหรืออบแห้งชีวมวล

จุดเด่นของการสังเคราะห์อนุภาคคาร์บอนจากทะลายปาล์ม ซึ่งเป็นวัสดุระดับนาโนจากชีวมวลเหลือจากอุตสาหกรรมปาล์มน้ำมันนำมาหมุนเวียนใช้ประโยชน์และเพิ่มมูลค่าทางอุตสาหกรรมการแพทย์ โดยนำมาเป็นสารตั้งต้นในอุตสาหกรรมการผลิตอนุภาคคาร์บอน ทั้งนี้โครงสร้างหลักของทะลายปาล์ม คือกลุ่มของลิกโนเซลลูโลส (Lignocellulose) ที่ประกอบด้วยเซลลูโลส (Cellulose) 35-50% เฮมิเซลลูโลส (Hemicellulose) 20-35% และลิกนิน (Lignin) 10-25% ซึ่งเมื่อผ่านกระบวนการปรับสภาพและแยกองค์ประกอบจะเป็นอนุภาคคาร์บอนที่ดี

รศ.ดร.จุฬารัตน์ ศักดารณรงค์ กล่าวสรุปผลวิจัยว่า อนุภาคคาร์บอน (Carbon Dots) ที่ผลิตจากกระบวนการนี้จะเป็นสารละลายสีน้ำตาล จากการศึกษาพบว่าเมื่อนำอนุภาคคาร์บอนมากระตุ้นด้วยแสง UV จะให้ผลได้ควอนตัม และคุณสมบัติในการเรืองแสงสูงสุด ในกระบวนการนำส่งยาต้านมะเร็งสู่เซลล์มะเร็งเป้าหมาย จึงได้ทำปฏิกิริยาการเชื่อมโยงหมู่ฟังก์ชัน COOH บนอนุภาคคาร์บอนเข้ากับหมู่ OH ของโมเลกุลพอลิเอทิลีนไกลคอลที่ขนาดโมเลกุลต่างๆ และ NH2 ของยาต้านมะเร็ง ได้แก่ Doxorubicin จากนั้น การนำส่งยาจะถูกทดสอบกับเซลล์มะเร็งในหลอดทดลองเปรียบเทียบกับเซลล์ปกติ ด้วยนาโนเทคโนโลยีการเชื่อมขวางอนุภาคคาร์บอนเข้ากับ ’โปรตีนจำเพาะ’ ซึ่งจะไปต่อเข้ากับ ‘ตัวรับ’ หรือ ‘รีเซ็ปเตอร์’ ของเซลล์มะเร็ง เพิ่มประสิทธิภาพการนำส่งยาเข้าสู่เป้าหมายได้แม่นยำ ในอนาคตจะนำไปสู่การทดลองกับสัตว์และมนุษย์ต่อไป

ประโยชน์ของนวัตกรรม ‘อนุภาคคาร์บอนเรืองแสงจากสารชีวพอลิเมอร์ทะลายปาล์ม เพื่อส่งยารักษามะเร็งลำไส้แบบมุ่งเป้า’ เพิ่มอัตราการรอดชีวิตของผู้ป่วยโรคมะเร็งที่มีอัตราผู้ป่วยสูง เช่น มะเร็งลำไส้ ลดเวลาจากการรักษาโรคมะเร็งด้วยวิธีเคมีบำบัดแบบดั้งเดิม โดยเพิ่มทางเลือกในการรักษาด้วย ‘เคมีบำบัดแบบมุ่งเป้า’ ต้นทุนต่ำ และมีราคาถูก ไม่มีพิษต่อร่างกาย ลดความเหลื่อมล้ำช่วยให้ประชากรในประเทศสามารถเข้าถึงการรักษาที่มีประสิทธิภาพได้ทั่วถึง ส่งเสริมเทคโนโลยีการผลิตจากวัตถุดิบการเกษตรที่มีในประเทศ ลดการนำเข้าวัสดุนำส่งยาที่มีราคาแพง ตลอดจนโอกาสต่อยอดในอุตสาหกรรมการแพทย์และส่งเสริมประเทศไทยก้าวเป็นเมดิคัลฮับ โดยสอดคล้องกับแนวทาง BCG ของประเทศไทยและกลุ่มภูมิภาค APEC อีกด้วย

นับเป็นความหวังและทางเลือกใหม่ในการบำบัดรักษาผู้ป่วยโรคมะเร็งในไทยและเพื่อนมนุษย์

โลกแห่งศตวรรษที่ 21 นั้น เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) และ Machine Learning (ML) ได้รับความนิยมเป็นซูเปอร์ฮิตราวกับแก้วสารพัดนึก แต่ยังมีคำถามว่าปลอดภัยไว้วางใจได้ 100% หรือไม่ ?

