ส่งขึ้นสถานีอวกาศแล้ว 'ไทเกอร์-เอ็กซ์' เทคโนโลยีระดับอวกาศ วิจัยอาหารทางการแพทย์

คณะแพทยศาสตร์ศรีสวางควัฒน ราชวิทยาลัยจุฬาภรณ์  แถลงข่าว โครงการวิจัยระดับโลก TIGERS-X : Thailand Innovative G-force varied Emulsification Research for Space eXploration “นวัตกรรมหุ่นยนต์วิจัยอาหารทางการแพทย์ด้วยเทคโนโลยีระดับอวกาศ" ซึ่งเป็นโครงการศึกษาพฤติกรรมการผสมตัวของของเหลวที่ผสมกันไม่ได้ในสภาวะไร้น้ำหนัก(microgravity) บนสถานีอวกาศนานาชาติ

 คาดหวังนำองค์ความรู้ที่ได้รับมาใช้เพิ่มพูนความเข้าใจด้านการผสมของของเหลวในกลุ่มอิมัลชัน (emulsion) และต่อยอดพัฒนากระบวนการผสมยาและเวชภัณฑ์บนโลก  โดยเลือกใช้โภชนาการทางหลอดเลือดดำ ซึ่งเป็นสารอิมัลชันที่ซับซ้อนมาใช้เป็นตัวอย่างในการผสมเพื่อพิสูจน์สมมติฐาน  และนับเป็นครั้งแรกที่การทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติถูกควบคุมจากประเทศไทย

 ศึกษาการผสมของเหลวที่ภาวะไร้แรงโน้มถ่วง

โจทย์ทางวิทยาศาสตร์หลักที่ต้องการศึกษา คือ ปรากฏการณ์อิมัลซิฟิเคชัน (emulsification) ซึ่งเป็นการผสมกันของของเหลวที่ไม่สามารถเข้ากันได้อย่างน้ำและน้ำมัน ซึ่งเป็นพื้นฐานของวิทยาศาสตร์อาหารและเวชภัณฑ์ มีเป้าหมายเพื่อทำความเข้าใจพฤติกรรมเชิงโมเลกุล โดยปราศจากการรบกวนของแรงโน้มถ่วงบนพื้นโลก

เบื้องต้นคณะวิจัยได้ทำการทดลองบนเที่ยวบิน สภาวะไร้น้ำหนักพบว่าน้ำกับน้ำมันสามารถผสมกันได้โดยไม่ต้องอาศัยแรงกลตรงกับสมมติฐานที่ได้ตั้งไว้ข้างต้น จึงได้ขยายผลไปสู่การทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติ (International Space Station: ISS) ที่สามารถศึกษาพฤติกรรมได้ในระยะเวลานานขึ้น จึงได้พัฒนาชุดการทดลองแบบอัตโนมัติ (remote laboratory) ซึ่งถูกออกแบบและสร้างในประเทศไทย โดยคณะวิจัยและวิศวกรไทย

ตัวเครื่องมีขนาดกว้าง 20 เซนติเมตร ยาว 20 เซนติเมตร และสูง 10 เซนติเมตร มีการใช้เทคโนโลยีอุปกรณ์ที่จำลองห้องทดลองให้มีขนาดเล็กเท่าชิป (Lab-on-a-Chip) เพื่อสร้างการผสมโดยไม่ต้องอาศัยแรงกล นำส่งขึ้นไปทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติภายใต้สภาวะไร้น้ำหนัก

ส่งขึ้นสู่สถานีอวกาศแล้ว

ชุดการทดลอง TIGERS-X ได้รับการพัฒนาโดยวิศวกรไทย จะถูกติดตั้งเป็นเวลาไม่ต่ำกว่า 30 วัน เพื่อทำการทดลองต่อเนื่องเป็นระยะเวลา 6 วัน โดยมีคณะวิจัยควบคุมการทดลองจากภาคพื้นโลก ชุดการทดลองนี้สามารถส่งผลการทดลองกลับมายังโลกในรูปแบบของภาพเคลื่อนไหว ความละเอียดสูง แสดงพฤติกรรมการผสมของของเหลว

ซึ่งจะนำไปสู่การทำความเข้าใจและเปิดโอกาสสู่การค้นพบพฤติกรรมรูปแบบใหม่ที่ไม่สามารถพบเจอบนพื้นโลก  โดยมีการส่งขึ้นสู่อวกาศด้วยยานขนส่งอวกาศดรากอนของบริษัทสเปซเอ็กซ์แล้วเมื่อวันที่  16 พ.ค.2569  ไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ โดยถูกติดตั้งภายในห้องทดลองโคลัมบัส 
ผศ.ดร.วเรศ จันทร์เจริญ อาจารย์ผู้พัฒนาโครงการ TIGERS-X กล่าวว่า  เมื่อวันที่ 26 พ.ค.2569 ชุดการทดลอง TIGERS-X สามารถติดต่อกับภาคพื้นได้เรียบร้อยแล้ว  ซึ่งได้ติดตามผลการทดลองเบื้องต้น พบว่า การทำอิมัลชันในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วงให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำตามสมมติฐาน โดยแรงตึงผิวช่วยให้น้ำและน้ำมันผสมกันได้ดีกว่าบนโลก แต่จะต้องติดตามต่อไปอีกจนครบกำหนด

