เมนู



ฉบับพิเศษ

สิงหาคม  2560




เว็บไซต์ที่เกี่ยวข้อง

สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.)

Biodata ฐานข้อมูลนักวิชาการ ประเทศไทย

ห้องสมุดออนไลน์ สกว.

ฝ่ายวิจัยเพื่อท้องถิ่น งานวิจัยท้องถิ่น

โครงการปริญญาเอก คปก.

ร้านหนังสือ สกว.




จำนวนผู้เข้าชม

2490205

รายละเอียด

2015 TRF-OHEC-SCOPUS Researcher Awards
สกว., สกอ. และสำนักพิมพ์ Elsevier (ผู้จัดทำฐานข้อมูลวารสารวิชาการระดับนานาชาติ SCOPUS) ได้ร่วมกันสนับสนุนรางวัล 2015 TRF-OHEC-SCOPUS Researcher Awards เพื่อเป็นการเชิดชูเกียรตินักวิจัยรุ่นใหม่ และนักวิจัยรุ่นกลางที่มีผลงานจากโครงการวิจัยที่อยู่ระหว่างรับทุนของ สกว. หรือสิ้นสุดโครงการแล้วไม่เกิน 2 ปี อยู่ในเกณฑ์ดีเยี่ยม ให้มีกำลังใจในการพัฒนางานวิจัยที่มีคุณภาพสูงต่อไป และเป็นตัวอย่างที่ดีแก่นักวิจัยผู้รับทุน โดยพิจารณาจากคุณภาพ และผลกระทบในเชิงวิชาการของผลงานตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับนานาชาติ ที่เกิดจากโครงการซึ่งรับทุนของฝ่ายวิชาการ สกว. ที่ผู้วิจัยคัดเลือกมาเข้ารับการพิจารณาไม่เกิน 4 บทความ โดยรางวัลนี้จะมอบให้แก่ผู้สมควรได้รับรางวัลใน 6 สาขาวิชา ได้แก่

1) สาขา Life Sciences & Agricultural Sciences

2) สาขา Health Sciences

3) สาขา Chemical & Pharmaceutical Sciences (Including Chemical Engineering)

4) สาขา Engineering and Multidisciplinary Technology

5) สาขา Physical Sciences (Including Mathematics & Physics) และ

6) สาขา Humanities and Social Sciences

นอกจากนี้ รางวัลแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ TRF-OHEC-SCOPUS Researcher Awards สำหรับนักวิจัยรุ่นกลาง จำนวน 6 รางวัล และ TRF-OHEC-SCOPUS Young Researcher Awards สำหรับนักวิจัยรุ่นใหม่ จำนวน 6 รางวัล
1. สาขา Life Sciences & Agricultural Sciences
ตัวบ่งชี้ชีวภาพของโรคมะเร็งโพรงจมูกร่วมคอหอย

รศ.ดร.เทวัญ จันทร์วิไลศรี
ภาควิชาชีวเคมี คณะวิทยาศาสตร์
มหาวิทยาลัยมหิดล
ผู้ได้รับรางวัล 2015 TRF-OHEC-SCOPUS Researcher Awards


โรคมะเร็งโพรงจมูกร่วมคอหอยเป็นมะเร็งชนิดร้ายแรงที่เกิดจากเนื้อเยื่อภายในโพรงหลังจมูก ผู้ป่วยส่วนใหญ่มาพบแพทย์ด้วยอาการในระยะแพร่กระจายของโรค เพราะเป็นบริเวณที่ซ่อนเร้นและไม่ค่อยเจ็บปวด สาเหตุที่แน่นอนของการเกิดโรคมะเร็งโพรงจมูกร่วมคอหอยนั้นยังไม่ทราบแน่ชัด และปัจจุบันยังไม่มีวิธีการตรวจคัดกรองโรคมะเร็งชนิดนี้ตั้งแต่ยังไม่ปรากฏอาการ ดังนั้นการศึกษาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของโรคมะเร็งโพรงจมูกร่วมคอหอยจึงมีความสำคัญ เพื่อใช้ในการพยากรณ์ การวินิจฉัย รวมถึงความเข้าใจในการเกิดและการดำเนินโรคในระดับโมเลกุล งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาและระบุความแตกต่างในการแสดงออกของยีนในเซลล์มะเร็งโพรงจมูกร่วมคอหอย และระบุโมเลกุลต่างๆ ที่มีความสำคัญต่อการเกิดและการดำเนินโรคมะเร็งชนิดนี้ คณะผู้วิจัยเริ่มจากการศึกษาการแสดงออกของยีนในตัวอย่างมะเร็งโพรงจมูกร่วมคอหอยโดยการวิเคราะห์อภิมานข้อมูลการแสดงออกของยีนจากฐานข้อมูลไมโครอาเรย์ด้วยหลักการทางสถิติ จากนั้นคณะผู้วิจัยได้ทำการศึกษาเชิงลึกใน ErbB pathway ซึ่งเป็นหนึ่งใน pathway ที่มีความแตกต่างระหว่างเซลล์ปกติ และเซลล์มะเร็งโพรงจมูกร่วมคอหอยอย่างมีนัยสำคัญ เพื่อศึกษาการแสดงออกของโปรตีนด้วยวิธีอิมมูโนฮิสโตเคมี คณะผู้วิจัยพบว่าเซลล์มะเร็งโพรงจมูกร่วมคอหอยไม่มีการแสดงออกของโปรตีน ERBB1 และ ERBB2 ซึ่งแตกต่างจากเซลล์ปกติ ส่วนการแสดงออกของโปรตีน ERBB3 มีความสัมพันธ์กับการอยู่รอดของผู้ป่วยโรคมะเร็งชนิดนี้ และมีแนวโน้มที่จะใช้เป็นตัวบ่งชี้สำหรับการอยู่รอดผู้ป่วยได้ นอกจากนี้ เทคนิคไมโครอาเรย์ได้ถูกนำมาใช้ตรวจสอบยีนที่มีการแสดงออกต่างกันในเนื้อเยื่อของผู้ป่วยมะเร็งที่มีการกลับเป็นซ้ำของโรค เพื่อหาตัวบ่งชี้ที่อาจจะมีส่วนสำคัญต่อการกลับเป็นซ้ำของโรคหลังได้รับการรักษา จากการศึกษาตัวบ่งชี้การเกิดและการดำเนินโรคมะเร็งจมูกร่วมคอหอยโดยไมโครอาเรย์ร่วมกับการใช้ฐานข้อมูลนั้น ทำให้สามารถระบุยีน และ pathway ที่มีการแสดงออกอย่างแตกต่างในเซลล์มะเร็งโพรงจมูกร่วมคอหอยได้อย่างมีนัยสำคัญซึ่งจะนำไปสู่การศึกษาในเชิงลึกและความเข้าใจในกระบวนการเกิดโรค และการนำตัวบ่งชี้ไปใช้ในการวินิจฉัยและรักษาโรคมะเร็งจมูกร่วมคอหอยได้
ความสำคัญและการใช้ประโยชน์ของงานวิจัย
โรคมะเร็งโพรงจมูกร่วมคอหอยเป็นโรคมะเร็งที่มีอุบัติการณ์ของโรคสูงในประเทศแถบเอเชียตะวันออกเฉียงใต้รวมทั้งประเทศไทย โดยจัดเป็นมะเร็งที่พบบ่อยเป็นอันดับที่ 9 ของโรคมะเร็งที่พบในประเทศไทย มะเร็งชนิดนี้จึงถือว่าเป็นปัญหาสาธารณสุขที่สำคัญของประเทศไทย พยาธิกำเนิดของโรคมะเร็งโพรงจมูกร่วมคอหอยนับว่ามีความซับซ้อนมาก ประกอบกับทั้งจำนวนผู้ป่วยที่มีมากในประเทศ วิธีการตรวจวินิจฉัยที่ยุ่งยากซับซ้อน วิธีการรักษาและติดตามผลที่ไม่ค่อยมีประสิทธิภาพ สร้างผลกระทบต่อสังคมและเศรษฐกิจโดยรวม เนื่องจากภาครัฐจะต้องใช้งบประมาณมหาศาลเพื่อเป็นค่าใช้จ่ายในการป้องกันและรักษาโรคมะเร็งชนิดนี้ จากรายงานวิจัยพบว่าองค์ความรู้ที่มีในปัจจุบันยังไม่สามารถอธิบายกลไกการเกิดโรคมะเร็งชนิดนี้ได้ คณะผู้วิจัยจึงศึกษากลไกต่างๆ ในการเกิดโรคมะเร็งโพรงจมูกร่วมคอหอยเพื่อนำไปสู่ความเข้าใจเกี่ยวกับพยาธิกำเนิด และการดำเนินโรคที่มีศักยภาพในการนำไปสู่การดูแลรักษา การป้องกัน และการลดอุบัติการณ์ของโรค ให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น โดยผลงานวิจัยที่ได้รับจากโครงการวิจัยนี้ได้ระบุตัวบ่งชี้ทางชีวภาพสำหรับโรคมะเร็งโพรง จมูกร่วมคอหอย ซึ่งคณะผู้วิจัยได้นำมาศึกษาวิจัยต่อเนื่องในเชิงลึกเพื่อพัฒนายารักษาโรคมะเร็งให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นในระยะยาว นอกจากนี้ โครงการวิจัยได้มีนักศึกษาระดับปริญญาเอกเข้าร่วมปฏิบัติงานวิจัยและได้ สำเร็จการศึกษาแล้ว ดังนั้นโครงการวิจัยนี้มีส่วนสำคัญในการผลิตนักวิทยาศาสตร์ที่มีความรู้ ความสามารถ และประสบการณ์ ซึ่งจะเป็นการแก้ปัญหาการขาดแคลนนักวิทยาศาสตร์ของชาติในปัจจุบัน
 
การควบคุมโดยฮอร์โมนประสาทต่อการพัฒนาของระบบสืบพันธุ์ของกุ้งเศรษฐกิจของประเทศไทย

ผศ.ดร.ยสวันต์ ตินิกุล
มหาวิทยาลัยมหิดล วิทยาเขตนครสวรรค์
ผู้ได้รับรางวัล 2015 TRF-OHEC-SCOPUS Young Researcher Awards


