By Dutsanee Mua

ผลจากการใช้นาโนเทคโนโลยีเพื่อเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรในหลายปีที่ผ่านมา ทำให้มนุษยชาติมีความหวังในการต่อสู้กับข้อจำกัดทางทรัพยากรธรรมชาติรวมถึงการใช้ทรัพยากรอย่างยั่งยืนได้มากขึ้น แต่ในทางตรงกันข้าม ยิ่งใช้นาโนเทคโนโลยีมากเท่าไหร่ ความกังวลเกี่ยวกับความเสี่ยงต่อสุขภาพที่เกิดจากการปนเปื้อนอนุภาคนาโนในผลิตภัณฑ์อาหารก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน โดยเฉพาะอนุภาคนาโนที่เข้าสู่ดินผ่านการชลประทาน ปุ๋ย และแหล่งอื่น ๆ ซึ่งพืชสามารถดูดซึมได้โดยตรง

การใช้อนุภาคนาโนมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นในหลายด้าน เช่น ในยา สินค้าอุปโภคบริโภค โดยในภาคการเกษตร อนุภาคนาโนอาจใช้เป็นยาต้านจุลชีพเพื่อปกป้องพืชจากเชื้อโรค อีกทางหนึ่งสามารถใช้จับกับปุ๋ยหรือยาฆ่าแมลง ด้วยวิธีตั้งโปรแกรมให้มีการปล่อยสารอาหารในเวลาที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มการดูดซึมพืช เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่ามีแนวโน้มที่พืชบางชนิดจะดูดซึมอนุภาคนาโนได้หรือไม่ และคุณสมบัติอะไรของอนุภาคนาโนที่จะทำให้เกิดกระบวนการตกค้างในพืชแต่ละชนิดได้ ซึ่งการทดสอบและวิจัยให้ครอบคลุมพืชทุกชนิดเป็นไปได้ยาก ลำพังชนิดของอนุภาคนาโนก็มากแล้ว อนุภาคนาโนเงินเพียงอย่างเดียวสามารถมีขนาด รูปร่าง และการเคลือบพื้นผิวที่แตกต่างกันหลายร้อยแบบ ดังนั้น การทดสอบแต่ละอนุภาคในเชิงทดลอง แม้แต่กับพืชชนิดเดียว ก็ไม่สามารถทำได้แล้ว

ต้องขอบคุณเทคโนโลยีแมชชีนเลิร์นนิ่ง ที่ช่วยให้นักวิจัยของ Texas A&M University สามารถคิดค้นวิธีที่จะช่วยทำนายความเป็นไปได้ในการตกค้างของอนุภาคนาโนได้สำเร็จ สำหรับการศึกษานี้ นักวิจัยได้เลือกอัลกอริธึมแมชชีนเลิร์นนิ่งที่แตกต่างกันสองแบบ ได้แก่ โครงข่ายประสาทเทียมและการเขียนโปรแกรมการแสดงออกของยีน จากนั้นพวกเขาได้ทำการสอนให้โปรแกรมเรียนรู้จากฐานข้อมูลที่สร้างขึ้นจากการวิจัยในอดีตเกี่ยวกับอนุภาคนาโนโลหะต่างๆ ที่พบการสะสมในพืช โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ฐานข้อมูลเรื่องขนาด รูปร่าง และลักษณะอื่นๆ ของอนุภาคนาโนที่แตกต่างกัน พร้อมด้วยข้อมูลเกี่ยวกับจำนวนอนุภาคเหล่านี้ที่ถูกดูดซึมจากดินหรือน้ำที่อุดมด้วยสารอาหารเข้าสูระบบต่างๆ ของพืช

เมื่อได้รับการสอนแล้ว อัลกอริทึ่มแมชชีนเลิร์นนิ่งสามารถทำนายโอกาสที่อนุภาคนาโนโลหะที่กำหนดจะสะสมในพันธุ์พืชได้อย่างถูกต้อง แถมยังบอกได้ด้วยว่าเมื่อพืชอยู่ในสารละลายที่อุดมด้วยสารอาหารหรือไฮโดรโปนิกส์ ส่วนประกอบทางเคมีของอนุภาคนาโนที่เป็นโลหะจะเป็นตัวกำหนดแนวโน้มของการสะสมในรากและยอด แต่ถ้าปลูกในดิน เนื้อหาของอินทรียวัตถุและดินเหนียวในดินจะเป็นกุญแจสำคัญในการดูดซับอนุภาคนาโนในพืช

แม้ว่าอัลกอริธึมแมชชีนเลิร์นนิ่งที่ผ่านการทดสอบแล้วนี้จะสามารถคาดการณ์แนวโน้มการสะสมของอนุภาคนาโนในพืชอาหารและพืชบกได้เกือบทั้งหมด แต่ก็อาจยังไม่พร้อมสำหรับพืชน้ำ จึงเป็นโจทย์ให้ทีมวิจัยเร่งทำงานกันต่อไป เพื่อช่วยให้ผู้คนสามารถใช้นาโนเทคโนโลยีได้อย่างสบายใจ โดยไม่ต้องกังวลกับความปลอดภัยทางอาหาร งานวิจัยนี้ จึงนับเป็นการช่วยอุตสาหกรรมเกษตร และอุตสาหกรรมอาหารโลกไปพร้อมๆ กันเลยทีเดียว

ที่มาของข้อมูล : https://phys.org

#Nanotechnology #Biotech #machinelearning #sustaiablefood