วิจัยแบบไร้ห้องแล็บผ่านคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง ทดลองได้เหมือนจริง ช่วยย่นเวลาและประหยัดเงิน ด้านเนคเทคเจ้าของอุปกรณ์พร้อมให้นักวิจัยใช้ฟรี ขณะที่นักวิจัยเรื่องยาเผยช่วยประหยัดเวลาในการคัดเลือกตัวยาต้านโรคสารพัด
       
        วันนี้(6 มิ.ย.) ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ(เนคเทค) จัดสัมมนา “เปิดทศวรรษใหม่งานวิจัยด้วยเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์” ณ อาคารสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ(โยธี) เพื่อถ่ายทอดประสบการณ์การให้บริการคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูงเพื่อช่วยลดเวลาในรายจ่ายในงานวิจัยบางอย่าง รวมทั้งประสบการณ์ของนักวิจัยที่ได้ใช้งาน
       
        ดร.ปิยวุฒิ ชัยศรีกุล ผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยและพัฒนาคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ(เนคเทค) กล่าวว่าโดยปกติเรารู้จักงานวิจัยทางด้านวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ใน 2 รูปแบบคือวิทยาศาสตร์เชิงทฤษฎีและวิทยาศาสตร์เชิงการทดลอง แต่ปัจจุบันมีงานทางด้านวิทยาศาสตร์บางอย่างที่ไม่สามารถทดลองในห้องปฏิบัติการได้ เช่น การศึกษาเรื่องอวกาศ จักรวาลวิทยา เป็นต้น และงานทดลองบางอย่างก็ยังหาคำอธิบายไม่ได้ จึงต้องมีการจำลองการทดลองในห้องปฏิบัติการผ่านระบบคอมพิวเตอร์ที่มีสมรรถนะสูง เนื่องจากบางการทดลองต้องใช้เวลาในการเดินเครื่องเป็นเดือนเป็นปี
       
        “เมื่อก่อนเราจะคุ้นกับ “ซูเปอร์คอมพิวเตอร์” แต่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เมื่อ 10 ปีที่แล้งยังสู้โน้ตบุ๊กในปัจจุบันไม่ได้ จึงเรียก คอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้กับงานค่อนข้างเฉพาะ และไม่ได้ใช้กับงานสำนักงานทั่วไป และแนวโน้มของโลกจะหันไปใช้คอมพิวเตอร์ในแบบ “คลัสเตอร์” มากกว่าการในใช้เดี่ยวๆ” ทั้งนี้ ดร.ปิยวุฒิได้เสริมว่ารูปแบบคลัสเตอร์คือการใช้ฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องเสมือนเป็นเครื่องเดียว เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังการใช้คอมพิวเตอร์ในรูปแบบ “กริด” (GRID) ซึ่งเป็นการใช้ฮาร์ดแวร์โดยที่คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องอาจอยู่ไกลกันคนละประเทศหรือทวีป
       
        สำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูงของเนคเทคที่ให้บริการในปัจจุบันมี 2 เครื่องคือ 1.เครื่องไอเทเนียมคลัสเตอร์ เป็นระบบคลัสเตอร์คอมพิวเตอร์ 32 โหนด ซึ่งเปิดให้ใช้บริการ 20 โหนด โดยแต่ละโหนดประกอบด้วยหน่วยความจำ 4 GB และหน่วยประมวลผล “อินเทลไอเทเนียม2” อยู่ 2 หน่วย ซึ่งสามารถรองรับการทำงานของของโปรแกรมได้หลายภาษา 2.เครื่องเอสจีไอ ออริจิน 2000 (SGI Origin 2000) ซึ่งให้บริการโปรแกรม “ซีบิล” (Sybyl) ที่ใช้ในการออกแบบยาได้
       
        ในส่วนของนักวิจัยด้านซึ่งได้ใช้บริการคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูงของเนคเทค ผศ.ดร.สุภา หารหนองบัว จากภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ซึ่งทำงานทางด้านการออกแบบยากล่าวว่าการออกแบบยาด้วยคอมพิวเตอร์ถือเป็นเคมีเชิงคำนวณ (Computational Chemistry) ซึ่งเป็นเรื่องค่อนข้างใหม่ของคนไทย ทั้งนี้การมีโปรแกรมซีบิลช่วยให้ไทยมีผลงานในระดับนานาชาติ โดยช่วยลดระยะเวลาและค่าใช้จ่ายในการหาตัวยาเพื่อพัฒนาเป็นยารักษาโรค
       
        ทั้งนี้ จะใช้วิธีจำลองเชิงโมเลกุล (Molecular modeling) ของตัวยา จะจำลองลักษณะการจับของตัวยากับเชื้อโรคหรือเอ็นไซม์ของเชื้อโรค เมื่อได้ตัวยาที่เหมาะสมก็หาทางออกแบบยา ซึ่งโดยปกติก็จะต้องทดลองกับเชื้อโรคจริงๆ ด้วยตัวยาหลายพันหลายหมื่นตัว ก่อนจะได้ตัวยาที่มีแนวโน้มในการพัฒนายาต่อไป แต่วิธีดังกล่าวต้องใช้เวลานับสิบปีและเปลืองค่าใช้จ่ายจำนวนมาก ดังนั้นการใช้วิธีจำลองทางคอมพิวเตอร์จะช่วยประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายได้มาก อย่างไรก็ดี ผศ.ดร.สุภากล่าวว่ายังจำเป็นที่จะต้องมีการทดลองจริงเพื่อคัดเลือกตัวยาที่มีประสิทธิภาพ
       