งานวิจัยของ ผศ.ดร.ยสวันต์ ตินิกุล เป็นงานวิจัยที่มุ่งเน้นเพื่อสร้างองค์ความรู้พื้นฐานที่สร้างความเข้าใจเกี่ยวกับฮอร์โมนที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมกระบวนการสืบพันธุ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง วงจรการพัฒนาของรังไข่และการพัฒนาของเซลล์สืบพันธุ์ของกุ้งเศรษฐกิจที่สำคัญของประเทศไทย เช่น กุ้งขาว กุ้งก้ามกราม ซึ่งนับเป็นสัตว์น้ำเศรษฐกิจที่สำคัญมากของประเทศไทยทั้งด้านการบริโภคภายในประเทศและส่งออกต่างประเทศ ในปัจจุบันการเพาะเลี้ยงกุ้งก็ยังคงมีปัญหา โดยเฉพาะประสิทธิภาพในการผลิตเซลล์สืบพันธุ์ของพ่อ-แม่พันธุ์กุ้งที่เลี้ยงในสภาพกักขัง เนื่องจากความเครียดและการเผชิญกับภาวะแวดล้อมที่ไม่เป็นธรรมชาติ ดังนั้นผู้วิจัยจึงทำการวิจัยที่ค้นพบและมุ่งสร้างองค์ความรู้ใหม่เกี่ยวข้องกับการศึกษาคุณลักษณะ การปรากฏ หน้าที่ และความสัมพันธ์ของสารสื่อประสาทและสารนิวโรเปปไทด์ที่ผลิตจากระบบประสาท ระบบเอ็นโดครายน์ และระบบสืบพันธุ์ซึ่งเกี่ยวข้องกับการกระตุ้นต่อมสืบพันธุ์ ซึ่งนอกจากทำการวิจัยเพื่อให้ได้องค์ความรู้พื้นฐานที่สำคัญแล้ว คาดว่าอาจจะสามารถนำองค์ความรู้ที่ได้ค้นพบนี้นำไปประยุกต์ใช้ต่อได้ โดยเฉพาะการนำฮอร์โมนบางชนิดที่ค้นพบไปช่วยกระตุ้นประสิทธิภาพการสืบพันธุ์ของพ่อ-แม่พันธุ์กุ้งที่เลี้ยงในสภาพกักขังได้ ผู้วิจัยได้ดำเนินการวิจัยอย่างต่อเนื่องมาโดยตลอดและจากผลงานวิจัยเด่นในช่วงที่ผ่านมา พบว่า ฮอร์โมนที่ควบคุมวงจรการสืบพันธุ์กับการพัฒนาของต่อมสืบพันธุ์ประกอบไปด้วย สารสื่อประสาทและสารนิวโรเปปไทด์ที่สำคัญ ซึ่งผลิตจากเซลล์ประสาทที่อยู่ในระบบประสาทและอวัยวะสืบพันธุ์ ได้แก่ สารสื่อประสาทซีโรโทนิน (5-HT), โดพามีน (DA) และออกโทพามีน (OA) โดย 5-HT กระตุ้นการพัฒนาของต่อมสืบพันธุ์ ส่วนสารสื่อประสาท DA และ OA ทำหน้าที่ตรงกันข้าม อีกกลุ่มหนึ่งคือ สารนิวโรเปไทด์ที่มีลักษณะคล้าย gonadotropin-releasing hormone (GnRH) อาจทำหน้าที่ในการส่งสัญญาณร่วมกับการออกฤทธิ์ของ 5-HT ผู้วิจัยค้นพบองค์ความรู้ใหม่ที่สำคัญว่า 5-HT, DA และ GnRH มีตำแหน่งการปรากฏและกระจายอยู่เฉพาะที่ในสมอง ปมประสาทส่วนอก และที่รังไข่ รวมทั้งยังพบว่า สารสื่อประสาทมีการเปลี่ยนแปลงปริมาณและความเข้มข้นไปตามการวงจรพัฒนาของรังไข่ โดยเฉพาะ 5-HT และ DA ซึ่ง 5-HT มีปริมาณและความเข้มข้นสูงในสมอง และมีปริมาณสูงมากในปมประสาทส่วนอกเมื่อไข่กุ้งระยะเต็มวัย (late stages) แต่มีปริมาณน้อยในไข่ระยะต้น (early stages) ส่วนปริมาณและความเข้มข้นของ DA และ OA ได้แปรผันตรงข้ามกับ 5-HT นอกจากนี้ ผู้วิจัยยังทำการวิจัยต่อยอดถึงการศึกษาหน้าที่และความสัมพันธ์ของสารสื่อประสาทและสารนิวโรเปปไทด์เหล่านี้ต่อวงจรของการพัฒนารังไข่ การสืบพันธุ์และการตกไข่ โดยทำการฉีดกระตุ้นแม่พันธุ์กุ้งด้วย 5-HT และ GnRH ทั้งในกุ้งก้ามกรามและกุ้งขาว พบว่า 5-HT และ GnRH ทำให้รังไข่ของแม่พันธุ์กุ้งมีการพัฒนาและมีความสมบูรณ์เต็มที่เร็วขึ้น ทำให้วงจรของการพัฒนารังไข่และการตกไข่สั้นลง มีการปล่อยไข่และเซลล์ไข่ที่มีคุณภาพปกติและมีปริมาณมากขึ้น ในขณะที่สารสื่อประสาท DA และ OA ออกฤทธิ์ในทางตรงข้าม ซึ่งการใช้ 5-HT กับ GnRH ในอัตราส่วนที่เหมาะสมน่าจะช่วยกระตุ้นการพัฒนาของรังไข่และการตกไข่ได้ดีมากยิ่งขึ้น
ความสำคัญและการใช้ประโยชน์ของงานวิจัย
จากการได้องค์ความรู้พื้นฐานและการวิจัยต่อยอดถึงการศึกษาคุณลักษณะ การปรากฏ หน้าที่ และความสัมพันธ์ของสารสื่อประสาทและสารนิวโรเปปไทด์เหล่านี้ต่อวงจรของการพัฒนารังไข่ การสืบพันธุ์และการตกไข่ โดยทำการฉีดกระตุ้นแม่พันธุ์กุ้งด้วย 5-HT และ GnRH ทั้งในกุ้งกุ้งขาวและกุ้งก้ามกราม ดังที่กล่าวมาแล้วนั้น เมื่อพิจารณาระดับปริมาณของสาร (dose) ที่ใช้ต่อน้ำหนักตัวของแม่พันธุ์เพื่อให้เกิดผลตอบสนองทางบวก พบว่า GnRH น่าจะเป็นฮอร์โมนที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการออกฤทธิ์ โดยอาจออกฤทธิ์โดยตรงที่รังไข่ ในขณะที่ 5-HT ต้องใช้ dose ที่มากกว่า GnRH เพื่อให้ได้การออกฤทธิ์ที่ได้ผลใกล้เคียงกัน รวมทั้งการใช้ 5-HT ร่วมกับ GnRH และ/หรือ ตัวห้าม (antagonist) ต่อ DA ในอัตราส่วนที่เหมาะสมน่าจะช่วยกระตุ้นการพัฒนาของรังไข่และการตกไข่ได้ดีมากยิ่งขึ้น โดยเฉพาะในแม่พันธุ์กุ้งที่ถูกเลี้ยงในสภาพกักขังให้มีความสมบูรณ์เพศของแม่พันธุ์กุ้ง การพัฒนาของรังไข่ และเซลล์ไข่ให้ได้ผลดีโดยไม่ต้องตัดตา ซึ่งการตัดตาซึ่งใช้อยู่ในปัจจุบันนั้น นอกจากจะทำให้สามารถใช้แม่พันธุ์กุ้งได้เพียงไม่กี่ครั้ง ก็ทำให้ประสิทธิภาพของแม่พันธุ์ลงลง หรือหมดประสิทธิภาพลง และยังทำให้แม่พันธุ์กุ้งมีอายุสั้นลงจากการที่ตาถูกตัดด้วย นอกจากนั้นแล้ว การผลิตลูกกุ้งโดยการตัดตาอาจได้ชื่อว่าเป็นการทรมานสัตว์และเป็นการปฏิบัติที่ผิดจริยธรรมในการผลิตสัตว์ ซึ่งประเทศคู่ค้าโดยเฉพาะประเทศในกลุ่ม EC, USA และญี่ปุ่น อาจถือเป็นข้อห้ามหรือกีดกันที่ไม่ใช่กำแพงภาษีก็ได้ในอนาคตอันใกล้ ดังนั้นการใช้ฮอร์โมน GnRH และสารสื่อประสาทเพื่อกระตุ้นให้แม่พันธุ์กุ้งพัฒนารังไข่และเซลล์ไข่ จึงน่าจะเป็นทางเลือกหนึ่งที่นำไปปฏิบัติที่ทำให้ใช้แม่พันธุ์ได้นานขึ้นและไม่ได้รับการต่อต้านจากประเทศนำเข้ากุ้ง และคาดว่าน่าจะนำไปปรับประยุกต์ใช้ในการกระตุ้นประสิทธิภาพการสืบพันธุ์เพื่อเพิ่มผลผลิตในระดับเกษตรกรรายย่อยและระดับการเพาะเลี้ยงในเชิงพาณิชย์ต่อไปได้ นอกจากนั้น งานวิจัยของ ผศ.ดร.ยสวันต์เป็นงานวิจัยที่สามารถสร้างองค์ความรู้พื้นฐานที่สำคัญ สำหรับนักวิจัยที่ทำวิจัยเกี่ยวข้องทางวิทยาศาสตร์การเกษตรและชีววิทยา รวมถึงสาขาที่เกี่ยวข้องในวงกว้าง ตลอดจนนักเรียน นักศึกษาและประชาชนทั่วไปได้มีความรู้ ความเข้าใจ ความตระหนัก ถึงหน้าที่และความสำคัญของฮอร์โมน ระบบประสาท ระบบเอ็นโดครายน์ และชีววิทยาการสืบพันธุ์ โดยเฉพาะกุ้ง และสามารถนำองค์ความรู้พื้นฐานที่ได้ค้นพบนี้นำไปประยุกต์ใช้ต่อได้ในการกระตุ้นประสิทธิภาพการสืบพันธุ์ของพ่อ-แม่พันธุ์กุ้ง สัตว์กลุ่มคลัสเตเชียนอื่นๆ และสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังกลุ่มอื่นๆ ต่อไปได้ นอกจากนี้ ในทางปฏิบัติ องค์ความรู้พื้นฐานที่สำคัญดังกล่าวอาจนำไปสู่การประยุกต์ใช้ฮอร์โมนสำหรับกระตุ้นแม่พันธุ์กุ้งที่ถูกเลี้ยงในสภาพกักขังให้มีการพัฒนาของรังไข่และเซลล์ไข่โดยไม่ต้องตัดตาตามที่กล่าวมาแล้วข้างต้น อย่างไรก็ตามงานวิจัยถึงการใช้ฮอร์โมนประสาทต่อการควมคุมการพัฒนาของระบบสืบพันธุ์ของกุ้ง ยังจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม ประกอบกับงานวิจัยนี้ยังคงเป็นงานวิจัยเพื่อสร้างองค์ความรู้พื้นฐาน สำหรับการวิจัยต่อยอดในมิติต่างๆ ให้ครอบคลุมก่อน เพื่อนำไปสู่การใช้ในทางปฏิบัติได้จริงในอนาคต
2. สาขา Health Sciences
กระบวนการทางคอมพิวเตอร์เพื่อช่วยค้นหาตำแหน่งของเครื่องหมายทางพันธุกรรมจากการศึกษาความสัมพันธ์ของจีโนไทป์กับโรคซับซ้อนที่พบได้บ่อย

ดร.ศิษเฎศ ทองสิมา
ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
ผู้ได้รับรางวัล 2015 TRF-OHEC-SCOPUS Researcher Awards


ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ใช้ข้อมูลความหลากหลายทางพันธุกรรมแบบตำแหน่งเดี่ยว หรือสนิป (Single nucleotide polymorphism) บนจีโนมของมนุษย์วิเคราะห์ข้อมูลจีโนไทป์ที่กระจายอยู่ทั่วจีโนมโดยใช้ระเบียบวิธีชื่อว่า Genome-wide association study (GWAS) หรือจีวาส เพื่อค้นหาเครื่องหมายทางพันธุกรรมที่บ่งชี้ยีนที่มีปัจจัยเสริมต่อการเกิดโรคซับซ้อนที่พบได้บ่อย อาทิ โรคเบาหวาน โรคความดันเลือดสูง และโรคหัวใจ อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์แบบจีวาสมักจะให้คำตอบที่เป็นผลบวกลวง (False positive) งานวิจัยนี้ได้พัฒนากระบวนการประมวลผลทางคอมพิวเตอร์ หรือ อัลกอริธึมแบบใหม่ชื่อว่า ไอพีพีซีเอ (ipPCA) ซึ่งนำข้อมูลสนิปของแต่ละคนมาวิเคราะห์ร่วมกัน เพื่อตรวจสอบว่าในกลุ่มประชากรที่สนใจมีโครงสร้างของประชากรย่อย และท้ายที่สุดสามารถจำแนกกลุ่มประชากรย่อยเหล่านี้ออกมาได้ เทคนิคดังกล่าวเมื่อนำไปวิเคราะห์ข้อมูลสนิปจีโนไทป์ของคนไทยที่รวบรวมจากโครงการ GWAS โรคเบต้าธาลัสซีเมีย/ฮีโมโกลบินอี และโรคซึมเศร้า เกือบ 1,000 ราย สามารถจำแนกประชากรย่อยตามลักษณะการกระจายบนจีโนมมนุษย์ของสนิป ได้ 4 กลุ่มประชากรย่อยสอดคล้องกับแหล่งที่มาของประชากรคือ เหนือ ตะวันออกเฉียงเหนือ ใต้ โดยกลุ่มประชากรย่อยสุดท้ายกระจายอยู่ทั่วทุกภูมิภาคมีลักษณะคล้ายคลึงกับประชากรจีนตอนใต้ (จากข้อมูลการทดลองที่ยังไม่ได้ตีพิมพ์) ข้อมูลของโครงสร้างประชากรย่อยดังกล่าวจึงเป็นประโยชน์กับการวิเคราะห์จีวาสข้างต้น งานวิจัยเสนอให้จัดกลุ่มประชากรใหม่ให้มีโครงสร้างประชากรคล้ายคลึงกันก่อนที่จะนำมาวิเคราะห์จีวาส นอกจากนี้ ไอพีพีซีเอยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับการจำแนกกลุ่มประชากรที่มีจีโนไทป์หรือสัญญาณที่แสดงออกถึงความหลากหลายมาเป็นโครงร่าง (Profile) อีกด้วย โดยผู้วิจัยได้ประยุกต์ใช้อัลกอริธึมกับข้อมูลพันธุศาสตร์ประชากรของโคพื้นเมืองของไทยและตีพิมพ์ผลงานวิจัยที่แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ของวัวไทยกับวัวอื่นๆ ที่อยู่ในภูมิภาคนี้ นอกจากปัจจัยด้านโครงสร้างประชากรในข้อมูลที่ทำให้เกิดผลบวกลวง ผู้วิจัยยังได้ต่อยอดการวิเคราะห์จีวาสจากการดูสนิปทีละตำแหน่งกับโอกาสในการส่งเสริมการแสดงออกของโรค โดยแนวความคิดใหม่คือการวิเคราะห์ค่าความสัมพันธ์ของคู่สนิป (SNP-pair correlation) ทั้งหมดที่เป็นไปได้ในกลุ่มประชากรควบคุม และนำมาเปรียบเทียบความแตกต่างกับค่าความสัมพันธ์ของคู่สนิปเดียวกัน (Correlation difference) แต่มาจากกลุ่มประชากรที่เป็นโรค ระเบียบวิธีดังกล่าวสามารถดึงปัจจัยของยีนที่ทำงานร่วมกัน (Epistasis) ที่มาจากคนละโครโมโซมและมีผลกระทบต่อการแสดงออกของโรคออกมาได้
ความสำคัญและการใช้ประโยชน์ของงานวิจัย
อัลกอริธึมที่พัฒนาขึ้นใช้ในการทำนายจำนวนกลุ่มประชากรย่อยและกำหนดได้ว่าสมาชิกอยู่ในกลุ่มใด ซึ่งต่อมาได้ใช้อัลกอริธึมนี้แสดงให้เห็นว่าประชากรไทยมีโครงสร้างทางพันธุกรรมที่แยกออกจากกันได้ ความรู้ดังกล่าวสามารถนำไปใช้ในการคัดเลือกประชากรที่เหมือนกันก่อนนำมาวิเคราะห์จีวาส การคัดเลือกตัวอย่างที่มีความคล้ายคลึงด้านโครงสร้างประชากรมากขึ้นเช่นนี้ จะช่วยทำให้การหาความสัมพันธ์ของจีโนไทป์และลักษณะเด่นถูกต้องมากขึ้น และได้เครื่องหมายพันธุกรรมที่สามารถทำนายลักษณะเด่นของจุลินทรีย์ พืช สัตว์ หรือโรคที่ต้องการศึกษาได้แม่นยำ การวิเคราะห์คู่สนิปทุกคู่ที่เป็นไปได้ทั่วจีโนมเป็นอีกวิธีหนึ่งที่เปิดโอกาสให้นักวิจัยได้สร้างสมมติฐานใหม่ที่อาจจะเกิดจากการทำงานร่วมกันของยีนที่อยู่คนละโครโมโซม นอกจากการนำอัลกอริธึม “ไอพีพีซีเอ” ไปใช้กับการวิเคราะห์เชิงประชากรพันธุศาสตร์เพื่อจัดกลุ่มของประชากรตามโครงร่างจีโนไทป์ตามที่นำเสนอไปนั้นอัลกอริธึมนี้ คาดว่ายังสามารถนำไปใช้ประเมินจำนวนกลุ่ม (Estimating number of clusters) จากปัญหาการแบ่งกลุ่มที่พบในงานวิจัยสาขาอื่น เช่น การวิเคราะห์ภาพถ่ายทางการแพทย์ การวิเคราะห์สังคม/การตลาด เป็นต้น
 
การใช้ชีวสารสนเทศในการศึกษากลไกการทำงานของไมโครอาร์เอ็นเอและโรคในมนุษย์

ดร.จิตติมา พิริยะพงศา
ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
ผู้ได้รับรางวัล 2015 TRF-OHEC-SCOPUS Young Researcher Awards


งานวิจัยโดยรวมมุ่งเน้นการนำเอาชีวสารสนเทศ ซึ่งอาศัยเทคนิคทางคอมพิวเตอร์มาใช้ในการวิจัยทางด้านชีววิทยา ในหัวข้อเรื่องการควบคุมการทำงานของยีนโดยไมโครอาร์เอ็นเอและเรื่องโรคในมนุษย์ ซึ่งงานวิจัยดังกล่าวได้รวมถึงการจัดตั้งฐานข้อมูลใหม่และการค้นพบความรู้ใหม่จากการวิเคราะห์ข้อมูลทางด้านไมโครอาร์เอ็นเอ และการพัฒนาเครื่องมือทางคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการค้นหาปฏิสัมพันธ์ระหว่างยีนที่เกี่ยวข้องกับโรค โดยผลงานวิจัยเด่น ได้แก่ การสร้างฐานข้อมูลของตำแหน่งเป้าหมายของไมโครอาร์เอ็นเอซึ่งอยู่บนยีนโปรโมเตอร์ในจีโนมมนุษย์ ชื่อ ฐานข้อมูล microPIR

ไมโครอาร์เอ็นเอเป็นโมเลกุลสายสั้นๆ ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของยีน จึงมีบทบาทต่อกระบวนการทางชีววิทยาต่างๆ ภายในร่างกาย รวมทั้งมีความสำคัญทางด้านการแพทย์ โดยพบว่า การทำงานที่เปลี่ยนแปลงไปของไมโครอาร์เอ็นเอมีความเกี่ยวข้องกับโรคต่างๆ รวมทั้งโรคมะเร็ง ไมโครอาร์เอ็นเอมีกลไกการทำงานโดยจับกับตำแหน่งเป้าหมายที่อยู่บริเวณ 3’-UTR ของเมสเซนเจอร์อาร์เอ็นเอของยีนเป้าหมาย อย่างไรก็ตาม กลไกซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีนี้ ไม่สามารถใช้อธิบายการทำงานของไมโครอาร์เอ็นเอได้ในทุกกรณีที่พบ การศึกษาที่ผ่านมาระบุว่า ไมโครอาร์เอ็นเออาจจะสามารถทำงานผ่านกลไกอื่นโดยจับกับบริเวณของยีนที่เรียกว่า “โปรโมเตอร์” ได้ อย่างไรก็ดี ในปัจจุบันยังไม่ค่อยมีรายงานการศึกษาในหัวข้อนี้มากนัก ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากการขาดข้อมูลที่มีประสิทธิภาพเพื่อใช้ในการช่วยคัดเลือกตำแหน่งเป้าหมายและกลุ่มยีนที่น่าสนใจจากยีนทั้งหมดกว่าสามหมื่นยีนในร่างกาย เพื่อที่จะนำมาศึกษาต่อในเชิงลึกทางห้องปฏิบัติการ

