“EIS” นวัตกรรมสมาร์ตเซ็นเซอร์ ส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตรวจสอบของเหลว รู้ผลใน 10 วินาที

ขณะดื่มน้ำส้ม 1 แก้ว จะดีแค่ไหน ถ้าเรารู้ว่าในนั้นมีปริมาณน้ำตาลมากน้อยเพียงใด ไขมันแค่ไหน แคลอรีเท่าไหร่ หรือมีอะไรอย่างอื่นเจือปนบ้างหรือไม่ ข้อมูลเหล่านี้น่าจะมีประโยชน์ต่อการดูแลโภชนาการของตัวเราเองไม่น้อยเลย

จากแนวคิดนี้เองจึงกลายเป็นที่มาของแก้วน้ำอัจฉริยะ “ลูป” (Loupe) ที่ใช้เทคนิค EIS (Electromagnetic Image Spectroscopic) โดยการส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงผ่านตัวเซ็นเซอร์ แล้ววัดค่าการสะท้อนกลับ ทำให้ผู้ใช้งานสามารถตรวจสอบได้ว่ามีสารอาหารอะไรอยู่ในเครื่องดื่มได้โดยเชื่อมต่อการรับส่งข้อมูลทางแอปพลิเคชัน

ดร.ณัทเดชาธร พวงเงินมาก

นอกจากการวัดสารอาหารในเครื่องดื่มแล้ว ประโยชน์ของเทคนิค EIS ยังได้ต่อยอดพัฒนาเป็น “แอคโค่” (ACCOH) เครื่องมือตรวจคุณภาพวัตถุดิบได้อย่างหลากหลายและรวดเร็ว ตอบโจทย์กลุ่มผู้ใช้งานในอุตสาหกรรมเครื่องดื่ม โดย ดร.ณัทเดชาธร พวงเงินมาก จากคณะวิทยาศาสตร์ พลังงานและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ วิทยาเขตระยอง หนึ่งในทีมผู้คิดค้นและพัฒนาเทคนิคดังกล่าวเปรียบเทียบการทำงานของ EIS ว่าเสมือนเป็น “ผู้ตรวจสอบของเหลว” (Liquid Inspector) ที่ช่วยให้ผู้ใช้เสมือนมองเห็นสิ่งที่อยู่ภายในเครื่องดื่มหรือสิ่งที่เป็นของเหลวได้โดยไม่ต้องใช้เลนส์พิเศษแต่อย่างใด

จากการวัดค่า “น้ำเสีย” มาเป็นการตรวจสอบ “น้ำดี”
แก้วน้ำอัจฉริยะ Loupe (ชื่อเดิมคือ Rinn) ซึ่งได้รับการพัฒนาขึ้นในปี 2560 และสามารถคว้าความสำเร็จในระดับนานาชาติได้ถึง 2 รางวัล คือเหรียญเงินจากการประกวดสิ่งประดิษฐ์และนวัตกรรม ในงาน 46th International Exhibition of Inventions Geneva เมื่อปี 2561 ที่สวิตเซอร์แลนด์ และรางวัลพิเศษ President of Taiwan Invention Association ที่ไต้หวันในปีเดียวกัน

ดร.ณัทเดชาธร หรือ “อาจารย์โต้ง” เล่าว่า เทคนิค EIS ซึ่งได้รับการจดสิทธิบัตรแล้ว ถูกคิดค้นและพัฒนาขึ้นในสมัยที่เขาเรียนในระดับปริญญาเอกและการทำงานวิจัยที่เยอรมนี จากงานวิจัยตรวจสอบการปนเปื้อนของโลหะหนักในอุตสาหกรรมน้ำเสีย และมีการนำเทคโนโลยีนี้ไปประยุกต์ใช้กับโรงบำบัดน้ำเสียในต่างประเทศ

Loupe

เมื่อกลับเมืองไทย เขาและคนอื่น ๆ อีก 5 คนก็ได้ร่วมกันก่อตั้งบริษัทอาร์ทิฟิเชี่ยล เอนีทิงก์ ขึ้นเพื่อต่อยอดการประยุกต์ใช้เทคนิคการวัดค่าโดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง หรือ EIS นี้ในเชิงพาณิชย์ ซึ่งหนึ่งในผู้ร่วมก่อตั้งเห็นว่า หากเทคนิคนี้ตรวจวัดค่าต่าง ๆ ใน “น้ำเสีย” ได้ ก็น่าจะใช้วัด “น้ำดี” ได้ด้วย ประกอบกับเรื่องสุขภาพกำลังอินเทรนด์ การพัฒนาแก้วน้ำอัจฉริยะจึงได้เริ่มต้นขึ้นโดยเข้าร่วมโครงการพัฒนา STARTUP ของสำนักงานส่งเสริมเศรษฐกิจดิจิทัล (depa) กระทั่งได้รับการคัดเลือกจากโครงการ Digital Startup ให้ไปศึกษางานที่ซิลิคอนแวลลีย์ สหรัฐอเมริกา และต่อมาได้รับทุนสนับสนุนจากสำนักงานนวัตกรรมแห่งชาติ (NIA)เพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์