ผลผลิตจากชุดทดลอง TIGERS-X

ความสำเร็จที่เกิดขึ้นแล้วของโครงการ TIGERS-X ในขณะนี้ไม่ได้เป็นเพียงแค่การส่งกล่องทดลองขึ้นไปบนอวกาศ แต่ได้สร้าง "ผลผลิต" (Outputs) ที่เป็นรูปธรรมและพิสูจน์แล้วว่าเทคโนโลยีของไทยมีศักยภาพในระดับสากล โดยมีนวัตกรรมสำคัญที่เกิดขึ้นแล้ว ประกอบด้วย

1.สถาปัตยกรรม Lab-on-a-Chip (LOC)  โดยทุกอุปกรณ์ภายในกล่องการทดลอง เกิดจากการย่อส่วน “ห้องปฏิบัติการขนาดใหญ่”ให้เหลือเพียง “ชิป” เพื่อควบคุมการไหลและการผสมของของเหลว ซึ่งมีการผลิตและประกอบในไทย 

 2.ระบบคอมพิวเตอร์ควบคุมหลัก หรือ OBC ฝีมือคนไทย  ทีมวิจัยได้พัฒนาคอมพิวเตอร์ควบคุมการทดลองที่ผ่านการพิสูจน์แล้วว่าทำงานในอวกาศได้จริง สำหรับควบคุมการทดลอง บันทึกการทดลอง และรับส่งข้อมูลกับสถานีภาคพื้น  โดยแสดงผลเรียลไทม์ มีความล่าช้าของข้อมูลต่ำมาก ถือเป็นความสำเร็จด้านวิศวกรรมขั้นสูง

3.Value Added Supply Chain : Commercial Off-The-Shelf(COTS) เนื่องจากชุดอุปกรณ์ทั้งหมดล้วนมาจากผู้ผลิตและผู้ค้าในไทยทั้งสิ้น  เช่น ถุง O-ringกันซึม ท่อสายยาง หรือวงจร PCB แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของอุตสาหกรรมในไทยว่ามีศักยภาพพร้อมสำหรับอุตสาหกรรมอวกาศ

4.Global Market : International Standard โดยชุดทดลองผ่านมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับมาตรฐานอวกาศทั้งหมด  ซึ่งการทดสอบมาตรฐานต่างๆจัดทำที่ประเทศไทย เท่ากับเป็นการเพิ่มมูลค่าของภาคธุรกิจทดสอบในประเทศไทย ทั้งกรมวิทยาศาสตร์บริการ ศูนย์ทดสอบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิ (PTEC) สถาบันไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์  เป็นโอกาสที่จะสามารถดึงกลุ่มอุตสาหกรรมอวกาศจากต่างชาติเข้ามาเป็นลูกค้าศูนย์ประกอบและทดสอบภายในประเทศไทยได้
5.ช่องทางสื่อสารที่มีความปลอดภัยสูงสุด โดย TIGERS-X เป็นชุดทดสอบของไทยตัวแรกที่จะสามารถติดต่อกลับมายังประเทศไทยได้โดยตรง ผ่านระบบสื่อสารของสถานีอวกาศนานาชาติ โดยจะมีความหน่วง 1.2 วินาที ผ่านระบบอินเทอร์เน็ตที่มีความปลอดภัยสูงสุด (ESA-certified)

และ6.ได้สร้าง Open Science Platform เพื่อให้ประชาชนทั่วไปเข้าถึงข้อมูลการทดลองนี้ได้แบบเรียลไทม์

 ส่วนในอนาคตอันใกล้หากการทดลองเป็นไปตามที่ทีมวิจัยคาดไว้ ผลผลิตจาก TIGERS-X  จะถูกต่อยอดไปสู่ผลลัพธ์ (Outcomes) ที่สร้างผลกระทบต่อเศรษฐกิจและสังคม อาทิ  Lab-on-a-Chip ที่พัฒนาขึ้นจะถูกนำไปใช้สำหรับงานวิจัยชีวการแพทย์ระดับสูง เช่น การคิดค้นยามะเร็งตัวใหม่ หรือการศึกษาด้านจีโนมิกส์ เป็นต้น 

 “เรื่องอาหารทางการแพทย์นั้น จากที่เลือกใช้โภชนาการทางหลอดเลือดดำ ซึ่งเป็นสารอิมัลชันที่ซับซ้อนมาใช้เป็นตัวอย่างในการผสม เมื่อสามารถศึกษาพฤติกรรมของอิมัลซิฟิเคชันได้แล้ว ก็จะเป็นต้นแบบในการพัฒนาสูตรผลิตภัณฑ์ได้หลากหลายทั้งอาหารทางการแพทย์ ยา เครื่องสำอาง และอื่นๆ”ผศ.ดร.วเรศกล่าว 