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการจัดตั้งฐานข้อมูลสาธารณะในรูปแบบเว็บไซต์สำหรับการศึกษาวิจัยทางด้านกลไกการทำงานของไมโครอาร์เอ็นเอผ่านยีนโปรโมเตอร์ โดยเริ่มจากการใช้วิธีทางคอมพิวเตอร์ในการทำนายตำแหน่งการจับของไมโครอาร์เอ็นเอบนยีนโปรโมเตอร์ทั่วจีโนมมนุษย์ ซึ่งอาศัยข้อมูลการทดลองทางห้องปฏิบัติการที่มีมาก่อนในการสร้างหลักการทำนายและประมวลผลด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง ข้อมูลตำแหน่งเป้าหมายที่ได้จากการทำนายดังกล่าวถูกเชื่อมโยงเข้ากับข้อมูลจีโนมอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องจำนวนมากรวมทั้งเครื่องมือทางคอมพิวเตอร์อื่นๆ ทำให้ฐานข้อมูลนี้เป็นคลังข้อมูลที่สมบูรณ์แหล่งแรกของข้อมูลตำแหน่งเป้าหมายของไมโครอาร์เอ็นเอบนยีนโปรโมเตอร์ ปัจจุบันฐานข้อมูล microPIR เปิดให้ใช้งานฟรีที่http://www4a.biotec.or.th/micropirผลงานดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในวารสารนานาชาติ PLoS ONE และยังได้รับเลือกเป็น Research Highlight บนเว็บไซต์ A-IMBN (Asia-Pacific International Molecular Biology Network) research นอกจากนี้ ผู้วิจัยยังได้พัฒนาฐานข้อมูล microPIR เวอร์ชั่น 2 สำหรับการศึกษาเชิงเปรียบเทียบระหว่างตำแหน่งเป้าหมายของไมโครอาร์เอ็นเอในจีโนมมนุษย์และจีโนมหนู โดยผลงานดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในวารสารนานาชาติ Database (Oxford)
ความสำคัญและประโยชน์ของงานวิจัย
ฐานข้อมูล microPIR ที่สร้างขึ้นเป็นแหล่งข้อมูลสำคัญสำหรับศึกษากลไกใหม่ในการทำงานของไมโครอาร์เอ็นเอ ซึ่งสามารถนำไปสู่แนวคิดในการพัฒนาเทคนิคใหม่ในการรักษาโรคต่างๆ เช่น มะเร็ง ผ่านการควบคุมการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการเกิดโรคดังกล่าวในอนาคต และยังเป็นองค์ความรู้ที่สามารถนำมาใช้ในการระบุกลไกทางชีววิทยาที่ไม่ทราบแน่ชัดของโรคในมนุษย์ นอกจากนี้ การคัดกรองตำแหน่งเป้าหมายที่ตรงกับความสนใจของนักวิจัยแต่ละคนโดยใช้ข้อมูลจากฐานข้อมูลนี้ก่อนการศึกษาเชิงลึก ยังสามารถช่วยลดเวลา และค่าใช้จ่าย รวมทั้งเพิ่มโอกาสความสำเร็จในการดำเนินวิจัย และช่วยกระตุ้นให้งานวิจัยในหัวข้อนี้ก้าวหน้ามากยิ่งขึ้น ปัจจุบันมีนักวิจัยกว่าร้อยคนจากประเทศต่างๆ ได้ลงทะเบียนขอดาวน์โหลดข้อมูลระดับจีโนมจากฐานข้อมูล microPIR เพื่อนำไปประยุกต์ใช้ในโครงการวิจัยต่างๆ ที่เป็นประโยชน์ต่อไป
3. สาขา Chemical & Pharmaceutical Sciences (Including Chemical Engineering)
การออกแบบและวิเคราะห์ระบบเซลล์เชื้อเพลิงสำหรับการผลิตพลังงานไฟฟ้าและความร้อน

ผศ.ดร.อมรชัย อาภรณ์วิชานพ
ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
ผู้ได้รับรางวัล 2015 TRF-OHEC-SCOPUS Researcher Awards


เซลล์เชื้อเพลิง (fuel cell) เป็นอุปกรณ์ผลิตพลังงานไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากสามารถเปลี่ยนพลังงานเคมีที่มีในเชื้อเพลิงไปเป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง โดยทั่วไปก๊าซไฮโดรเจนจะถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงตั้งต้นสำหรับเซลล์เชื้อเพลิง ปัจจุบันก๊าซไฮโดรเจนส่วนใหญ่ผลิตได้จากเชื้อเพลิงปิโตรเลียมซึ่งเป็นทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัด ระบบเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้ามักประกอบด้วยหน่วยการผลิตย่อยๆ หลายหน่วย อาทิ หน่วยการผลิตก๊าซไฮโดรเจน หน่วยกำจัดสารเจือปนในก๊าซไฮโดรเจน เซลล์เชื้อเพลิง หน่วยนำความร้อนกลับมาใช้ประโยชน์ ดังนั้นการทำความเข้าใจการทำงานของระบบเซลล์เชื้อเพลิงจึงเป็นเรื่องที่จำเป็นต่อการพัฒนาระบบเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า
 













ระบบเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า
 
งานวิจัยนี้มีเป้าหมายที่จะศึกษา ออกแบบ วิเคราะห์และปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบเซลล์เชื้อเพลิงโดยใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียนเป็นหลัก จากการวิเคราะห์เชิงทฤษฎีของหน่วยการผลิตก๊าซไฮโดรเจนจากเอทานอล (เชื้อเพลิงหมุนเวียนประเภทหนึ่งที่สำคัญและสามารถผลิตได้ภายในประเทศ) เพื่อใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็ง (solid oxide fuel cell) ซึ่งเป็นเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่ พบว่าการเปลี่ยนรูปเอทานอลด้วยไอน้ำเป็นกระบวนการผลิตไฮโดรเจนที่เหมาะสมในแง่การใช้พลังงานและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน นอกจากนี้ เมื่อศึกษาระบบเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็งที่ทำงานร่วมกับกระบวนการเปลี่ยนรูปเอทานอลด้วยไอน้ำ พบว่าการนำก๊าซเหลือทิ้งที่ได้จากเซลล์เชื้อเพลิงกลับไปใช้ในหน่วยการผลิตก๊าซไฮโดรเจนจะทำให้ประสิทธิภาพการผลิตพลังงานไฟฟ้าของระบบเซลล์เชื้อเพลิงสูงขึ้นประมาณร้อยละ 5 และช่วยลดปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในหน่วยการผลิตไฮโดรเจน

นอกจากเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็ง งานวิจัยนี้ยังได้ศึกษาเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน (proton exchange membrane fuel cell) ซึ่งเป็นเซลล์เชื้อเพลิงอีกประเภทที่ได้รับความสนใจอย่างมาก เหมาะสำหรับการผลิตไฟฟ้าขนาดเล็ก เนื่องจากประเทศไทยมีวัตถุดิบชีวมวลจำนวนมาก การนำเชื้อเพลิงที่มีมูลค่าต่ำเหล่านี้ไปใช้ประโยชน์จึงเป็นเรื่องที่น่าสนใจ งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนร่วมกับกระบวนการแก๊สซิฟิเคชันชีวมวล (biomass gasification) โดยใช้ขี้เลื่อยเป็นวัตถุดิบ พบว่าเมื่อพิจารณาการนำความร้อนภายในระบบกลับมาใช้ประโยชน์จะทำให้ประสิทธิภาพพลังงานรวมของระบบเซลล์เชื้อเพลิงอยู่ที่ร้อยละ 51 โดยทั่วไปเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนต้องการเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงและมักมีปัญหาเรื่องการจัดการน้ำที่เกิดขึ้นภายในเซลล์เชื้อเพลิง งานวิจัยนี้จึงได้ศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนอุณหภูมิสูง (high-temperature proton exchange membrane fuel cell) โดยใช้ระบบการผลิตก๊าซไฮโดรเจนที่แตกต่างกัน จากการศึกษาพบว่าในกรณีการผลิตพลังงานไฟฟ้าร่วมกับความร้อนสำหรับใช้ประโยชน์ในบ้านเรือนนั้น ประสิทธิภาพของระบบเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนอุณหภูมิสูงที่มีกระบวนการกำจัดสารเจือปนในก๊าซไฮโดรเจนมีค่าสูงสุดประมาณร้อยละ 60 ขณะที่เซลล์เชื้อเพลิงชนิดเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนแบบดั้งเดิมที่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำมีประสิทธิภาพต่ำ เนื่องจากปัญหาการเสื่อมของตัวเร่งปฏิกิริยาจากก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ที่เจือปนในก๊าซไฮโดรเจน
ความสำคัญและการใช้ประโยชน์ของงานวิจัย
งานวิจัยนี้ทำให้เกิดความเข้าใจเกี่ยวกับระบบเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าและความร้อนโดยใช้เชื้อเพลิงหมุนเวียนที่มีภายในประเทศ และทราบถึงผลของสภาวะและรูปแบบการดำเนินงานต่างๆ ที่มีต่อประสิทธิภาพการผลิตพลังงานไฟฟ้าและความร้อนของระบบเซลล์เชื้อเพลิง องค์ความรู้ที่ได้เป็นประโยชน์ต่อการพัฒนา ออกแบบและปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบเซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งคาดว่าจะเข้ามามีบทบาทสำคัญต่อระบบการผลิตพลังงานไฟฟ้าของประเทศในอนาคต
 
การพัฒนาแคลเซียมออกไซด์สำหรับดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่อุณหภูมิสูงและการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารเคมีมูลค่าสูง

ผศ.ดร.ธงไทย วิฑูรย์
ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
ผู้ได้รับรางวัล 2015 TRF-OHEC-SCOPUS Young Researcher Awards


การเพิ่มขึ้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากกระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อน ดังนั้นจึงมีการพัฒนากระบวนการผลิตพลังงานทดแทนขึ้น เช่น พลังงานลม พลังงานแสงอาทิตย์ เชื้อเพลิงชีวมวล เป็นต้น อย่างไรก็ตามกระบวนการดังกล่าวยังอยู่ในขั้นพัฒนาและยังไม่มีความคุ้มทุนเมื่อเทียบกับการใช้พลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ดังนั้นการใช้พลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลยังคงต้องมีต่อเนื่องไปอีกหลายทศวรรษ กระบวนการแยกและกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ชนิดวนลูปด้วยแคลเซียมออกไซด์เป็นเทคโนโลยีที่จะทำให้สามารถใช้พลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลโดยไม่มีการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่ชั้นบรรยากาศ อย่างไรก็ตาม ปัญหาการหลอมรวมตัวกันของอนุภาคแคลเซียมออกไซด์ทำให้ประสิทธิภาพในการกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลดลงเมื่อใช้หลายๆ จำนวนรอบ งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการพัฒนาโครงสร้างของตัวดูดซับแคลเซียมออกไซด์ให้มีความจุในการกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูงและมีความคงทนในการใช้งานยาวนาน ตลอดจนหาความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างของแคลเซียมออกไซด์กับอัตราการดูดซับ-คายซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งองค์ความรู้ที่ได้จากงานวิจัยนี้เป็นพื้นฐานสำหรับใช้ออกแบบตัวดูดซับชนิดแคลเซียมออกไซด์ให้มีประสิทธิภาพสูงทั้งในแง่ของปริมาณการดูดซับและเสถียรภาพได้ต่อไป
 
