“เซ็นเซอร์อัจฉริยะ” รวดเร็วแม่นยำ ตรวจสภาพน้ำทะเล-บันทึกข้อมูลสึนามิ

ประเทศไทยเป็นประเทศที่มีแนวปะการังที่สวยงามหลายจุดทั้งบริเวณอ่าวไทยและอันดามัน ถือเป็นความหลากหลายทางชีวภาพที่มีประโยชน์ต่อระบบนิเวศวิทยา แต่ปัจจุบันได้เกิดปรากฏการณ์ปะการังฟอกขาวขึ้นในหลายพื้นที่และฟื้นตัวยาก จึงมีการนำ ระบบเซ็นเซอร์อัจฉริยะ เข้ามาใช้ในประเทศไทยซึ่งถือเป็นประเทศแรกในภูมิภาคเอเชียและประเทศที่ 4 ของโลก เพื่อการตรวจวัดสภาพน้ำทะเลที่รวดเร็วและแม่นยำมีประโยชน์แก่ปะการัง นอกจากนี้ยังสามารถบันทึกข้อมูลการเกิดสึนามิได้แม่นยำอีกด้วย

รศ.ดร.กฤษณะเดช เจริญสุธาสินี หัวหน้าศูนย์ความรู้เฉพาะด้านนิเวศวิทยาพยากรณ์และการจัดการ มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ เปิดเผยว่า โครงการระบบเครือข่ายเซ็นเซอร์เฝ้าติดตามและส่งข้อมูลลักษณะทางกายภาพของระบบนิเวศวิทยาปะการังหรืออุปกรณ์ตรวจวัดอุณหภูมิน้ำทะเลและแสงแดดตามจุดต่าง ๆ ใต้ท้องทะเลนี้เป็นความร่วมมือกันระหว่าง ศูนย์ความรู้เฉพาะด้านนิเวศวิทยาพยากรณ์และการจัดการ มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์กับกระทรวงวิทยาศาสตร์ฯ โดยศูนย์เทคโนโลยีและอิเล็กทรอนิกส์คอมพิวเตอร์แห่งชาติหรือ เนคเทค และผู้ประกอบการรีสอร์ท ที่อ่าวขอนแค บ้านรายารีสอร์ทแอนด์สปา เกาะราชาใหญ่ จังหวัดภูเก็ต ซึ่งก่อนหน้านี้ข้อมูลที่ได้ไม่ทันสถานการณ์พอที่จะช่วยเหลือปะการังที่เกิดการฟอกขาว

เดิมทีระบบเซ็นเซอร์ที่เราใช้อยู่นักวิจัยต้องเดินทางไปตรวจดูข้อมูลจากอุปกรณ์ที่ติดตั้งไว้ใต้ท้องทะเลประมาณ 2-3 เดือนต่อครั้ง ทำให้บางครั้งปรากฏการณ์ปะการังฟอกขาวสิ้นสุดไปแล้ว เพราะข้อมูลที่ได้ไม่เป็นแบบเรียลไทม์การศึกษาปัจจัยทางกายภาพที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์ปะการังฟอกขาวจึงไม่ทันท่วงที ทำให้ไม่สามารถทราบและเข้าใจถึงปัญหาทางกายภาพที่มีผลทำให้เกิดปรากฏการณ์ปะการังฟอกขาวอย่างถ่องแท้ได้ โดยปรากฏการณ์อุณหภูมิน้ำทะเลที่เพิ่มสูงขึ้นทำให้เกิดปะการังฟอกขาวไปมากกว่า 60 ประเทศทั่วโลกในปี ค.ศ.1998 และในปี ค.ศ.2010 นักวิจัยจำเป็นต้องทำความเข้าใจรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิน้ำทะเล และการตอบสนองของปะการังต่ออุณหภูมิของน้ำทะเลที่เปลี่ยนแปลงไป การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อเข้าใจถึงผลกระทบภาวะโลกร้อนต่อการเกิดปะการังฟอกขาวก็เป็นส่วนหนึ่งของการเข้าใจปัญหา การเก็บข้อมูลทางกายภาพของสิ่งแวดล้อมที่ระบบนิเวศปะการังแบบเรียลไทม์ เป็นหนทางเดียวที่จะช่วยในการพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ถูกต้องแม่นยำขึ้น