ด้านรศ.นพ.ธีรภัทร อึ้งตระกูล รักษาการคณบดีคณะแพทยศาสตร์ศรีสวางควัฒน์  กล่าวว่า  โดยปกติอาหารทางการแพทย์จะให้ทางเส้นเลือด จะมีส่วนผสมต่างกันมีทั้งส่วนที่เป็นน้ำและน้ำมัน  ซึ่งข้อมูลจากการทดลองนี้ถ้าพบว่าในภาวะไร้แรงโน้มถ่วงอาจจะทำให้ได้การผสมอีกแบบหนึ่งที่ทำให้การผสมอาหารดีขึ้น ปลอดภัยมากขึ้น และสามารถออกแบบการผสมเฉพาะรายบุคคลได้มากขึ้น 

ไทยมีศักยภาพในอุตสาหกรรมอวกาศ

ศ.เกียรติคุณ นพ.รัชตะ รัชตะนาวิน รักษาการรองเลขาธิการราชวิทยาลัยจุฬาภรณ์ กล่าวว่า ราชวิทยาลัยจุฬาภรณ์มุ่งมั่นดำเนินงานตามพระปณิธานของ ศาสตราจารย์ ดร. สมเด็จพระเจ้าน้องนางเธอ เจ้าฟ้าจุฬาภรณวลัยลักษณ์ อัครราชกุมารี กรมพระศรีสวางควัฒน วรขัตติยราชนารี ในการสร้างสรรค์นวัตกรรมทางการแพทย์ที่ได้มาตรฐานสากล เพื่อประโยชน์สูงสุดของมวลมนุษยชาติ

ความสำเร็จล่าสุด คือ โครงการ TIGERS-X  ที่นับเป็นหมุดหมายสำคัญที่พิสูจน์ว่าบุคลากรและนักวิจัยไทยมีศักยภาพในการสร้างสรรค์เทคโนโลยีชั้นสูงระดับสากล และเป็นการเปลี่ยนบทบาทของประเทศไทยจากการเป็นเพียงผู้ซื้อเทคโนโลยีมาเป็นผู้พัฒนาและส่งออกนวัตกรรมในระดับโลกเพื่อความยั่งยืนทางการแพทย์

 “ผลที่ได้จากโครงการ TIGERS-X ไม่ใช่เพียงเรื่องของอาหารทางการแพทย์เท่านั้น  แต่ยังสามารถนำองค์ความรู้และผลผลิตที่ได้จากการออกแบบและพัฒนาชุดทดลอง และเป็นอุปกรณ์ที่ผลิตในประเทศมาพัฒนาจนได้มาตรฐานระดับนาซ่า เป็นการสะท้อนว่าประเทศไทยมีศักยภาพในการเข้าสู่อุตสาหกรรมอวกาศ”ศ.เกียรติคุณ นพ.รัชตะกล่าว 

ด้านศ.ดร.พญ.รวงผึ้ง  สุทเธนทร์ รักษาการรองเลขาธิการราชวิทยาลัยจุฬาภรณ์  กล่าวว่า  ราชวิทยาลัยยังได้วางระบบนิเวศวิจัยที่แข็งแกร่ง สนับสนุนการทำงานแบบข้ามศาสตร์ระหว่างแพทย์ วิศวกร และนักวิทยาศาสตร์ เพื่อให้สามารถคิดค้นนวัตกรรมที่ไร้ขีดจำกัดเดิมๆ และนำความรู้ด้านวิศวกรรมอวกาศกลับมาสร้างเครื่องมือแพทย์ที่ทันสมัยในอนาคต

โครงการนี้ถือเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนของงานวิจัยแนวหน้า (Frontier Research) ในการทดลองขอบเขตความรู้ใหม่ภายใต้สภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำ โดยมีเป้าหมายหลักในการศึกษาพฤติกรรมของหุ่นยนต์วิจัยระบบการผสมสารอาหารทางหลอดเลือดดำ (Total Parenteral Nutrition หรือ TPN) ซึ่งเป็นโมเดลต้นแบบที่ทำการทดลองบนโลกไม่ได้

 “ข้อมูลที่ได้รับจะถูกนำมาต่อยอดเป็นนวัตกรรมอัตโนมัติ เพื่อเพิ่มความแม่นยำและความปลอดภัยในการดูแลผู้ป่วยบนโลก” ศ.ดร.พญ.รวงผึ้ง กล่าว

รศ.นพ.ธีรภัทร กล่าวว่า ความสำเร็จครั้งนี้สะท้อนวิสัยทัศน์ของคณะ ในการเป็นผู้นำการเปลี่ยนแปลงระบบสุขภาพผ่านงานวิจัยที่ตอบโจทย์อนาคต ซึ่งคณะได้สนับสนุนทรัพยากรและสภาพแวดล้อมจนทำให้แนวคิดจากห้องปฏิบัติการก้าวไปสู่สถานีอวกาศได้สำเร็จ อีกทั้ง ยังเป็นแรงบันดาลใจสำคัญให้แก่นักศึกษาและนักวิจัยรุ่นใหม่ให้กล้าที่จะสร้างสรรค์นวัตกรรมเพื่อสังคม