ทีมวิจัยไทย-ญี่ปุ่น โดย คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ร่วมกับ สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูงแห่งประเทศญี่ปุ่น หรือ JAIST (Japan Advanced Institute of Science and Technology) เปิดผลวิจัยสุดเซอร์ไพรส์โดยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารนานาชาติ เรื่อง การโจมตีการเรียนรู้ของเครื่องผ่านรูปแบบตัวอย่างปฏิปักษ์ (Attacking Machine Learning With Adversarial Examples) ชี้ให้เห็นว่า Machine Learning ยังมีช่องโหว่ภัยความเสี่ยงจากการโดนโจมตีที่จะสร้างความเสียหายได้ ตอกย้ำว่าแม้เทคโนโลยีจะเลิศล้ำเพียงใด ยังจำเป็นต้องมีมนุษย์ตรวจสอบเพื่อยืนยันผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้

รศ.ดร.จักรกฤษณ์ ศุทธากรณ์ คณบดีคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวว่า ปัจจุบันเทคโนโลยี AI และ Machine Learning (ML) มีบทบาทในวิถีชีวิตของประชาชน การทำงานและหลายธุรกิจอุตสาหกรรม เช่น การแพทย์สุขภาพ ธุรกิจการค้า อีคอมเมิร์ซ ตลาดทุนการเงิน ยานยนต์ขนส่งโลจิสติกส์ โทรคมนาคม การผลิตในอุตสาหกรรม ฯลฯ  เช่นนั้นแล้ว ประเด็นความมั่นคงปลอดภัยจึงเป็นเรื่องสำคัญ ผลงานวิจัย การโจมตีการเรียนรู้ของเครื่องผ่านรูปแบบตัวอย่างปฏิปักษ์ นี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารนานาชาติ Journal of Imaging นับเป็นงานวิจัยระดับนานาชาติที่ได้รับความสนใจอย่างสูงจากประชาคมโลก เนื่องจากเป็นครั้งแรกที่มีการออกแบบการโจมตี ML Model ในรูปแบบของ QR Code ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อความมั่นคงปลอดภัยของบริการที่เข้าถึงประขาชนและองค์กรในวงการต่างๆ โดยทีมนักวิจัยไทย-ญี่ปุ่น จำนวน 3 คน จากการผนึกความร่วมมือระหว่างคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล และสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูงแห่งประเทศญี่ปุ่น (JAIST) ประกอบด้วย ดร. กรินทร์ สุมังคะโยธิน อาจารย์ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ ศ. โคตานิ คาซุโนริ และ ผศ. ปริญญา ศิริธนวันต์ จากสถาบัน JAIST

ดร. กรินทร์ สุมังคะโยธิน อาจารย์ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวถึงที่มาของงานวิจัย ว่า

AI ปัญญาประดิษฐ์เป็นการทำให้คอมพิวเตอร์หรือเครื่องจักรฉลาด ส่วนMachine Learning (ML) เป็นหนึ่งในกระบวนการเรียนรู้ของ AI โดยการนำเข้าข้อมูลสู่อัลกอริทึม เพื่อสร้างโครงข่ายการตัดสินใจในการคาดคะเนแนวโน้มหรือทำนายผลลัพธ์ คล้ายคลึงกับการตัดสินใจของมนุษย์ เพื่อลดภาระงานหนักและความผิดพลาดจากความเหนื่อยล้า ตัดสินใจได้รวดเร็วกว่าเมื่อเทียบกับการทำงานของมนุษย์

อย่างไรก็ตาม ความเข้าใจถึงโครงสร้างการตัดสินใจของเน็ตเวิร์คโมเดลของ Machine Learning นั้นยังคงคลุมเครือ และยังคงเป็นสิ่งที่ต้องทำการศึกษาต่อไป ทำให้ในปัจจุบัน Machine Learning สามารถถูกโจมตีผ่านความคลุมเครือดังกล่าวจากผู้ประสงค์ร้าย เพื่อใช้ประโยชน์จากผลลัพธ์ที่ผิดเพี้ยน ด้วยเหตุนี้ทีมนักวิจัยจึงทำการศึกษาวิจัยด้านการโจมตี ML โดยมี วัตถุประสงค์เพื่อศึกษารูปแบบการโจมตีโดยมุ่งเน้นการโจมตีที่สามารถหลบหลีกการสังเกตุจากมนุษย์ ซึ่งอาจจะสร้างความเสียหายหรือผลเสียได้อย่างมหาศาล ไม่ว่าจะเป็นแวดวงการเงิน การรักษาพยาบาล การสื่อสาร คมนาคมขนส่ง ระบบรักษาความปลอดภัยของข้อมูล ระบบการผลิต จนถึงระบบการป้องกันประเทศ