นอกจากปัญหาภาวะโลกร้อนแล้ว การลดลงอย่างต่อเนื่องของทรัพยากรธรรมชาติประเภทฟอสซิลก็เป็นอีกหนึ่งปัญหาที่ส่งผลกระทบต่อภาคอุตสาหกรรมปิโตรเคมี และการดำรงชีวิตของมนุษย์ ดังนั้นภาครัฐและภาคอุตสาหกรรมจึงมีการส่งเสริมการใช้แหล่งพลังงานจากทรัพยากรธรรมชาติที่มีอยู่ในประเทศ เช่น ก๊าซธรรมชาติ และชีวมวล โดยอีกแหล่งวัตถุดิบที่น่าสนใจคือ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ผู้วิจัยจึงมีแนวคิดในการนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มาเป็นวัตถุดิบในการผลิตสารเคมีมูลค่าสูง เช่น เมทานอล อย่างไรก็ตาม อัตราการเกิดปฏิกิริยาการผลิตเมทานอลจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ค่อนข้างต่ำ จำเป็นที่จะต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเข้ามาช่วย ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดคอปเปอร์ออกไซด์-ซิงค์ออกไซด์โดยใช้ไคโตซานเป็นสารช่วยตกตะกอนทำให้ได้ตัวเร่งปฏิกิริยาทรงกลมกลวงระดับนาโนเมตรซึ่งตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดใหม่นี้ให้ร้อยละผลได้ของเมทานอลสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงพาณิชย์ นอกจากเมทานอลแล้วสารเคมีที่มีความโดดเด่นด้านการใช้เป็นเชื้อเพลิงทดแทนคือไดเมทิลอีเทอร์ ผู้วิจัยทำการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดกรด (ซัลเฟตเซอร์โคเนีย) สำหรับใช้ในการผลิตไดเมทิลอีเทอร์โดยตรงจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่พัฒนาขึ้นให้ค่าร้อยละผลได้ของไดเมทิลอีเทอร์สูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา H-ZSM-5 ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงพาณิชย์ นอกจากนั้นในงานวิจัยนี้ยังมีการเสนอกลไกการเกิดปฏิกิริยาของเมทานอลไปเป็นไดเมทิลอีเทอร์ของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีปริมาณซัลเฟตต่างกัน
ความสำคัญและประโยชน์ของงานวิจัย
ตัวดูดซับแคลเซียมออกไซด์ที่เตรียมได้มีศักยภาพสูงสำหรับใช้แยกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากก๊าซผสมก่อนปล่อยสู่บรรยากาศจึงสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในภาคอุตสาหกรรม และองค์ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของโครงสร้างของแคลเซียมออกไซด์กับอัตราการดูดซับ-คายซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีประโยชน์อย่างมากในประชาคมวิจัยเพราะสามารถนำไปใช้ในการออกแบบตัวดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น นอกจากนี้ องค์ความรู้ด้านการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นพลังงานทดแทนหรือสารเคมีมูลค่าสูงก็ช่วยให้ภาคอุตสาหกรรมเห็นแนวทางการนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปใช้ประโยชน์ ซึ่งเป็นแนวทางที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืนยิ่งขึ้น โดยผู้วิจัยคาดหวังว่าจะมีอุตสาหกรรมปิโตรเคมีนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปใช้ประโยชน์ในอนาคตอันใกล้นี้
4. สาขา Physical Sciences (Mathematics & Physics)
การประยุกต์ใช้แสงซินโครตรอนในการศึกษาสมบัติพิเศษของวัสดุขั้นสูงสำหรับใช้ในเครื่องอิเล็กทรอนิกส์ยุคใหม่

ผศ.ดร.วรวัฒน์ มีวาสนา
สาขาวิชาฟิสิกส์ สำนักวิชาวิทยาศาสตร์
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี
ผู้ได้รับรางวัล 2015 TRF-OHEC-SCOPUS Researcher Awards


โครงการวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อให้เข้าใจถึงสมบัติที่แปลกใหม่ของวัสดุขั้นสูงสำหรับใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยุคใหม่เพื่อใช้เป็นวัสดุที่มีความสามารถสูงและสามารถใช้ทดแทนสารกึ่งตัวนำแบบดั้งเดิมซึ่งเริ่มมีข้อจำกัดในการพัฒนา โดยคณะผู้วิจัยได้ใช้ประโยชน์จากเทคนิคแสงซินโครตรอนมาทดลองวัดสมบัติเชิงอิเล็กทรอนิกส์ของสารในกลุ่มโลหะออกไซด์และโลหะแชลโคจิไนด์ คณะผู้วิจัยมีความสนใจเป็นพิเศษเกี่ยวกับสมบัติเชิงอิเล็กทรอนิกส์เมื่ออิเล็กตรอนถูกขังให้อยู่ในสองมิติซึ่งทำให้เกิดสมบัติบางอย่างที่ไม่เคยพบในแบบปกติ ในโครงการนี้คณะผู้วิจัยได้ทำทดลองกับวัสดุโลหะแชลโคจิไนด์ 2 ชนิด ได้แก่ MoS2 and WSe2 และโลหะออกไซด์ 1 ชนิด ได้แก่ SrTiO3 สำหรับ MoS2 นั้น คณะผู้วิจัยพบวิธีใหม่ในการสร้างชั้นอะตอมอิสระโดยการแทรกธาตุโพแทสเซียมระหว่างชั้นอะตอมและสำหรับ WSe2 คณะผู้วิจัยสามารถเข้าใจในเชิงลึกเกี่ยวกับฟิสิกส์ของการโพลาไรซ์ของสปินในโครงสร้างอะตอมที่มีลักษณะสมมาตรรวมถึงสภาพทางควอนตัมที่เรียกว่า negative electron affinity สำหรับ SrTiO3 คณะผู้วิจัยได้เสนอแบบจำลองบนพื้นฐานของข้อมูลการทดลองและการคำนวณที่เกี่ยวกับแถบพลังงานที่แยกกันเพิ่มขึ้นซึ่งมีผลมาจากสมบัติของสปินที่แตกต่างกันในแต่ละวงโคจรของอิเล็กตรอนซึ่งอาจจะมีประโยชน์ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบสปิน โดยความรู้ที่ได้คาดว่าจะมีประโยชน์ในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบใหม่ที่มีสมบัติหลากหลายและแตกต่างจากที่มีในปัจจุบัน เช่น spintronics และ valleytronics รวมไปถึงระบบกักเก็บพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูง

ผลงานจากโครงการนอกจากการได้องค์ความรู้ใหม่ทางวิทยาศาสตร์ที่มีผลกระทบสูงแล้ว ยังมีผลงานตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับนานาชาติ จำนวน 5 เรื่อง ในวารสารที่มี impact factor สูง 4 เรื่อง ตั้งแต่ 11.47-34.048 ตามฐานข้อมูล Journal Citation Report (JCR) ปี 2014 รวมทั้งได้รับการอ้างอิงอย่างกว้างขวางในฐานข้อมูล Web of Science และ SCOPUS
ความสำคัญและประโยชน์ของงานวิจัย
ผลงานวิจัยจากโครงการ การประยุกต์ใช้แสงซินโครตรอนในการศึกษาสมบัติพิเศษของวัสดุขั้นสูงสำหรับใช้ในเครื่องอิเล็กทรอนิกส์ยุคใหม่ โดยความรู้ที่ได้ในโครงการนี้สามารถนำมาใช้ในการช่วยสร้างแพลตฟอร์มใหม่ที่อาจใช้เสริมหรือแทนที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบันที่ส่วนใหญ่ใช้แพลตฟอร์มวัสดุซิลิกอนซึ่งมีขีดจำกัดมากในการพัฒนาต่อไป อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบใหม่ อาทิ spintronics และ valleytronics ซึ่งพยายามใช้ประโยชน์จากสมบัติทางสปินของอิเล็กตรอนและระดับพลังงานสูงสุด/ต่ำสุดของชั้นพลังงาน valence/conduction band ตามลำดับ ทั้งนี้จากผลงานในวารสาร Nature Nano (2015) ความรู้ส่วนนี้ยังสามารถนำมาประยุกต์พัฒนาระบบเก็บพลังงานไฟฟ้า (energy storage) เช่น ตัวเก็บประจุ หรือ supercapacitor ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นได้มากโดยใช้วัสดุที่น้อยมากๆ หรืออีกนัยหนึ่งคือการเพิ่มประสิทธิภาพโดยมีค่าใช้จ่ายเชิงวัสดุที่ต่ำมาก
 
เสถียรภาพและการทำให้เสถียรของระบบสลับแบบไม่ต่อเนื่องทางเวลาที่มีตัวหน่วงแปรผันตามเวลา

ผศ.ดร.เกรียงไกร ราชกิจ
ภาควิชาคณิตศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์
มหาวิทยาลัยแม่โจ้
ผู้ได้รับรางวัล 2015 TRF-OHEC-SCOPUS Young Researcher Awards


กระบวนการต่างๆ ในทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มักมีกระบวนการย่อยๆ มากมายซึ่งกระบวนการย่อยๆ เหล่านั้นไม่ได้เกิดขึ้นพร้อมๆ กันเสมอไป นั่นคือ มีบางเวลาที่กระบวนการย่อยหนึ่งทำงาน ส่วนกระบวนการย่อยอื่นๆ ที่เหลือหยุดทำงาน แต่พอถึงเวลาหนึ่งกระบวนการที่ทำงานอยู่ก็จะหยุดและส่งผลให้กระบวนการย่อยอื่นทำงานต่อสลับกันไปเรื่อยๆ เช่น ระบบอัตโนมัติในยานยนต์ ระบบจราจร ระบบเครื่องจักรกล ฯลฯ ซึ่งระบบดังกล่าวเหล่านี้สามารถอธิบายได้ด้วยระบบสลับ (Switched system) ระบบสลับเป็นระบบที่อธิบายในรูปของสมการอนุพันธ์ที่ประกอบด้วยระบบสมการย่อยๆ หลายระบบ และมีจำนวนระบบที่จำกัด โดยมีกฎการสลับ (Switching law) ซึ่งจะเป็นตัวกำหนดว่า ระบบใดจะทำงาน และระบบใดจะหยุดทำงาน ภายใต้ข้อกำหนดที่ว่า ถ้าระบบหนึ่งทำงานแล้วระบบอื่นๆ ที่เหลือจะต้องหยุดทำงาน ซึ่งในการศึกษาระบบสลับนั้นมีจุดเด่นที่สำคัญนั่นคือ การหากฎการสลับ เพื่อทำให้ระบบสลับนั้นเสถียร ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาเสถียรภาพ สำหรับคลาสของระบบสลับเชิงเส้นที่มีตัวหน่วงขึ้นอยู่กับเวลา ซึ่งระบบที่ศึกษาเกี่ยวกับพารามิเตอร์ที่ไม่ทราบค่าแน่นอนและตัวหน่วงแปรผันตามเวลา ในที่นี้ ได้สร้างเงื่อนไขสำหรับตัวหน่วงที่ขึ้นกับเวลาและในการศึกษาเสถียรภาพ โดยอาศัยฟังก์ชันไลปูนอฟ-คราฟซอฟกี ซึ่งเงื่อนไขถูกเสนอในเทอมของผลเฉลยของสมการริคคาติ และได้ออกแบบกฎการสลับ โดยใช้การพิจารณาเรขาคณิต และได้คำนวณขอบเขตของผลเฉลยในเสถียรภาพที่มีอัตราการลู่เข้า และได้ศึกษาเงื่อนไขสำหรับการทำให้เสถียรสำหรับระบบสลับเชิงเส้นที่มีตัวพารามิเตอร์ไม่ทราบค่าแน่นอน อีกทั้งมีตัวหน่วงที่แปรผันตามเวลา และมีตัวควบคุมด้วย ซึ่งในที่นี้ได้รับเงื่อนไขเพียงพอ สำหรับการทำให้เสถียรของระบบสลับด้วย
ความสำคัญและประโยชน์ของงานวิจัย
ได้เงื่อนไขที่เพียงพอสำหรับเสถียรภาพและการทำให้เสถียรของระบบพลวัตเชิงเส้นสลับที่มีตัวหน่วงแปรผันตามเวลาแบบช่วง และได้เงื่อนไขของเสถียรภาพและการทำให้เสถียรของระบบพลวัตเชิงเส้นสลับที่มีตัวหน่วงแปรผันตามเวลาแบบช่วง ซึ่งได้แสดงในเทอมของผลเฉลยของสมการริคคาติ อีกทั้งได้ค่าขอบเขตของผลเฉลย และมีโปรแกรมคำนวณทางคณิตศาสตร์ (MATLAB) ของเสถียรภาพและการทำให้เสถียรของระบบพลวัตเชิงเส้นสลับที่มีตัวหน่วงแปรผันตามเวลาแบบช่วง และได้เงื่อนไขของเสถียรภาพและการทำให้เสถียรของระบบพลวัตเชิงเส้นสลับที่มีตัวหน่วงแปรผันตามเวลาแบบช่วง ซึ่งได้แสดงในเทอมของผลเฉลยของสมการริคคาติ อีกทั้งได้ค่าขอบเขตของผลเฉลย ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการควบคุมของระบบเครื่องกล การควบคุมกระบวนการ การควบคุมระบบอุตสาหกรรมยานยนต์ การควบคุมระบบไฟฟ้า การควบคุมระบบเครื่องบิน การควบคุมระบบการจราจร การควบคุมการผลิต การควบคุมเครือข่ายการสื่อสาร การควบคุมทางวิศวกรรมยานยนต์ การควบคุมกระบวนการทางเคมีและสาขาอื่นๆ อีกมากมาย และงานวิจัยนี้มีประโยชน์มากมาย เช่น ลดภาวะโลกร้อน ลดการใช้พลังงาน ลดภาวะเรือนกระจก เพิ่มประสิทธิภาพการเรียนการสอน และเนื่องจากเสถียรภาพและการทำให้เสถียรของระบบพลวัตเชิงเส้นสลับที่มีตัวหน่วงแปรผันตามเวลาแบบช่วง และได้เงื่อนไขของเสถียรภาพ ซึ่งได้แสดงในเทอมของผลเฉลยของสมการริคคาติ อีกทั้งได้ค่าขอบเขตของผลเฉลย เป็นระบบสมการทางคณิตศาสตร์ ซึ่งมีเนื้อหาเกี่ยวข้องกับวิชาแคลคูลัส วิชาสมการเชิงอนุพันธ์ วิชาวิธีการเชิงตัวเลข ดังนั้นสามารถนำมาบูรณาการกับการเรียนการสอนได้
5. สาขา Engineering & Multidisciplinary Technology
ระบบปฏิบัติการของไหลจุลภาคบนชิปที่มีวัสดุนาโนประกอบรวมสำหรับการวิเคราะห์ทางเคมีอย่างรวดเร็ว