ACCOH

อย่างไรก็ดี เนื่องจากแก้วน้ำอัจฉริยะเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อน และยังมีต้นทุนการผลิตต่อหน่วยค่อนข้างสูง บริษัทจึงต้องรอเวลาที่เหมาะสมเพื่อผลิตออกสู่ท้องตลาดต่อไป ระหว่างนั้นก็พัฒนาเซ็นเซอร์ไปเรื่อย ๆ พร้อมมองหาน่านน้ำใหม่อีกสาย นอกเหนือจากกลุ่มผู้ใช้ในระดับครัวเรือน (B2C) กระทั่งได้ผลลัพธ์เป็น “ACCOH” อุปกรณ์ตรวจสอบวัตถุดิบแบบพกพา ที่ใช้เทคนิคเดียวกันคือ EIS ในการตรวจหาสารประกอบในเครื่องดื่มหรือของเหลว เพื่อลดระยะเวลาการตรวจสอบในห้องแล็บ ลดความเสี่ยงในการได้วัตถุดิบไม่ได้มาตรฐาน โดยเจาะเป้าหมายไปที่กลุ่มโรงงานผู้ผลิตและเอสเอ็มอี (B2B) พร้อมชูจุดเด่นอย่างการใช้งานที่ง่าย แค่กดปุ่ม ตัวเครื่องก็จะแสดงผลให้รู้ได้ภายใน 10 วินาทีว่าผ่านหรือไม่ผ่านเกณฑ์ตามฐานข้อมูลหรือ Library ที่สร้างขึ้นมาร่วมกับลูกค้า โดยคาดว่าจะสามารถนำอุปกรณ์ดังกล่าวให้ผู้ประกอบการเอสเอ็มอีและโรงงานอุตสาหกรรมได้ใช้งานได้ในไตรมาส 2-3 ของปีนี้

แว่นขยายจากฐานข้อมูล AI
EIS เป็นอุปกรณ์ IoT (Internet of Thing) ที่รวมเอาระบบ Electromagnetic Sensor, AI และ Big Data มาทำงานร่วมกัน เพื่อให้สามารถตรวจจับระดับน้ำตาล ไขมัน หรือโปรตีนในเครื่องดื่ม รวมถึงค่ามาตรฐานต่าง ๆ เช่น ความหวาน ความเปรี้ยว และส่งผลไปแสดงบนอุปกรณ์สื่อสารเคลื่อนที่

“EIS ทำหน้าที่เป็นแว่นขยายให้เราเห็นสิ่งที่อยู่ภายใน ซึ่งมีความท้าทายคือเราใช้ AI ในการคำนวณ จึงต้องทำให้มันฉลาดด้วยการนำตัวอย่างทดลอง (Sample) ต่าง ๆ ส่งให้ AI เรียนรู้ว่าของเหลวที่กำลังวัดอยู่นั้นคือสิ่งใด เช่น เป็นนม หรือแอลกอฮอล์ มีน้ำตาล คาเฟอีน ที่ระดับใด โดยเราใช้ปริมาณในการทดสอบ 5-10 มิลลิลิตร ถ้าอยากให้เครื่องฉลาดมากขึ้น ก็ต้องมีจำนวนตัวอย่างทดลองให้ AI รู้จักมากขึ้น ซึ่งตอนนี้เรามีถึง 200-300 ตัวอย่างแล้ว”

ดร.ณัทเดชาธรกล่าวต่อไปว่า เทคโนโลยี EIS สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้หลากหลายตั้งแต่เรื่องของสุขภาพ การผลิตในภาคอุตสาหกรรมและเกษตรกรรม รวมถึงเรื่องการพัฒนาเศรษฐกิจต่อไปในอนาคต