ด้วยเหตุนี้ทางเนคเทคซึ่งร่วมมือกับเครือข่ายสังเกตการณ์แนวปะการังและได้รับความร่วมมือจากประเทศออสเตรเลียให้ยืมเซ็นเซอร์อัจฉริยะ หรือ “ซีทีดี” (CTD : Conductivity Temperature and Depth Pressure Sensor) จำนวน 2 เครื่องมาติดตั้งเสริมอุปกรณ์เซ็นเซอร์ตัวเดิม ทำให้ทีมวิจัยสามารถเฝ้าดูข้อมูลผ่านระบบไอทีได้ตลอดเวลา สามารถปรับเปลี่ยนระบบการเก็บข้อมูลและการวัด สามารถตั้งค่าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจสอบ เช่น ตั้งค่าอุณหภูมิวิกฤติหรือให้ตรวจสอบปรากฏการณ์ ที่สำคัญยังสามารถควบคุมหรือสั่งการได้จากศูนย์ควบคุมบนบก เป็นระบบเครือข่ายเซ็นเซอร์ที่ส่งข้อมูลลักษณะทางกายภาพแบบเรียลไทม์ ออนไลน์ ถือเป็นวิธีใหม่ที่จะใช้กันทั่วโลกในอนาคต แต่ขณะนี้ประเทศไทยเป็นประเทศแรกในเขตภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้และประเทศที่ 4 ของโลกที่มีระบบเครือข่ายเซ็นเซอร์ศึกษาลักษณะทางกายภาพทางทะเลของแนวปะการังที่ทันสมัยถัดจากประเทศออสเตรเลีย ไต้หวัน และเกาะมูกิในมหาสมุทรแปซิฟิก

การที่เราได้เป็นส่วนหนึ่งของการติดตั้งเครื่องเซ็นเซอร์อัจฉริยะจากทั่วโลกนี้ไม่ใช่เรื่องง่าย ต้องมีปัจจัยหลายอย่าง ได้แก่ การมีทีมนักวิจัยที่มีศักยภาพสามารถดำน้ำได้ เพราะปกตินักวิจัยจะดำน้ำไม่ได้ สามารถใช้ระบบคอมพิวเตอร์ได้อย่างชำนาญ นอกจากนี้จุดหรือสถานที่จะติดตั้งยังต้องมีระบบอินเทอร์เน็ตและไฟฟ้าที่ดี รวมทั้งมีนักศึกษาปริญญาเอกที่สนใจร่วมอยู่ในโครงการด้วย อย่างไรก็ตามตั้งแต่ติดตั้งเซ็นเซอร์อัจฉริยะและรวบรวมข้อมูลมาวิเคราะห์พบว่า ปะการังฟอกขาวไปแล้ว 80 เปอร์เซ็นต์ และมีการฟื้นตัวค่อนข้างน้อยมาก ซึ่งปะการังถือเป็นสิ่งหนึ่งของธุรกิจท่องเที่ยวของประเทศไทยที่นักท่องเที่ยวจะมาดำน้ำเพื่อชมปะการัง และหาดทรายที่สวยงามซึ่งเกิดจากปะการังทั้งสิ้น จึงอยากกระตุ้นให้ช่วยกันอนุรักษ์และพัฒนาระบบเซ็นเซอร์อัจฉริยะนี้ เพราะหากประเทศสูญเสียปะการังไปก็จะไม่สามารถประเมินค่าความเสียหายได้ว่าเม็ดเงินที่จะไหลเข้ามาจากการท่องเที่ยวแต่ละปีนั้นเป็นจำนวนเท่าใดเพราะมีจำนวนมากมายมหาศาลเหลือเกิน

