Kevin Warwick ศ.ประจำวิชา ไซเบอร์เนติกส ์ชาวอังกฤษ แห่ง ม.Readings

13 พ.ย. 2552
มนุษย์ไซเบอร์..คนแรกของโลกเควิน วอร์ริก กำลังเข้ารับการผ่าตัดฝังชิปที่เชื่อม กับระบบประสาท สำหรับติดตามสัญญาณ ไฟฟ้า ที่ส่งจากสมองมายังแขนข้างซ้ายของเขา

Kevin Warwick ศาสตราจารย์ประจำวิชาไซเบอร์เนติกส์ชาวอังกฤษแห่งมหาวิทยาลัย Readings ได้รับการบรรจุเทคโนโลยีไซบอร์ก ที่ทำให้ระบบประสาทของเขาสื่อสารกับคอมพิวเตอร์เป็นครั้งแรก

การผ่าตัดสะท้านวงการครั้งนี้ ทำให้เขาได้รับการขนานนามว่าเป็นไซบอร์ก (Cyborg) หรือสิ่งมีชีวิตครึ่งมนุษย์ครึ่งเครื่องจักรคนแรกของโลก

ถึงแม้หนทางจะยังอยู่อีกยาวไกล กว่าจะถึงขั้นเป็นแบบพระเอกในภาพยนตร์เรื่อง The Terminator หรือ Six Million Dollar Man แต่ก็ยังมีความหวังว่า ชิปที่ฝังตัวในแขนของวอร์ริกจะสามารถตรวจจับสัญญาณอิมพัลส์ที่ส่งจากสมองผ่านทางเส้นประสาทได้
สัญญาณที่เข้ารหัสการเคลื่อนไหวของอวัยวะ เช่น การกระดิกนิ้วมือ และรับความรู้สึก เช่น ความเจ็บปวด เหล่านี้จะถูกส่งผ่านไปยังคอมพิวเตอร์และบันทึกไว้เป็นครั้งแรก

ในอดีต การทดลองที่คล้ายคลึงกันนี้ ได้รับการปฏิบัติมาแล้วกับลิง และแมวในประเทศสหรัฐอเมริกา

ศัลยแพทย์ได้ฝังชิปซิลิกอนสี่เหลี่ยมขนาดประมาณ 3 มม. ไว้ในรอยผ่าบริเวณข้อมือด้านซ้ายของวอร์ริก และเชื่อมต่อขั้วไฟฟ้าขนาดเล็กเท่าเส้นผมจำนวน 100 เส้นเข้ากับเส้นประสาท

จากนั้น แพทย์ได้ร้อยสายที่เชื่อมต่อกับชั้นใต้ผิวหนังของปลายแขน ออกมาจากรอยเจาะแห่งหนึ่งบนผิวหนัง และเย็บแผลจนเรียบร้อย

สายไฟเหล่านี้จะถูกเชื่อมต่อเข้ากับอุปกรณ์รับส่งสัญญาณ เพื่อส่งข้อมูลเกี่ยวกับประสาทไปยังคอมพิวเตอร์ผ่านทางสัญญาณวิทยุ

มีความเป็นไปได้ที่กระบวนการนี้ อาจนำไปสู่ความสำเร็จในการรักษาผู้ที่ป่วยเป็นอัมพาตอันเนื่องจากเส้นประสาทไขสันหลังได้รับความเสียหาย อย่างในกรณีของนักแสดง Christopher Reeve ที่เคยรับบทเป็นซูเปอร์แมน

เมื่อวันศุกร์ที่ 22 มีนาคมที่ผ่านมา วอร์ริกได้ปฏิเสธข่าวที่ว่าการผ่าตัดฝังชิปตรวจจับสัญญาณประสาท ซึ่งกระทำกันที่โรงพยาบาล Radcliffe ในเมืองอ็อกซ์ฟอร์ด ประเทศอังกฤษ เป็นแค่การจัดฉากลวงเรียกร้องความสนใจประชาชนเท่านั้น

เขาให้สัมภาษณ์แก่สำนักข่าว BBC ว่า "ผมคิดว่าการที่ต้องทนเจ็บให้หมอผ่าตัดถึงสองชั่วโมงเต็มๆ เพื่อแหกตาชาวบ้านเนี่ย ออกจะดูโรคจิตไปสักหน่อยนะครับ"