ดร.อดิสร เตือนตรานนท์
ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
ผู้ได้รับรางวัล 2015 TRF-OHEC-SCOPUS Researcher Awards


ห้องปฏิบัติการบนชิป หรือ Lab-on-a-Chip เป็นเทคโนโลยีที่สำคัญและต้องใช้องค์ความรู้ทางวิศวกรรมและสหสาขาวิชาเพื่อใช้ในการตรวจวิเคราะห์ทางเคมีที่มีประสิทธิภาพสูง ตรวจวัดได้รวดเร็ว มีความแม่นยำสูง มีความน่าเชื่อถือสูง ขนาดเล็ก สามารถพกพาไปออกตรวจนอกสถานที่ได้ (Point-of-care) และราคาถูก โดยอาศัยเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์เพื่อสร้างโครงสร้างขนาดเล็กของท่อขนาดไมโครเมตร (Microchannel) ปั๊มขนาดเล็ก (Micropump) บนแผ่นชิปที่ทำมาจากวัสดุประเภทแก้วหรือพลาสติก และขั้นตอนการเตรียมสาร แยกสาร และการตรวจวัดต่างๆ (Detection Platform) ที่แตกต่างและหลากหลายประกอบรวมเข้าในระบบห้องปฏิบัติการบนชิป เช่น การตรวจวัดทางเคมีไฟฟ้า (Electrochemical Detection) การวัดด้วยเทคนิค Quartz Crystal Microbalance Array เป็นต้น ทำให้เราสามารถออกแบบการย่อส่วนการตรวจทั้งหมดหรือบางส่วนลงบนแผ่นชิปและจัดการกับของเหลวในปริมาตรระดับนาโนลิตรถึงไมโครลิตร เรียกเทคโนโลยีนี้ว่า Microfluidics ห้องปฏิบัติการบนชิปถูกนำไปใช้ในการตรวจวัดได้หลากหลายงาน เช่น การตรวจวัดทางสิ่งแวดล้อม การตรวจวัดสารพิษในอาหาร หรือการตรวจวัดสารชีวภาพทางการแพทย์ เป็นต้น ปัญหาในปัจจุบันของเทคโนโลยีนี้คือ เนื่องจากการตรวจในปริมาตรของสารเคมีและสิ่งตรวจวัดขนาดน้อยๆ เป็นระดับนาโนลิตรบนชิป ทำให้การตรวจวัดบนชิปนี้จำเป็นต้องมีความไวสูงกว่าปกติ ในงานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นการใช้วัสดุโครงสร้างระดับนาโน ได้แก่ ท่อคาร์บอนนาโน ลวดนาโน และอนุภาคนาโน มาช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจวัดของเซ็นเซอร์บนชิป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซ็นเซอร์ที่ใช้หลักการทางเคมีไฟฟ้าบนชิป โครงสร้างนาโนเหล่านี้จะช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวของการเกิดปฏิกิริยา และช่วยให้การแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนระหว่างอิเล็กโตรดและสารดีขึ้น นอกจากนี้ ท่อคาร์บอนนาโนยังนำอิเล็กตรอนได้ดีอีกด้วย ที่ผ่านมา มีงานวิจัยที่พยายามใช้วัสดุนาโนเหล่านี้ติดลงบนขั้วไฟฟ้าของเซ็นเซอร์เคมีไฟฟ้า แต่ยังมีปัญหาการหลุดร่อนเมื่อใช้ไปเป็นระยะเวลาหนึ่ง ดังนั้นเพื่อแก้ปัญหานี้ ในการวิจัยนี้ ทีมวิจัยมุ่งเน้นการสร้างโครงสร้างนาโน เช่น ท่อคาร์บอนนาโนลงบนพื้นผิวขั้วไฟฟ้าโดยตรง โดยอาศัยการปลูกด้วยเทคนิคไอระเหยทางเคมี (Chemical Vapor Deposition หรือ CVD) โดยตรงลงบนพื้นผิวของขั้วไฟฟ้า ซึ่งจะทำให้ท่อคาร์บอนนาโนสามารถยึดเกาะติดบนผิวขั้วไฟฟ้าได้ดีขึ้นมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งผิวขั้วไฟฟ้าที่ทำจากทองและเงิน นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังสามารถกำหนดบริเวณพื้นที่ที่ทำการปลูกให้เป็นไปตามที่กำหนดได้ เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวของการเกิดปฏิกิริยาได้รอบท่อที่ตั้งขึ้นเป็นบริเวณคล้ายโดม ด้วยวิธีนี้ทำให้การตรวจวัดทางเคมีไฟฟ้าบนชิปมีความไวสูงขึ้น สามารถวัดสารปริมาณน้อยๆ ได้ดีขึ้น มีอายุการใช้งานยาวนานยิ่งขึ้น และมีความแม่นยำมากขึ้น นับว่าเป็นกลุ่มแรกของโลกที่ทำวิจัยทางด้านนี้ นอกจากนี้ ยังมีการวิจัยเทคนิคใหม่ๆ ในการติดวัสดุโครงสร้างนาโนด้วยเทคนิคการพิมพ์แบบอิงค์เจ็ต (Inkjet Printing) เพื่อความสะดวกและลดต้นทุนในการสร้างชิป และยังมีการวิจัยวัสดุใหม่ๆ ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการตรวจวัด ได้แก่ วัสดุกราฟีน (Graphene) ซึ่งเป็นวัสดุคาร์บอน 2 มิติ ที่มีพื้นที่ผิวมากกว่าท่อคาร์บอนนาโนถึงสองเท่า และมีการถ่ายเทอิเล็กตรอนที่ดี ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจวัดได้เพิ่มมากขึ้นหลายเท่าตัว
ความสำคัญและประโยชน์ของงานวิจัย
ผลงานวิจัยที่ได้จากโครงการที่ได้รับการสนับสนุนจาก สกว. ทำให้ได้เซ็นเซอร์บนชิปที่ทำหน้าที่เป็นแผ่นตรวจที่สามารถตรวจวัดทางเคมีและชีวภาพโดยใช้สารเคมีน้อยลง ใช้ตัวอย่างน้อยลง สามารถตรวจวัดได้แม่นยำเทียบเท่ากับเครื่องมือมาตรฐานในห้องปฏิบัติการในโรงพยาบาล ราคาถูก สามารถใช้แล้วทิ้ง ขนาดเล็ก สามารถนำไปตรวจวัดนอกสถานที่ได้ ตัวอย่างผลงานที่ได้ เช่น ชิปตรวจวัดคลอเรสเตอรอลด้วยวิธีการทางเคมีไฟฟ้าที่มีความไว (Sensitivity) สูงขึ้นและตรวจวัดค่าต่ำๆ ได้ และมีช่วงการทำงานแบบเป็นเส้นตรงซึ่งสามารถนำไปใช้ตรวจวัดผู้ป่วยที่มีปัญหาไขมันในเลือดสูงได้ นอกจากนี้ ทางผู้วิจัยได้สร้างเซ็นเซอร์ทางเคมีด้วยเทคนิคการพิมพ์แบบอิงค์เจ็ต (Inkjet Printing Technology) โดยพิมพ์ขั้วไฟฟ้าอิเล็กโทรดด้วยหมึกนำไฟฟ้าชนิดใหม่ที่คิดค้นโดยทีมวิจัยฯ ที่ประกอบด้วยวัสดุนาโนที่เรียกว่า กราฟีน (Graphene) ซึ่งเป็นโครงสร้างคาร์บอนอะตอมที่เรียงตัวเป็นแผ่นหนาเพียงหนึ่งชั้นของอะตอมคาร์บอนเท่านั้น และผลิตเป็นชิปตรวจวัดสารเร่งเนื้อแดง (salbutamol) ในอาหาร ทำให้ได้เซ็นเซอร์เคมีไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูง มีต้นทุนการผลิตที่ถูกลงมาก สามารถใช้แล้วทิ้งได้ จึงนับว่าผลงานดังกล่าวมีผลกระทบเชิงวิชาการและเป็นประโยชน์ต่อวงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของประเทศ
 
การใช้การคัดเลือกคุณลักษณะในด้านชีวสารสนเทศและในด้านการตรวจสอบคุณภาพอาหาร

รศ.ดร.ทรงยศ นาคอริยกุล
ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
ผู้ได้รับรางวัล 2015 TRF-OHEC-SCOPUS Young Researcher Awards