ในอนาคตอยากจะให้หน่วยงานที่ทำงานเชิงอนุรักษ์แหล่งปะการังหรือกรมอุทยานนำระบบนี้มาใช้ เพราะเมื่อปะการังฟอกขาวไปแล้วยากที่จะฟื้นตัวกลับมา หากมีเครื่องเซ็นเซอร์นี้ก็จะสามารถทราบข้อมูลได้ทันที เพราะเมื่อปะการังสูญเสียสาหร่ายเซลล์เดียวไปแล้วก็จะทำให้เกิดการฟอกขาว และถ้านักท่องเที่ยวลงไปว่ายน้ำหรือตีน้ำเล่นหรือปัสสาวะลงในน้ำทะเล ปะการังที่กำลังต่อสู้กับการหาอาหารก็จะยิ่งเครียดเข้าไปอีก หากเราสามารถทราบข้อมูลที่ทันท่วงทีและสามารถกันนักท่องเที่ยวออกไปเพื่อทำการฟื้นฟูได้ระยะหนึ่งก่อนก็จะทำให้ปะการังมีโอกาสฟื้นตัวได้เร็วขึ้น

อย่างไรก็ตาม นอกจากการเก็บข้อมูลคุณภาพน้ำแล้ว ระบบเซ็นเซอร์อัจฉริยะนี้ยังสามารถทำงานตรวจวัดค่าความลึกของน้ำ ซึ่งข้อมูลที่ได้จึงมีประโยชน์ในการตรวจวัดการเกิดคลื่นยักษ์สึนามิได้ โดยในช่วงที่เกิดแผ่นดินไหวที่เกาะสุมาตรา ประเทศอินโดนีเซียที่ผ่านมา เครื่องสามารถบันทึกข้อมูลแบบเรียลไทม์ว่ามีระดับน้ำสูงขึ้น 15 เซนติเมตร เพราะถือว่ามีการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเล และสามารถจับภาพชายหาดและภาพใต้ท้องทะเลฝั่งอันดามันในช่วงเวลา 18.00-18.30 น. ของวันที่ 11 เมษายน 2555 ได้ ซึ่งถ้างานวิจัยนี้สามารถเพิ่มมาเป็นระบบเตือนภัยก็น่าจะเป็นประโยชน์ เพราะข้อมูลที่ได้ถูกต้องแม่นยำ ซึ่งที่ผ่านมามีการแจ้งเตือนแบบไม่มีข้อมูลชัดเจนทำให้นักท่องเที่ยวตื่นตระหนกตกใจ ส่งผลให้จำนวนนักท่องเที่ยวของประเทศลดลง

สิ่งที่ประเทศไทยทำขณะนี้ ในอนาคตเชื่อว่าประเทศอื่น ๆ ทั่วโลกก็จะต้องทำแบบนี้เช่นกัน เพราะเป็นประโยชน์มากมายมหาศาลต่อระบบนิเวศวิทยา เพื่อนำข้อมูลมาประมวลผลว่าระบบนิเวศวิทยาจุดใดอ่อนแอควรที่จะเข้าไปดูแลเพื่อช่วยกันอนุรักษ์และยังสามารถตรวจวัดเพื่อให้ข้อมูลในแง่ของการเตือนภัยสึนามิได้อีกด้วย ถือเป็นประโยชน์สองต่อทั้งด้านสิ่งแวดล้อมรวมทั้งชีวิตและทรัพย์สิน.

.........................................