เขาได้เปรียบการทดลองที่มีค่าใช้จ่ายถึง 715,000 ดอลลาร์ครั้งนี้ว่า เป็นเรื่องของ "การช่วยเหลือเพื่อนมนุษย์" ที่กำลังป่วยเป็นอัมพาตอย่างเอาจริงเอาจัง พร้อมทั้งกล่าวว่า "สิ่งนี้ไม่เคยมีมาก่อนกับมนุษย์ ดังนั้น จึงเหมือนเป็นการด่วนสรุปเกินไป หากจะฟันธงว่ามันจะไม่สามารถบอกอะไรเราได้มาก... ไม่แน่หรอก"
"เราไม่ทราบจริงๆ แต่ถึงอย่างไร เราก็ต้องการคำตอบว่าสัญญาณชนิดใดบ้างที่เราจะได้รับ และสัญญาณชนิดใดบ้างที่เราสามารถจ่ายเข้าไป"

ทีมวิจัยที่ภาควิชาไซเบอร์เนติกส์กำลังจะค้นคว้าทดลองกับวอร์ริกเป็นระยะเวลาประมาณหนึ่งเดือน ซึ่งเขากล่าวว่า "สิ่งที่พวกเรากำลังทำอยู่นี้ เป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การบันทึกในประวัติศาสตร์ น่าจดจำ และจะเปลี่ยนโฉมโลกใบนี้ชนิดพลิกฝ่ามือ"

"นิยายวิทยาศาสตร์ต่างๆ ได้เขียนถึงเรื่องแบบนี้มานานแล้ว ในฐานะนักวิทยาศาสตร์ ผมจึงตื่นเต้นกับการก้าวเดินสู่อนาคตก้าวนี้เหลือเกิน แต่ในฐานะมนุษย์ ผมก็ยังไม่ลืมนึกถึงเรื่องของหลักศีลธรรมจรรยาเหมือนกัน"

วอร์ริกยังหวังว่า ต่อไปเขาจะต่อสายไฟจากร่างกายเข้ากับเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก ชนิดที่หุ่นยนต์ใช้ตรวจจับสิ่งกีดขวางขณะเคลื่อนที่ เพื่อให้ตัวเขามีประสาทสัมผัสที่หกอย่างค้างคาวด้วย

เขาเชื่อว่าเทคนิคนี้ สามารถพัฒนาต่อให้มือของผู้พิการเคลื่อนไหวได้ หรือมอบความรู้สึกแก่ผู้ที่สวมขาเทียมได้อย่างสมบูรณ์แบบภายในสิบปีข้างหน้า

เขากล่าวว่า "สำหรับใครบางคนอย่างคริสโตเฟอร์ รีฟ ถึงแม้มันจะไม่สามารถคืนความสามารถในการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนกลับมา แต่แค่ช่วยให้เขาบังคับนิ้วให้จับถ้วยยกดื่มได้ มันก็จะเป็นประโยชน์อันมหาศาลทีเดียว"

วอร์ริกเคยเป็นหนูตะเภาให้การทดลองของตัวเองมาแล้วหลายครั้ง อย่างในปี 2541 ที่เขาฝังชิปซิลิคอนที่สามารถสื่อสารกับสำนักงานเพื่อเปิดประตู และเปิดไฟโดยอัตโนมัติเมื่อเดินเข้าห้อง เป็นต้น

การใช้ DNA แก้ปัญหาที่ซับซ้อนเหนือมนุษย์
ในปี 2537 Dr. Leonard Adleman ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัย Southern California ได้สาธิตให้เห็นว่าดีเอ็นเอสามารถนำมาใช้แก้ปัญหา "พนักงานเดินทางขายของ" (Traveling Salesman) ได้ ซึ่งคำตอบแรกที่ได้จากคอมพิวเตอร์ดีเอ็นเอนี้ ไม่ถึงกับทำให้โลกต้องตกตะลึง เนื่องจากมันใช้เวลาถึง 7 วันในการแก้ปัญหา ขณะที่คนธรรมดาที่มีกระดาษ และดินสออยู่ในมือ สามารถแก้ปัญหานั้นได้เพียงไม่กี่อึดใจ