การคัดเลือกคุณลักษณะ (feature selection) คือขั้นตอนวิธีทางวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการเลือกเฉพาะคุณลักษณะที่สำคัญจำนวนหนึ่งจากจำนวนคุณลักษณะทั้งหมดที่มีในฐานข้อมูล เพื่อใช้ในการจำแนกประเภท โดยทั่วไปแล้วคุณลักษณะจำนวนมากในฐานข้อมูลหนึ่งอาจจะไม่มีความสำคัญต่อการจำแนกประเภท ยกตัวอย่างเช่นคุณลักษณะสีของเส้นผมไม่ช่วยในการแยกเพศชายออกจากเพศหญิง เป็นต้น การคัดเลือกคุณลักษณะจึงเป็นขั้นตอนที่สำคัญในด้านการเรียนรู้ของเครื่อง เพราะนอกจากจะลดขนาดของกลุ่มคุณลักษณะและค่าใช้จ่ายในการบันทึกของฐานข้อมูลแล้ว ยังช่วยเพิ่มความแม่นยำและความเร็วในการจำแนกประเภทอีกด้วย ข้อมูลในปัจจุบันเป็นข้อมูลที่จำนวนคุณลักษณะสูงมากถึงหลายพันคุณลักษณะ ทำให้การคัดเลือกคุณลักษณะมีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้น ซึ่งส่งผลให้ขั้นตอนวิธีการคัดเลือกคุณลักษณะดั้งเดิมหลายวิธีให้ผลลัพธ์ได้ไม่ดีเท่าที่ควร ผู้วิจัยจึงเห็นความจำเป็นที่ต้องพัฒนาขั้นตอนวิธีแบบใหม่เพื่อใช้ในการคัดเลือกคุณลักษณะที่มีจำนวนสูงมาก โดยขั้นตอนวิธีใหม่ที่ผู้วิจัยนำเสนอใช้สารสนเทศร่วม (mutual information) ของข้อมูลในการคัดเลือกคุณลักษณะ ทำให้มีการประมวลผลที่รวดเร็วและให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำกว่าขั้นตอนวิธีดั้งเดิม โดยขั้นตอนวิธีใหม่นี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับข้อมูลที่มีจำนวนคุณลักษณะสูงในงานวิจัยหลายด้านเช่น ด้านชีวสารสนเทศและด้านการตรวจสอบคุณภาพอาหาร เป็นต้น
ความสำคัญและการใช้ประโยชน์ของงานวิจัย
ผู้วิจัยได้นำขั้นตอนวิธีการคัดเลือกคุณลักษณะไปใช้ในงานวิจัยด้านชีวสารสนเทศ โดยใช้ในการคาดคะเนการกระทำกันของโปรตีนโดเมน PDZ (PSD-95/Discs-large/ZO-1) และเปปไทด์ลิแกนด์ของหนู การศึกษาการกระทำกันของโดเมน PDZ และเปปไทด์ลิแกนด์จะช่วยให้เราเข้าใจกระบวนการส่งข้อมูลระหว่างเซลล์ และข้อบกพร่องในโดเมน PDZ ในการยึดเหนี่ยวกับเปปไทด์ลิแกนด์ที่ส่งผลต่อโรคในมนุษย์ได้ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม การทำการทดลองเพื่อค้นหาโดเมน PDZ ที่กระทำกันกับเปปไทด์ลิแกนด์ในห้องทดลองนั้นมีราคาแพงและใช้เวลานาน ผู้วิจัยได้นำเสนอแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์โดยใช้การคัดเลือกคุณลักษณะเพื่อทำการคาดคะเนการกระทำกันของโดเมน PDZ และเปปไทด์ลิแกนด์จากการเรียงลำดับของกรดอะมิโนได้อย่างแม่นยำ ผลงานวิจัยจะช่วยนำไปสู่การศึกษาและออกแบบยารักษาโรคของมนุษย์ที่มีประสิทธิภาพต่อไป

ในงานวิจัยทางด้านการควบคุมคุณภาพอาหาร ผู้วิจัยได้ใช้ขั้นตอนวิธีการคัดเลือกคุณลักษณะเพื่อคัดเลือกความยาวคลื่นของแสงที่เหมาะสมที่ใช้ในการบันทึกภาพเพื่อการตรวจสอบสิ่งแปลกปลอมในอาหาร ความยาวคลื่นแสงที่ถูกเลือกจะถูกนำไปใช้ในการสร้างระบบกล้องมัลติสเปกตรัมที่มีความแม่นยำสูงในการตรวจสอบ โดยผู้วิจัยได้ทำการทดลองตรวจจับมูลไก่ที่ปนเปื้อนบนซากไก่สดในโรงชำแหละไก่ได้อย่างแม่นยำ ระบบตรวจสอบที่พัฒนาขึ้นจะช่วยลดการใช้แรงงานมนุษย์ในการตรวจสอบและการควบคุมคุณภาพอาหารให้สะอาด ปลอดภัยก่อนการนำไปขายสู่ผู้บริโภค จะช่วยลดค่ารักษาพยาบาลจากการเจ็บป่วย และเป็นผลดีต่อเศรษฐกิจและสังคมของประเทศโดยรวม
6. สาขา Humanities & Social Sciences
แบบจำลองเชิงพลวัตสำหรับวัดประสิทธิภาพและการเติบโตผลิตภาพทางการเกษตร

รศ.ดร.ศุภวัจน์ รุ่งสุริยะวิบูลย์
ภาควิชาเศรษฐศาสตร์ คณะเศรษฐศาสตร์
มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
ผู้ได้รับรางวัล 2015 TRF-OHEC-SCOPUS Researcher Awards


การพัฒนาอย่างยั่งยืนเป็นประเด็นเชิงนโยบายที่มีความสำคัญต่อการกำหนดทิศทางและยุทธศาสตร์การพัฒนาเศรษฐกิจของประเทศ งานวิจัยนี้ได้พัฒนาแบบจำลองในการวัดค่าประสิทธิภาพการผลิตและการเติบโตผลิตภาพปัจจัยรวม (TFP growth) เพื่ออธิบายถึงผลการดำเนินการทางการเกษตรของประเทศเปลี่ยนผ่านต่างๆ คือ ประเทศที่มีการเปลี่ยนระบบการปกครองจากระบบรวมศูนย์ (คอมมิวนิสต์) มาขึ้นกับระบบกลไกตลาดเสรี เนื่องจากประเทศเปลี่ยนผ่านประกอบไปด้วยทรัพยากรทางการเกษตรที่มีศักยภาพมากกว่าครึ่งของทรัพยากรโลกและมีจำนวนประชากรมากกว่าครึ่งของประชากรโลก จึงถือเป็นกลุ่มประเทศที่มีศักยภาพในการผลิตสินค้าทางการเกษตรที่จะเป็นส่วนแบ่งที่สำคัญทางการผลิตของโลกเพื่อรองรับการเติบโตทางด้านอุปสงค์อาหารที่เพิ่มขึ้นอย่างมากในศตวรรษนี้ อย่างไรก็ตาม งานวิจัยที่ศึกษาเพื่อวัดค่าประสิทธิภาพการผลิตและ TFP growth ของกลุ่มประเทศเปลี่ยนผ่านยังมีปรากฏไม่มากนักในแวดวงวรรณกรรม การเข้าใจถึงผลการดำเนินงานทางการเกษตรของประเทศเปลี่ยนผ่านสามารถนำมาใช้เป็นข้อมูลที่สำคัญให้แก่ผู้กำหนดนโยบายของรัฐในการกำหนดแผนเชิงนโยบายที่เหมาะสมเพื่อให้การผลิตสินค้าทางการเกษตรมีการเติบโตอย่างหมาะสมและยั่งยืน และสามารถรองรับต่อวิกฤตทางด้านอาหารที่เป็นประเด็นเชิงนโยบายที่สำคัญของรัฐบาลในหลายๆ ประเทศ ในแวดวงวรรณกรรมแบบจำลองการวัดค่าประสิทธิภาพการผลิตและ TFP growth ที่มีการประยุกต์ใช้กันอย่างกว้างขวางนั้นถูกพัฒนาขึ้นจากแนวคิดการแก้ปัญหาเชิงสถิตย์โดยไม่ได้คำนึงถึงผลของเวลาที่เกิดขึ้น รวมถึงไม่ได้คำนึงถึงกระบวนการปรับตัวของปัจจัยคงที่ในระยะสั้นไปเป็นปัจจัยผันแปรในระยะยาว ส่งผลทำให้ค่าประสิทธิภาพที่วัดได้จากแบบจำลองมีความไม่ถูกต้อง งานวิจัยนี้จึงได้นำเสนอแนวคิดในการพัฒนาแบบจำลองเชิงพลวัตสำหรับแยกค่าประสิทธิภาพของหน่วยผลิตภายใต้การตัดสินใจเลือกแบบข้ามเวลาเพื่ออธิบายถึงพฤติกรรมของหน่วยผลิตที่ต้องการแสวงหาต้นทุนต่ำสุด ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า ค่าประสิทธิภาพการผลิตและการเติบโตผลิตภาพทางการเกษตรของประเทศเปลี่ยนผ่านต่างๆ มีความแตกต่างกันมากหลังจากที่แต่ละประเทศได้เริ่มทำการปฎิรูประบบเศรษฐกิจ ประเทศเปลี่ยนผ่านเหล่านี้จำเป็นที่จะต้องเร่งทำการผลิตสินค้าเกษตรให้ได้อย่างเพียงพอเพื่อที่จะสามารถรองรับต่อความต้องการด้านอาหารของโลกที่เพิ่มสูงขึ้น ผลการศึกษายังแสดงให้เห็นว่าทั้งการเปลี่ยนแปลงด้านประสิทธิภาพเชิงเทคนิคและเทคโนโลยีเป็นปัจจัยที่สำคัญและจำเป็นที่แต่ละประเทศต้องให้ความสำคัญในการส่งเสริมเพื่อให้การเติบโตผลิตภาพทางการเกษตรของตนเป็นไปอย่างก้าวหน้าและยั่งยืน
ความสำคัญและการใช้ประโยชน์ของงานวิจัย
ค่าประสิทธิภาพการผลิตและการเติบโตผลิตภาพทางการเกษตร รวมถึงองค์ประกอบต่างๆ ที่ส่งเสริมให้เกิดการเติบโตผลิตภาพขึ้นในการผลิตภาคการเกษตรที่วัดได้จากการศึกษานี้สามารถใช้เป็นข้อมูลที่สำคัญให้ผู้กำหนดนโยบายของรัฐนำไปใช้เพื่อวางแผนเชิงนโยบายที่เหมาะสมเพื่อส่งเสริมให้เกิดการเพิ่มผลิตภาพภาคการเกษตรขึ้นแก่ประเทศเปลี่ยนผ่าน นอกจากนั้น แบบจำลองเชิงพลวัตสำหรับวัดประสิทธิภาพและการเติบโตผลิตภาพทางการเกษตรที่ได้พัฒนาขึ้นในงานวิจัยนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับอุตสาหกรรมอื่นๆ ได้ และสามารถนำไปใช้กำหนดเป็นแนวทางเพื่อส่งเสริมให้การเติบโตการเพิ่มผลผลิตของอุตสาหกรรมนั้นๆ เป็นไปอย่างเหมาะสมและเป็นไปในทิศทางที่ถูกต้อง
 