ที่มาของระบบเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์ต่างๆ

ศรเทพ วรรณรัตน์ นักวิจัยศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ หรือเนคเทค เปิดเผยว่า จากการที่เราทำงานด้านการใช้คอมพิวเตอร์จำลองเหตุการณ์ต่าง ๆ เมื่อทำแบบจำลองก็ต้องมีเรื่องของการใช้คอมพิวเตอร์ที่มีสมรรถนะสูง ซึ่งมีชื่อว่า กริดคอมพิวติ้ง ถือเป็นความสนใจของทั่วโลก และประเทศไทยก็มีนักวิจัยที่ทำงานด้านนี้ นับเป็นความร่วมมือของหลายประเทศร่วมกันและมีการพบปะแลกเปลี่ยนการทำงานร่วมกัน รวมถึงการเซตระบบคอมพิวเตอร์ขึ้นมาเพื่อทดสอบ เพราะกริดคอมพิวติ้ง แปลว่า การมีคอมพิวเตอร์หลาย ๆ ที่ทำงานร่วมกัน และผู้ใช้สามารถรันโปรแกรมบนคอมพิวเตอร์ได้ ซึ่งทางเนคเทคเองก็มีคอมพิวเตอร์ ในขณะที่ประเทศอเมริกา ญี่ปุ่นก็มี ทำให้ต่างคนต่างดูแล โดยใช้เน็ตเวิร์กเชื่อมกันและรันโปรแกรมทดสอบการทำงานของกริดคอมพิวติ้งได้

อย่างไรก็ตาม ตัวกริดคอมพิวติ้งไม่ได้จำกัดแค่ว่าเอาคอมพิวเตอร์มาเชื่อมต่อเพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลกัน แต่รวมไปถึงการนำคอมพิวเตอร์ไปรวมกับอุปกรณ์อย่างอื่นด้วย เช่น กล้องโทรทัศน์ที่ใช้ส่องดูดวงดาว ยกตัวอย่างมีกล้องโทรทัศน์ที่ดอยอินทนนท์ แต่นักดาราศาสตร์ไม่จำเป็นต้องอยู่ที่เชียงใหม่ จะอยู่ที่กรุงเทพฯ หรือภาคใต้ก็ได้ เมื่ออยากใช้กล้องก็เชื่อมกล้องกับเน็ตเวิร์กเข้าด้วยกัน และสามารถจองเวลาว่าจะศึกษาช่วงเวลาใด เมื่อถึงเวลาก็เข้าไปศึกษาซึ่งสามารถคอนโทรลกล้องให้หันซ้ายหรือขวาก็ได้

ส่วนคอมพิวเตอร์เชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ต่าง ๆ ซึ่งตัวตรวจวัดนี้มีกลุ่มหนึ่งที่ทำงานวิจัยด้านปะการังและรู้จักกับกลุ่มที่ทำด้านกริดคอมพิวติ้ง จึงนำงานมาเสนอว่ากำลังทำเซ็นเซอร์โดยการเชื่อมต่อผ่านเน็ตเวิร์ก ซึ่งทางเราไปประชุมจึงทราบและสนใจที่จะนำกลับมาทำลักษณะเดียวกันแบบนี้กับประเทศไทย นอกจากนี้ยังได้รู้จักกับทางมหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ ซึ่งทำเรื่องปะการัง ซึ่งเป็นอีกทรัพยากรที่สำคัญของประเทศไทยที่ควรอนุรักษ์เอาไว้ ซึ่งไม่ใช่แค่การอนุรักษ์ปะการัง แต่เป็นเรื่องของการศึกษาในเชิงของโลกร้อนหรือการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม โดยมีปะการังเป็นตัวชี้วัด เพราะปะการังเป็นสิ่งที่ได้รับผลกระทบง่าย ฉะนั้นถ้าโลกมีผลการเปลี่ยนแปลงอะไรจะส่งไปที่ปะการังก่อนเพื่อเราจะได้สังเกตว่าเมื่อปะการังมีความเปลี่ยนแปลงแล้วอาจจะเกิดอะไรบางอย่างขึ้นกับโลกของเราหรือไม่ ถือว่าเป็นตัวหนึ่งที่ช่วยบ่งชี้