ความจริงที่ว่าเขาสามารถแก้ปัญหาโดยใช้ดีเอ็นเอเป็นเรื่องที่แปลกใหม่ และการคำนวณโดยใช้ดีเอ็นเอนั้น สามารถทำงานในรูปแบบเชิงขนานขนาดใหญ่ได้ ซึ่งทำให้เกิดข้อได้เปรียบในกรณีที่จำนวนของเมืองที่พนักงานขายต้องเดินมีค่อนข้างมาก สิ่งนี้จะทำให้ซีพียูทั่วไปต้องคุกเข่ายอมสยบ เพราะว่ามันจะทำงานแบบเรียงตามลำดับกระบวนการ ไม่ใช่แบบขนาน
แต่ Areio Soltani (ผู้ที่ทำงานในห้องแล็บของดร. เอเดิลแมน) แจ้งข่าวให้ทราบว่าบัดนี้ดีเอ็นเอ สามารถนำไปใช้แก้ปัญหาที่สลับซับซ้อนยิ่งกว่า "พนักงานเดินทางขายของ" มากๆ ได้แล้ว รายละเอียดของข่าวนี้ สามารถอ่านได้ในเว็บไซต์ของ USC News (http://uscnews.usc.edu/) ปัญหาที่ว่านี้เป็นอีกรูปแบบหนึ่งของปัญหาประเภท Hamiltonian Path (HP) ซึ่งจำนวนครั้งของการคำนวณจะเพิ่มขึ้นแบบเลขยกกำลังทุกครั้งที่เพิ่มจำนวนตัวแปรเข้าไป

ปัญหาที่เอเดิลแมนได้ทดลอง คือ มีการใช้ชุดตัวแปรที่แตกต่างกัน 20 ตัว และเงื่อนไข (Clause) อีก 24 ข้อที่เกี่ยวพันกับคำถามจริงหรือเท็จที่ประกอบด้วยตัวแปรสามตัวจากชุด เมื่อมีตัวแปร 20 ตัว ปัญหาจะสามารถมีคำตอบที่เป็นไปได้ถึง 2 ยกกำลัง 20 หรือ 1,048,576 วิธี เขาเลือกใช้ปัญหาที่จะทำให้ได้คำตอบสุดท้ายจากเงื่อนไข 24 ข้อเพียงหนึ่งวิธีเท่านั้น โดยผู้ช่วยของดร. เอเดิลแมนคนหนึ่งอธิบายปัญหาในเทอมของลูกค้าเรื่องมากที่กำลังยืนเลือกรถ ดังนี้ :
"ข้อแรก ผมต้องการรถที่เป็นยี่ห้อคาดิลแลค ไม่ก็เป็นรถแบบเปิดประทุน หรือเป็นสีแดง" ส่วนข้อสอง "หากเป็นรถยี่ห้อคาดิลแลค มันต้องมีสี่ที่นั่ง หรือฝาปิดถังน้ำมัน" และข้อสาม "แต่ถ้าเป็นรถเปิดประทุน มันก็ต้องไม่ใช่รถยี่ห้อคาดิลแลค หรือมันต้องมีสองที่นั่งเท่านั้น ...

ลูกค้าก็ยิงเงื่อนไขไปเรื่อยๆ จนครบ 24 ข้อ และพนักงานขายก็ต้องหารถในสต็อกที่เข้ากับเงื่อนไขเพียงหนึ่งคัน (เอเดิลแมนและทีมงาน ได้เลือกปัญหาที่ทราบแน่นอนว่ามีคำตอบเพียงกรณีเดียว) พนักงานจะต้องพิจารณารายการทั้งหมดในบัญชีหางว่าวสำหรับรถเป็นล้านๆ คันไปทีละคัน ซึ่งเป็นภาระที่สาหัสเกินกว่าที่มนุษย์ธรรมดาจะทำได้

ในการทดลอง โมดูลไลบรารีของลำดับดีเอ็นเอโพลีเมอร์ 300 ตัว ถูกสร้างขึ้นให้ครอบคลุมทุกคำตอบที่เป็นไปได้ และสำหรับ 24 แต่ละเงื่อนไขนั้น "Clause Module" จะได้รับการสร้างขึ้นด้วยขาที่สร้างพันธะโควาเล็นต์กับเจล Polyacrylamide และออกแบบให้ยึดจับกับเส้นเกลียวของไลบรารีที่ตรงกับเงื่อนไขเท่านั้น ตัวเครื่อง "คอมพิวเตอร์" เป็นกล่อง Electrophoresis ที่มีท่อเชื่อมต่อระหว่างห้องร้อนกับห้องเย็น และมีส่วนป้องกันบัฟเฟอร์ร้อนกับบัฟเฟอร์เย็นเข้าผสมกัน