ทีมวิจัยวิศวะมหิดล - JAIST ใช้เวลาศึกษาวิจัยร่วมกันกว่า 3 ปี แม้จะมีอุปสรรคช่วงวิกฤติโควิด-19 แต่ก็สามารถทำงานผ่านระบบออนไลน์บนแพลตฟอร์มที่มีประสิทธิภาพระดับสูงของญี่ปุ่น เราได้ศึกษาวิเคราะห์และออกแบบ การโจมตีการเรียนรู้ของ ML ผ่านรูปแบบตัวอย่างปฏิปักษ์ บนสมมุติฐานโดยที่มีเป้าหมายในการโจมตี ML Model และสามารถหลบเลี่ยงการสังเกตจากมนุษย์ ทำให้ส่งผลกระทบต่อการตัดสินใจผิดพลาดของเครื่องจักร โดยการโจมตีนั้นสามารถมุ่งเป้าไปที่ผลลัพธ์ใดๆ ที่ถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าได้ โดยเราได้กำหนดรูปแบบการโจมตีผ่านข้อมูลที่ถูกซ่อนใน ‘รูปแบบ QR-Code’ สำหรับฟังก์ชั่นการทำงาน ของการโจมตีในรูปแบบ Adversarial Examples เป็นการหลอก AI ให้สับสน โดยการใส่ข้อมูลปนเปื้อนลงไปในข้อมูลเป้าหมาย อาทิ ข้อมูลภาพ, ข้อมูลเสียง, ข้อมูลสัญญาณ หรือ ข้อมูลประเภทอื่นๆ โดยผลการโจมตีนั้นมีทั้งแบบการกำหนดผลลัพธ์จากการโจมตีไว้ล่วงหน้า หรือ ทำให้ผลลัพธ์คลาดเคลื่อนจากสิ่งที่ควรจะเป็นได้

สรุปผลการวิจัย สามารถบีบอัดให้ข้อมูลการโจมตีผ่านข้อมูลที่ถูกซ่อนใน QR-Code ที่สามารถแสกนได้ และยังคงความสามารถของการโจมตีแบบมุ่งเป้าหมายผลลัพธ์ได้เป็นอย่างดี นอกจากการใช้ในการทดสอบการโจมตี Machine Learning แล้ว งานวิจัยชิ้นนี้ยังสามารถนำมาใช้พัฒนา ระบบป้องกันและตรวจจับการโจมตีจากการวิเคราะห์โดย ML Model ในหลายๆ วัตถุประสงค์อีกด้วย เช่น ปกป้องความเป็นส่วนตัว ระบบป้องกันทางการทหาร อีกด้วย เป็นการพิสูจน์ให้เห็นว่าการตัดสินใจของ Machine Learning ควรใช้เป็นเพียงเครื่องมือและนวัตกรรมที่ช่วยลดภาระงานของมนุษย์เท่านั้น ท้ายสุดแล้วยังคงต้องได้รับการตรวจสอบจากมนุษย์ผู้เชี่ยวชาญเพื่อยืนยันผลลัพธ์เป็นขั้นตอนสุดท้าย

จากความสำเร็จของงานวิจัยชิ้นนี้ แผนในอนาคต ทีมวิจัยไทย-ญี่ปุ่น จะคิดค้นหาวิธีการที่สามารถโจมตีได้มีประสิทธิภาพในระดับสูงยิ่งขึ้นอีก เพื่อก้าวทันเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่เปลี่ยนแปลงรวดเร็ว และยังคงไว้ซึ่งความสามารถในการทำงานของรูปแบบข้อมูลดั้งเดิม (เช่น การโจมตีในรูปแบบ QR-Code ต้อง Scan ได้ เป็นต้น) สำหรับวิธีป้องกันการโจมตีในอนาคต Adversarial Example Attack มี 2 แนวทาง ได้แก่ 1.ใช้การโจมตี Adversarial Example เพื่อปกป้องข้อมูลจากการถูกตรวจสอบที่ไม่ได้รับอนุญาต 2. ใช้ข้อมูลที่ได้จากการโจมตี Adversarial Example นำกลับมาเพื่อวิเคราะห์ถึงการโจมตี และออกแบบ Machine Learning โมเดลที่ทนทานต่อการโจมตีมากยิ่งขึ้น

ข้อแนะนำสำหรับในการใช้ Machine Learning อย่างปลอดภัย ให้พึงระวังเสมอว่า ข้อมูลนำเข้าอาจถูกปนเปื้อนการโจมตีมุ่งเป้าในรูปแบบต่างๆ เช่น Adversarial Example หรืออาจพ่วงมากับมัลแวร์ ดังนั้นการใช้ Machine Learning เพื่อการทำงานที่มั่นคงและปลอดภัย มีความจำเป็นต้องมีวาง ระบบการตรวจสอบผลลัพธ์สุดท้ายโดยผู้เชี่ยวชาญ เพื่อความถูกต้องที่เชื่อถือได้อีกครั้ง อย่าปล่อยให้ Machine ทำงาน 100% ในปัจจุบัน AI และ Machine Learning ยังมีข้อจำกัดและจะเป็นตัวช่วยที่ดีได้ก็ต่อเมื่อทั้งคนและเครื่องจักรมีการคิดและทำงานประสานกันอย่างสมดุล ไม่อ้างอิงฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งมากจนเกินไป

พา 50 เยาวชนลงพื้นจริง เรียนรู้ทางออกปัญหาสิ่งแวดล้อม พร้อมสร้างโครงงานวิทย์ภายใต้แนวคิด “เริ่มเพื่อโลก”