“ต่อไปคนที่เป็นเอสเอ็มอีถ้าอยากผลิตคราฟต์เบียร์เป็นของเขาเอง หรืออยากทำกาแฟสูตรเฉพาะของตัวเอง เราก็สามารถเป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับการสเกลอัปธุรกิจ หรือสร้างโปรไฟล์ผลิตภัณฑ์เครื่องดื่มให้ได้ เราสามารถช่วยเขาเช็กได้ว่า รสชาติเครื่องดื่มเหมือนกันทุกล็อตการผลิตหรือไม่ หรืออย่างการทำ Vertical Farming, การปลูกผักไฮโดรโปนิกส์ แต่ละชนิดก็ต้องมีส่วนผสมของสารอาหารที่ต้องการใส่เข้าไปในปริมาณที่แตกต่างกัน เครื่องมือนี้ก็จะช่วยตรวจสอบปริมาณสารอาหารต่าง ๆ เหล่านั้นได้แม่นยำ และต่อไปอุปกรณ์ของเรายังจะสามารถเชื่อมต่อกับระบบควบคุมอัตโนมัติที่อยู่ในโรงงานได้ทันที นอกจากนี้เรายังมีแผนพัฒนาเครื่องเซ็นเซอร์ใช้ตรวจสอบสิ่งที่เป็นนอกเหนือจากน้ำหรือของเหลว เช่น ของแข็ง ผงหรือแป้งก็ได้ด้วย อย่างต่อไปในเนื้อชิ้นหนึ่ง เราสามารถใช้เทคนิคเดียวกันนี้วัดได้ว่ามีปริมาณไขมันอยู่เท่าไหร่ เป็นต้น”

ACCOH

ต่อยอดงานวิจัยให้ใช้งานได้จริง
ดร.ณัทเดชาธรยังได้ให้มุมมองที่น่าสนใจเกี่ยวกับการพัฒนานวัตกรรมอาหารและเครื่องดื่มว่า คนไทยมีความสามารถ เรามีเทคโนโลยีอาหารและเครื่องดื่มค่อนข้างมาก ยิ่งในยุคที่มีการเชื่อมต่อกันด้วยอินเทอร์เน็ต ประกอบกับกระแสสุขภาพ ทำให้ผู้บริโภคมีความรู้มากขึ้น ฉลาดมากขึ้น สนใจเรื่องปริมาณสารอาหารต่าง ๆ มากขึ้น ทำให้เกิดความท้าทายในเรื่องของความเร็ว การตลาด และการแข่งขัน ที่ผู้ผลิตหรือผู้ประกอบการต้องหาจุดแตกต่างหรือจุดเด่นของแบรนด์ตัวเองจากคู่แข่งให้เจอ เพื่อสร้างโอกาสทางธุรกิจ ซึ่งบางครั้งในการพัฒนาจุดเด่นของแบรนด์อาจไม่ได้อยู่ที่รูปแบบดั้งเดิมอีกต่อไป เช่น จากที่เคยทำน้ำเต้าหู้ อาจกลายเป็นผงโปรตีนไปก็ได้

ที่สำคัญ ในการนำงานวิจัยมาต่อยอดในเชิงพาณิชย์นั้น นักวิจัยควรมีการลงพื้นที่จริงเพื่อให้เห็นว่าข้อจำกัดของงานวิจัยคืออะไร หรือมีสิ่งที่ต้องทำเพิ่มในประเด็นใดบ้าง เพราะบางครั้งเทคโนโลยีบางอย่างก็ไม่จำเป็นต้องสมบูรณ์แบบ ขอเพียงตอบโจทย์ผู้ใช้งาน ของลูกค้า หรือของสังคมได้ ก็พัฒนาตรงจุดนั้น

Loupe

“นักวิจัยเรามักคิดว่างานวิจัยที่ดีต้องซับซ้อน ซึ่งถ้าลงไปคุยกับผู้ใช้จริง ๆ บางทีเราแค่พัฒนาเทคนิคบางอย่างต่อแค่บางส่วนก็สามารถแก้ไขปัญหาได้แล้ว ผมเจอหลายคนที่อยู่ในห้องแล็บ ทำผลิตภัณฑ์ดีมาก แต่พอออกมาใช้งานจริง ปรากฏเงื่อนไขการทำงานต่างกัน ก็อาจต้องนำข้อมูลนี้มาปรับปรุง อีกส่วนหนึ่งคือฝ่ายนักการตลาดที่ต้องหาความรู้เพิ่มเติมว่างานวิจัยนั้น ๆ สามารถต่อยอดไปใช้ประโยชน์อะไรได้บ้าง ผมคิดว่าปัจจุบันนี้เราต้องใช้องค์ความรู้แบบสหสาขา เพราะองค์ความรู้ด้านเดียวไม่เพียงพอแล้ว อย่างทีมผม มีผู้ร่วมก่อตั้งคนหนึ่งเป็นนักออกแบบผลิตภัณฑ์ ซึ่งตอนแรกคิดว่าก็ไม่เห็นจำเป็นเลย แต่ความจริงนักออกแบบมีผลอย่างมาก เพราะเขาจะมีศาสตร์ว่าเครื่องมือต้องมีขนาดเท่าไหร่ การใช้มือจับหรือมุมในการมองต้องเป็นอย่างไร ซึ่งจะช่วยต่อยอดให้เครื่องมือใช้งานจริงได้ดีมากขึ้น ดังนั้นในแง่เทคโนโลยีด้านอาหารและเครื่องดื่มก็อาจต้องมีเรื่องของ Food Science, Food Engineer หรือแม้กระทั่งเชฟหรือบาริสต้ามาทำงานร่วมกันอย่างเข้าใจกันด้วย”