        ผศ.ดร.สุภายังได้กล่าวอีกว่าประเทศไทยเป็นประเทศที่มีโรคเมืองร้อนซึ่งเป็น “โรคคนจน” ซึ่งประเทศอย่างสหรัฐอเมริกาไม่สนใจที่จะพัฒนายา เราจึงต้องพัฒนายาเองซึ่งได้มีการใช้การจำลองทางคอมพิวเตอร์พัฒนาตัวยาหลายชนิด เช่น ยาสำหรับไวรัส “หวัดนก” ยาต้านเอดส์ ยาต้านไข้เลือดออกและไวรัสเด็งกี่ ยารักษาอัลไซเมอร์ซึ่งพบสารจากสมุนไพรที่มีประสิทธิภาพจะใช้ในการรักษาได้ รวมทั้งยาแก้อักเสบและยาป้องกันมะเร็ง เป็นต้น
       
        “นอกจากนี้ยังประยุกต์ใช้การจำลองทางคอมพิวเตอร์ในการทดสอบสารเคมีมีพิษในผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่ต้องส่งออกได้ เนื่องจากในปี 2551 สินค้าที่มีสารพิษจะถูกห้ามนำเข้าประเทศในประเทศยุโรป แต่การทดสอบสารเคมีอันตรายค่อนข้างยุ่งยาก เนื่องจากต้องทดสอบกับสิ่งมีชีวิต เช่น หนู กระต่าย ว่ามีความปลอดภัยหรือไม่ และการทำฐานข้อมูลสารเคมีไม่ง่าย การใช้แบบจำลองทำนายสารเคมีจึงน่าจะเป็นการประยุกต์ได้อีกทาง”
       
        ขณะที่ ดร.จักษ์ อัศวนันท์ จากภาควิชาคณิตศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ก็เป็นอีกคนที่ใช้บริการเครื่องคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูงของเนคเทค โดยได้ใช้ในการสร้างแบบจำลองการเกิดสึนามิ ซึ่งมีโปรแกรมและการจำลองเชิงตัวเลขครอบคลุมอินเดีย ไทย จนถึงอ่าวเบงกอล เพื่อจำลองผลกระทบตามชายฝั่ง และหากเกิดเหตุการณ์ดังกล่าวจะต้องระมัดระวังในส่วนไหนบ้าง ซึ่งอาศัยข้อมูลขณะที่เกิดสึนามิเมื่อวันที่ 26 ธ.ค.2547 ข้อมูลทางด้านธรณีสัณฐาน ข้อมูลระดับความลึกของมหาสมุทร ข้อมูลระดับน้ำจากสถานีวัดน้ำที่มี
       
        ผลจากการจำลองเหตุการณ์ 1 ชั่วโมงหลังจากเกิดสึนามิ โดยใช้เวลารันข้อมูลเป็นเวลา 5 วัน ปรากฏว่าระดับน้ำที่เข้าท่วมชายฝั่งต่างๆ ตามแบบจำลองใกล้เคียงกับข้อมูลจริงที่มีการบันทึกไว้ โดยมีความผิดพลาดไม่เกิน 1 เมตร ทั้งนี้ต้องใช้ขั้นตอนการรันโปรแกรมกว่า 3 หมื่นขั้นตอน และใช้หน่วยความจำถึง 2 GB อย่างไรก็ดี ดร.จักษ์ กล่าวว่าแบบจำลองของเขาเป็นเหมือนตัวอย่างหนึ่งในชั้นเรียนเท่านั้น เพราะมีข้อมูลสร้างแบบจำลองจากการเกิดสึนามิเพียงครั้งเดียว
       
        ในส่วน ดร.ศรเทพ วรรณรัตน์ นักวิจัยฝ่ายวิจัยและพัฒนาคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง ของเนคเทคกล่าวถึงการให้บริการว่าในส่วนของเครื่องไอเทเนียมคลัสเตอร์นั้นได้ฮาร์ดแวร์มาเมื่อปี 2547 และได้ปรับปรุงคุณภาพจนให้บริการได้เมื่อ 7-8 เดือนที่ผ่านมา ทั้งนี้ได้เปิดให้บริการ 20 โหนด และหากได้รับการอนุมัติก็จะขยายการให้บริการอีกในเดือน ต.ค.นี้ ส่วนโปรแกรมซีบิลนั้นส่วนใหญ่จะใช้บริการทางเภสัชเพื่อการออกแบบยาค่อนข้างมาก โดยได้ซื้อโปรแกรมมาในราคา 2 ล้านบาทซึ่งเป็นราคาเพื่อการศึกษา และต้องจ่ายค่าลิขสิทธิ์ปีละ 8 หมื่นบาท
       
        ทั้งนี้ได้เปิดให้บริการฟรีสำหรับผู้ทำงานวิจัย โดยเข้าไปสมัครได้ทางเว็บไซต์ http://www.hpcc.nectec.or.th/wiki/index.php/How_to_become_a_HPC_User ซึ่งหลังจากได้รับสิทธิในการใช้งานแล้วก็สามารถเข้าใช้ระบบผ่านระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ตเพื่อติดตั้งใช้งานและใช้งานโปรแกรมที่ต้องการได้ พร้อมกล่าวว่าการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อใช้ในการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนั้นจะช่วยประหยัดได้ เพราะงานวิจัยบางเรื่องไม่สามารถทำได้โดยตรง