ในเครือข่ายทางฝั่งอเมริกามีกลุ่มวิจัยชื่อว่า CREON ส่วนแถบเอเชียมีประเทศออสเตรีย ไต้หวัน ซึ่งประเทศออสเตรียมีแหล่งปะการังที่ใหญ่และประเทศไทยมีโอกาสเข้าร่วมกับกลุ่มนี้ด้วย จึงได้รับความช่วยเหลือจากประเทศออสเตรียในเรื่องของการติดตั้งอุปกรณ์ แต่ของไทยเองก็มีอีกแล็บหนึ่งที่ทำอุปกรณ์เซ็นเซอร์ ชื่อ ทีเมค (TMEC) ทำงานด้านไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เป็นหน่วยงานที่อยู่ภายใต้เนคเทค แต่ไม่ได้ทำทั้งหมด เพราะบางอย่างต้นทุนต่อหน่วยแพงกว่าซื้อจากอเมริกาและไต้หวัน เมื่อได้ส่วนประกอบ 3 อย่างคือผู้ผลิตตัวเซ็นเซอร์ ผู้ส่งข้อมูล และทีมวิจัยก็ทำให้เราทำงานได้ ซึ่งสิ่งที่เนคเทคเข้าไปสนับสนุนเพื่อพัฒนาตัวเซ็นเซอร์ให้ต้นทุนในการวิจัยลดลงทำให้เราสามารถทำการวิจัยที่กว้างขวางขึ้นภายใต้งบประมาณที่มีอยู่จำกัด

โครงการนี้ถือเป็นโครงการนำร่อง ต่อไปจะเสนอโครงการขยายงานให้ครอบคลุมทั้งอ่าวขอนแค ซึ่งเป็นพื้นที่ไม่กว้างมากประมาณ 20-30 เมตร แต่เซ็นเซอร์ตัวหนึ่งวัดอุณหภูมิน้ำบริเวณตรงนั้นได้ระยะใกล้ ซึ่งจุดอื่นก็ไม่เท่ากัน แต่ว่าการเปลี่ยนแปลงจะค่อย ๆ เปลี่ยน จึงขึ้นอยู่กับว่าน้ำเปลี่ยนอุณหภูมิเท่าใด ถ้าในอนาคตได้งบประมาณเพิ่มเติม และได้ขยายงานจะติดเพิ่มทั้ง 2 ด้านของเกาะ เพราะน้ำทะเล 2 ฝั่งมีความแตกต่างกัน แต่ถ้าจะให้เป็นประโยชน์กับการศึกษาจริง ๆ อยากให้ติดตามความลึกของพื้นผิวน้ำมากกว่า

ในอนาคตเราจะขยายโครงการเป็นหลาย ๆ ด้าน โดยทาง TMEC จะพัฒนาตัวเซ็นเซอร์ให้มีตัววัดเพิ่มขึ้นมา เรื่องหนึ่งที่น่าสนใจและยังหาอยู่ว่าจะนำตัวไหนมาใช้ คือตัววัดความเป็นกรดด่าง ที่ทาง TMEC ทำไว้แล้ว ซึ่งเชื่อว่าทางต่างประเทศก็มีทำไว้บ้างแล้วแต่ยังไม่ได้ข้อยุติ แต่ทาง TMEC มีแอพพลิเคชั่นนอกเหนือจากงานวิจัยกลุ่มนี้ เช่น โรงงานอุตสาหกรรม จึงมีการพัฒนาตัวนี้ขึ้นมา โดยการปรับเข้ามาใช้ในเรื่องของความเป็นกรดด่างของน้ำทะเล เพราะปัจจุบันเราพบปัญหาทางวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจ คือทะเลมีความเป็นกรดมากขึ้นจะทำลายปะการัง ทำให้มีการเจริญเติบโตน้อยลง ดังนั้นหากทำได้ก็เท่ากับว่าเราสามารถวิจัยงานได้หลายด้านแค่เพียงอุปกรณ์เดียวซึ่งสามารถช่วยลดต้นทุนได้.

ทีมวาไรตี้

www.dailynews.co.th