ในการเซตอัพ "คอมพิวเตอร์" ครั้งแรก โมดูลไลบรารีจะถูกวางไว้ในกล่องด้านร้อน ขณะที่โมดูลเงื่อนไขหรือ Clause Module จะวางไว้ในกล่องด้านเย็น เมื่อ "คอมพิวเตอร์" ทำงาน โมดูลไลบรารีที่ร้อนจัดจะปลดปล่อยดีเอ็นเอออกไปจับโมดูลเงื่อนไขที่เข้ากัน

ส่วนดีเอ็นเอที่ไม่เข้ากับเงื่อนไขก็จะทะลุผ่านเข้าไปในบัฟเฟอร์เย็น เมื่อสิ้นสุดกระบวนการทำงาน บัฟเฟอร์จะถูกเปลี่ยน โมดูลเงื่อนไขอันแรกจะสลับมาวางไว้ที่ฝั่งร้อน พร้อมกับใส่โมดูลเงื่อนไขอันใหม่ที่ฝั่งเย็น และปิดเครื่องเพื่อเตรียมทำงานครั้งที่สอง ทำวนซ้ำไปเรื่อยๆ จนครบทุกโมดูลเงื่อนไขที่มีอยู่

หลังจากกระบวนการเสร็จสมบูรณ์ ดีเอ็นเอจะถูกแยกจากโมดูลเงื่อนไขอันสุดท้าย ค่าต่างๆ สำหรับตัวแปรปลายสุด (ตัวที่ 1 และ 20) สามารถหาได้จากการบวกค่าเริ่มต้นของคำตอบถูก/ผิด และขยายให้ใหญ่ขึ้นโดยผ่านปฏิกิริยา Polymerase Chain Reaction (PCR) ซึ่งค่าเริ่มต้นที่ถูกต้องสำหรับตัวแปรแรกเท่านั้น จึงจะได้รับการขยาย และปฏิกิริยานี้สามารถใช้วนซ้ำกับตัวแปรอื่นๆ (เช่น 1 และ 19, 1 และ 18,...) ต่อไปได้ เพื่อให้ได้คำตอบที่สมบูรณ์

การทดลองนี้ แสดงให้เห็นว่าปัญหาที่มีความซับซ้อนสุดๆ สามารถหาคำตอบได้โดยใช้กระบวนการจับคู่ และหลอมละลายดีเอ็นเอเท่านั้น ซึ่งทำให้ได้เปรียบคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ธรรมดา ตรงที่ดีเอ็นเอสามารถทำงานในรูปแบบเชิงขนานขนาดใหญ่ได้ แต่อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อจำกัดในจำนวนตัวแปรที่อนุญาตให้มี เช่นในการทดลองนี้ จะไม่สามารถใช้ตัวแปรเกิน 30 ตัว เนื่องจากอาจมีการจับคู่ดีเอ็นเอที่ผิดพลาดเกิดขึ้น เป็นต้น

ถึงแม้แนวคิด Quantum Computing ในปัจจุบันจะเพิ่งอยู่ในระยะตั้งไข่ แต่ก็เริ่มมีเค้าว่าจะสามารถใช้ประโยชน์ในบางบริเวณที่คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ยึดครองอยู่ได้ ดร. เอเดิลแมนเชื่อว่า การใช้ดีเอ็นเอจะหาที่ลงได้ในแอพพลิเคชันที่ใช้พลังงานน้อยๆ และเกี่ยวข้องกับปริมาณข้อมูลมหาศาล อีกทั้งอาจมีประโยชน์สำหรับงานควบคุมระบบทางเคมี และชีววิทยามากกว่าคอมพิวเตอร์ธรรมดาด้วย
 

1 ความคิดเห็น:

  1. ไม่ระบุชื่อ20 พฤษภาคม 2553 เวลา 23:49

    อลังการ!!

    ถ้าทำได้ก้อมีผลดีเยอะนะ
    แต่ผลเสียมันก็ร้ายแรงเหมือนกัน ต้องระวัง++

    ตอบลบ