การพัฒนาความเข้าใจระดับโมเลกุล เรื่อง อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีและไฟฟ้าเคมีด้วยชุดการทดลองเคมีย่อส่วนต้นทุนต่ำ สำหรับนักเรียนระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย

ผศ.ดร.ศักดิ์ศรี สุภาษร
ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์
มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี
ผู้ได้รับรางวัล 2015 TRF-OHEC-SCOPUS Young Researcher Awards


โรงเรียนระดับมัธยมศึกษาในประเทศไทยจำนวนมากประสบปัญหาและข้อจำกัดหลายประการในการจัดการเรียนรู้เคมีในภาคการทดลอง เช่น การขาดแคลนสารเคมีและอุปกรณ์การทดลอง การทดลองใช้ค่อนข้างนาน และการมีงบประมาณอย่างจำกัด สภาพห้องไม่เอื้อต่อการทดลอง และครูขาดประสบการณ์และ/หรือไม่มีเวลาเพียงพอในการเตรียมและการสอนภาคการทดลอง ข้อจำกัดเหล่านี้ส่งผลให้นักเรียนระดับมัธยมศึกษาจำนวนมากขาดประสบการณ์ในการทำการทดลองเคมี ทำให้นักเรียนไม่ได้รับการพัฒนาทักษะการทดลองที่จำเป็นเท่าที่ควร ซึ่งจะส่งผลต่อการศึกษาต่อในระดับอุดมศึกษาต่อไป นอกจากนี้ หัวใจสำคัญอย่างหนึ่งในการเรียนเคมีได้แก่ การเชื่อมโยงข้อมูลทั้ง 3 ระดับเข้าด้วยกัน ได้แก่ ระดับมหภาคที่ตามองเห็นและสังเกตได้ ระดับสัญลักษณ์ที่แสดงความหมายทางเคมี และระดับโมเลกุลหรืออนุภาคที่มองไม่เห็น แต่การทดลองส่วนใหญ่ยังเป็นประเภทสอนตามหนังสือเรียนโดยครูพานักเรียนทำการทดลองและขาดการเชื่อมโยงสิ่งที่สังเกตเห็นจากการทดลองเข้ากับสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุลที่มองไม่เห็น ส่งผลให้นักเรียนส่วนใหญ่ทำการทดลองเคมีโดยไม่สนใจสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุล ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญอย่างหนึ่งในการเรียนวิชาเคมีให้เข้าใจอย่างลึกซึ้ง เนื่องจากเนื้อเคมีจำนวนมากจะเกี่ยวข้องกับสิ่งที่มองไม่เห็นในระดับโมเลกุล เช่น อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี และไฟฟ้าเคมี เป็นต้น นักเรียนบางส่วนจึงมีความเข้าใจคลาดเคลื่อนหรือผิดจากความเป็นจริง สิ่งเหล่านี้จะส่งผลให้นักเรียนมีความเข้าใจคลาดเคลื่อนในการเรียนเนื้อหาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องต่อไปในระดับที่สูงขึ้น
 
ด้วยเหตุนี้ ผู้วิจัยจึงมีแนวคิดในการพัฒนาชุดการทดลองเคมีแบบย่อส่วนที่มีต้นทุนต่ำในเนื้อหาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี และเนื้อหาไฟฟ้าเคมี โดยมีการออกแบบและพัฒนาตามหลักการเคมีสีเขียว หลักการทดลองย่อส่วน และหลักการเรียนรู้แบบสืบเสาะ เพื่อให้ประหยัดเวลาในการทดลอง ขจัดปัญหาเกี่ยวกับการขาดแคลนสารเคมีและอุปกรณ์ ลดการเกิดของเสียอันตราย และการประยุกต์อุปกรณ์การทดลองจากสิ่งของที่หาได้ง่าย เพื่อให้มีต้นทุนต่ำ นอกจากนี้ ผู้วิจัยยังมีการพัฒนาภาพเคลื่อนไหวระดับโมเลกุลเพื่อประกอบการอธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นในการทดลอง พัฒนากิจกรรมการเรียนรู้แบบเปรียบเทียบสำหรับเปรียบเปรยสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุลเรื่องอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี และพัฒนาชุดโมเดลแม่เหล็กเซลล์กัลวานิก เพื่อใช้ในการสาธิตสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุลเรื่องเซลล์กัลวานิก

ผู้วิจัยได้ลงมือเก็บรวบรวมข้อมูลวิจัยจากกลุ่มตัวอย่างนักเรียนระดับมัธยมศึกษา 2 กลุ่ม โดยใช้แบบวัดความเข้าใจร่วมกับการวาดภาพความเข้าใจระดับโมเลกุลประกอบคำอธิบายเป็นเครื่องมือในการเก็บรวบรวมข้อมูล จากการนำชุดการทดลองแบบย่อส่วนและภาพเคลื่อนไหวระดับโมเลกุล เรื่อง อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ไปจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะผสมผสานกับการเรียนรู้แบบเปรียบเทียบสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 เป็นเวลา 15 ชั่วโมง แล้วจำแนกความเข้าใจออกเป็นกลุ่ม พบว่า นักเรียนมีความเข้าใจถูกต้องเพิ่มขึ้นทุกเรื่องย่อย โดยมีร้อยละของนักเรียนที่มีความเข้าใจถูกต้องเพิ่มขึ้นมา 51.03 และมีร้อยละของนักเรียนที่มีความเข้าใจคลาดเคลื่อนและผิดลดลงไป 13.18 และ 37.23 ตามลำดับ และจากการนำชุดการทดลองแบบย่อส่วนและภาพเคลื่อนไหวระดับโมเลกุล เรื่อง เซลล์กัลวานิก ไปจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะผสมผสานกับการใช้โมเดลแม่เหล็กเซลล์กัลวานิกระดับโมเลกุลสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เป็นเวลา 10 ชั่วโมง พบว่า นักเรียนมีความเข้าใจถูกต้องเพิ่มขึ้นทุกเรื่องย่อย โดยมีร้อยละของนักเรียนที่มีความเข้าใจถูกต้องเพิ่มขึ้นมา 40.74 และมีร้อยละของนักเรียนที่มีความเข้าใจคลาดเคลื่อนและผิดลดลงไป 7.85 และ 32.89 ตามลำดับ

จากผลการวิจัยจะเห็นได้ว่า การจัดการเรียนรู้โดยใช้ชุดการทดลองเคมีย่อส่วนต้นทุนต่ำร่วมกับการเรียนรู้แบบสืบเสาะ โดยมีการอธิบายและขยายความรู้จากการทดลองเชื่อมโยงสู่ข้อมูลในระดับโมเลกุลโดยใช้กิจกรรมเรียนรู้แบบเปรียบเทียบหรือใช้แบบจำลองแม่เหล็กที่สามารถจำลอง/สาธิตสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุล จะสามารถทำให้นักเรียนมีความเข้าใจที่ถูกต้องมากขึ้น และสนับสนุนให้นักเรียนมีการเปลี่ยนแปลงความเข้าใจไปในทางที่ถูกต้องมากขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ ผลการวิจัยยังชี้ให้เห็นว่า การผสมผสานเทคนิคการเรียนรู้แบบร่วมมือ เช่น การอภิปรายกลุ่ม และการเรียนรู้แบบเพื่อนช่วยเพื่อน สามารถทำให้นักเรียนเกิดการเรียนรู้ระหว่างการถาม-ตอบ และการอภิปรายซึ่งกันและกัน ทั้งนี้ ครูพยายามควบคุมประเด็นและทำหน้าที่เป็นผู้คอยช่วยเหลือให้นักเรียนสามารถเรียนรู้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ความสำคัญและประโยชน์ของงานวิจัย
ผลการวิจัยในครั้งนี้มีประโยชน์หลายด้าน เช่น 1) การนำชุดทดลองเคมีย่อส่วนไปจัดเป็นส่วนหนึ่งในการจัดการเรียนรู้วิชาเคมีให้กับโรงเรียนที่สนใจเข้าร่วมโครงการ เช่น โรงเรียนเชียงแก้วพิทยาคม โรงเรียนโพธิ์ไทรพิทยาคาร และโรงเรียนศรีเมืองวิทยาคาร จังหวัดอุบลราชธานี และโรงเรียนสตรีสิริเกศ จังหวัดศรีสะเกษ 2) การเพิ่มโอกาสให้นักเรียนได้ ทำการทดลอง เนื่องจากเป็นการทดลองที่ทำได้ง่าย ใช้สารเคมีที่ไม่อันตราย ใช้สารเคมีในปริมาณน้อย ลดการเกิดของเสียอันตราย ใช้อุปกรณ์ที่หาได้ง่ายและราคาไม่แพง และใช้เวลาในการทดลองน้อยลง 3) การให้ข้อเสนอแนะกับครูเคมีที่ตระหนักว่าการทดลองทั่วไปอาจจะมีข้อดีในการฝึกทักษะการทดลอง และเพิ่มความเข้าใจในระดับที่ตามองเห็นแต่อาจจะไม่เพียงพอที่จะทำให้นักเรียนเข้าใจโลกในระดับโมเลกุลได้ ครูเคมีควรมีการเพิ่มกิจกรรมที่จำลองสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุล เช่น การใช้ภาพเคลื่อนไหว โมเดล หรือการอธิบายเปรียบเทียบ เพื่อช่วยให้นักเรียนสามารถเชื่อมโยงความเข้าใจในระดับมหภาพระดับสัญลักษณ์และระดับโมเลกุลเข้าด้วยกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ 4) การจัดอบรมเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับการวิจัยและพัฒนาการทดลองเคมีย่อส่วนร่วมกับกิจกรรมที่มีการจำลองสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุลให้แก่นักเรียนในหลักสูตรวิทยาศาสตร์ศึกษา และครูที่สนใจเข้าร่วมการอบรมเพื่อเป็นแนวทางในการวิจัยเกี่ยวกับความเข้าใจของนักเรียนในวิชาเคมีและวิชาอื่นๆ และ 5) การให้ข้อคิดในการออกแบบและพัฒนาหลักสูตรวิทยาศาสตร์ในสาระวิชาเคมี เพื่อให้สอดคล้องกับความเข้าใจของนักเรียน นอกจากนี้ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี ยังจัดให้มีชุดการทดลองย่อส่วนเหล่านี้ สำหรับการบริการวิชาการแก่โรงเรียนที่สนใจและอยู่ระหว่างการพัฒนาเพื่อให้สามารถจำหน่ายได้ในราคาที่ไม่แพงเพื่อให้เกิดการนำไปใช้ประโยชน์ในวงกว้างต่อไป
แหล่งที่มา : ประชาคมวิจัย    ฉบับที่ : 15    หน้าที่ :      จำนวนคนเข้าชม : 173   คน