3 ผู้ร่วมก่อตั้ง (จากซ้ายไปขวา) พนัชกร พวงเงินมาก (Innovation Manager), ดร.ณัทเดชาธร พวงเงินมาก (Electromagnetic Wave Engineer), และณัฏฐ์ ถุงทรัพย์ (Product Development)

เสริมกำลังบุคลากรด้านวิทยาศาสตร์
ในฐานะอาจารย์ของสถาบันการศึกษา “อาจารย์โต้ง” ได้กล่าวถึงการพัฒนาบุคลากรเพื่อตอบสนองเป้าหมายของรัฐบาลในการพัฒนานวัตกรรมและเทคโนโลยีอาหารและเครื่องดื่มเพื่อขับเคลื่อนเศรษฐกิจของประเทศ ซึ่งเป็นอีกหนึ่งความท้าทายของวงการศึกษาว่า ปัจจุบันนี้ภาครัฐหลายหน่วยงานให้การสนับสนุนในหลายมิติเพื่อผลักดันให้ประเทศไทยเกิดนวัตกรรมเพื่อช่วยพัฒนาเศรษฐกิจ สำหรับหน่วยงานการศึกษาก็พยายามปรับตัวเองให้มีการพัฒนาหลักสูตรหรือการพัฒนารูปแบบการเรียนรู้ตลอดชีวิต เช่น ผู้สูงอายุก็สามารถเรียนรู้เรื่องเทคโนโลยีได้ผ่านหลักสูตรออนไลน์ที่ทุกคนเข้าถึง

“ในอนาคต สิ่งที่ต้องมีคือแซนด์บอกซ์ (Sand box) หรือพื้นที่ที่ให้ทุกคนได้มาระดมความคิด ลองผิดลองถูก มาลองใช้ มาลองทดสอบกัน ในส่วนการศึกษาก็ควรมีเพิ่มเติมในเรื่องการทำงานเป็นทีม หรือการทำงานร่วมกัน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมาก เพราะแต่ละสาขามีความคิดไม่เหมือนกัน วิศวกรคิดแบบหนึ่ง นักการตลาดคิดแบบหนึ่ง ศิลปินก็คิดแบบหนึ่ง การทำงานร่วมกันโดยให้ความเคารพซึ่งกันและกัน เห็นอกเห็นใจกัน จึงสำคัญมากต่อการพัฒนาบุคลากรในปัจจุบัน”

นอกจากนี้ อาจารย์โต้งยังได้กล่าวถึงนักศึกษารุ่นใหม่อย่างน่าสนใจด้วยว่า ทุกวันนี้คนรุ่นใหม่มีความคิดนอกกรอบมากขึ้น มีไอเดียดีแต่มักขาดการลงมือทำอย่างต่อเนื่อง พอเจออุปสรรคก็ไปหาโซลูชั่นอื่นทันทีโดยไม่พยายามแก้ไขปัญหาก่อน ถ้าเพิ่มเรื่องความอดทน มีโฟกัสกับเรื่องที่ทำมากขึ้น เด็กเหล่านี้จะพัฒนาตัวเองไปได้รวดเร็วมาก

“เด็กยุคนี้ไม่ค่อยแคร์เรื่องเกรดแล้ว และกล้าทำอะไร ๆ มากขึ้น แต่สิ่งที่ผมเห็นคือเขาอยากไปเป็นยูทูบเบอร์ อยากเป็นอินฟลูเอนเซอร์ เด็กรุ่นใหม่สนใจทางวิทยาศาสตร์น้อยลงมากอย่างน่าตกใจ แต่จะไปเรียนทางด้านอาร์ต ด้านการตลาดมากขึ้น ซึ่งก็เป็นความท้าทายของพวกผมในฐานะอาจารย์เหมือนกันว่า แล้วเราจะทำอย่างไรถึงจะดึงเด็กพวกนี้มาเป็นกำลังสำคัญของบุคลากรทางด้านวิทยาศาสตร์ในอนาคต”

ภาพ : Artificial Anything

เรื่อง : พัตรา พัชนี