โลกของเราใบนี้เต็มไปด้วยสิ่งมีชีวิตที่ผ่านการวิวัฒนาการมากว่า 750 ล้านปี จนมีความสามารถพิเศษเฉพาะตัวที่ทำให้มันเอาชีวิตรอดมาจนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์มากมายเฝ้าสังเกตพฤติกรรมของสัตว์นานาชนิด พยายามถอดพิมพ์เขียวความสามารถของสัตว์มาสร้างเป็นนวัตกรรมเจ๋ง ๆ ที่ช่วยให้ชีวิตของพวกเราสะดวกสบายขึ้น

ไอติมเล่า ep นี้มาแนะนำเนื้อหาจากหนังสือ สัตว์มหัศจรรย์ 30 ชนิด สู่สิ่งประดิษฐ์เปลี่ยนโลก เขียนโดย Patrick Aryee นักทำสารคดีชีวิตสัตว์ป่า เขาเริ่มทำสารคดีให้กับช่อง BBC สถานีโทรทัศน์ของอังกฤษมาตั้งแต่ปี 2013 ในการทำงานเขาได้เห็นชีวิตที่น่าทึ่งของสัตว์มาแล้วมากมาย ในหนังสือเล่มนี้รวบรวมสัตว์ 30 ชนิดที่เป็นแรงบันดาลใจให้เกิดนวัตกรรมล้ำ ๆ ผมเลือกเรื่องที่น่าสนใจมาเล่าให้เพื่อน ๆ ฟัง 6 เรื่องครับ

---

นักกระเต็นกับรถไฟหัวกระสุน

ช่วงปี 1990 รถไฟชินคันเซ็นนับว่าเป็นเครื่องจักรแห่งอนาคต มันขนส่งผู้โดยสารหลายล้านคน และเป็นหนึ่งในรถไฟที่แล่นได้เร็วที่สุดในโลก แต่ถึงอย่างนั้นบรรดาวิศวกรก็ยังอยากให้รถไฟพวกนี้แล่นได้เร็วขึ้นกว่าเดิม ปกติแล้วการเดินทางจากสถานีชินโอซาก้าไปยังสถานีฮากาตะในฟุกุโอกะต้องใช้เวลาเดินทาง 4-5 ชั่วโมง แต่วิศวกรอยากลดเวลาลงให้เหลือไม่เกิน 2 ชั่วโมง 20 นาที การจะทำแบบนั้นได้รถไฟต้องวิ่งด้วยความเร็วมากกว่า 185 ไมล์ต่อชั่วโมง

ปัญหาหนึ่งของรถไฟหัวกระสุนที่วิศวกรอยากแก้ไขคือเรื่องของเสียง ตอนที่รถไฟวิ่งด้วยความเร็วลอดผ่านอุโมงค์จะเกิดเสียงดังราวกับระเบิด ซึ่งเกิดจากความดันอากาศ เสียงนี้ดังมากจนรบกวนสัตว์ป่าที่อยู่ใกล้เคียง รบกวนผู้โดยสารบนรถไฟ และรบกวนคนที่พักอาศัยอยู่ใกล้กับทางรถไฟ

เสียงระเบิดจากรถไฟดังจนผิดกฏระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมของญี่ปุ่น ถ้าทำตามกฏรถไฟต้องส่งเสียงไม่เกิน 75 เดซิเบล ซึ่งดังประมาณเสียงกดชักโครก และความดันอากาศที่เกิดขึ้นตอนรถไฟลอดอุโมงค์ยังทำให้รถไฟแล่นช้าลง สิ่งที่วิศวกรต้องการคือรถไฟหัวกระสุนรุ่นใหม่ที่วิ่งได้เร็วขึ้นและไม่ส่งเสียงดังเกินไป

เอจิ นาคะสึ เป็นวิศวกรและผู้จัดการแผนกพัฒนาเทคนิคของบริษัทรถไฟญี่ปุ่นตะวันตก เขามีงานอดิเรกเป็นนักดูนก วันหนึ่งเขาเข้าไปฟังบรรยาของวิศวกรการบินคนหนึ่งที่สมาคมนกป่าแห่งประเทศญี่ปุ่นในเมืองโอซาก้า วิศวกรคนนั้นพูดถึงนกกระเต็น เอจิฉุกคิดขึ้นมาได้ว่าถ้าออกแบบส่วนหัวของรถไฟให้คล้ายกับจะงอยปากของนกกระเต็น มันจะช่วยให้อากาศไหลผ่านรถไฟได้ดีขึ้น และกำจัดเสียงระเบิดดังตู้มไปได้

บนโลกของเรามีนกกระเต็นราว 100 สายพันธุ์ ส่วนใหญ่พวกมันอาศัยอยู่ในทวีปแอฟริกา เอเชีย และออสเตรเลีย โดยทั่วไปนกกระเต็นมีจะงอยปากยาวแหลมคม หัวโต ขาสั้น และหางกุด พวกมันมีชื่อภาษาอังกฤษว่า Kingfisher ที่แปลว่าราชานักจับปลา

แม้นกกระเต็นจะไม่ได้จับปลากินเป็นอาหารทุกสายพันธุ์ แต่สายพันธุ์ที่กินปลาเป็นอาหารก็จับปลาเก่งจริง ๆ พวกมันมีสายตาที่ดีเยี่ยม จะงอยปากถูกออกแบบมาได้อย่างสมบูรณ์แบบสำหรับพุ่งลงไปในน้ำ จะงอยปากมีลักษณะยาว แหลม และแคบ ตอนที่พวกมันพุ่งลงน้ำด้วยความเร็วเกือบ 25 ไมล์ต่อชั่วโมง ปากของมันจะตัดเฉือนผ่านเข้าไปในน้ำ ปล่อยให้น้ำไหลผ่านจะงอยปาก

เอจิและทีมของเขาศึกษานกกระเต็นกันอย่างละเอียด จนออกแบบรถไฟหัวกระสุนรุ่นใหม่ที่ได้แรงบันดาลใจมาจากจะงอยปากของนกกระเต็น ด้านหน้าของหัวรถไฟรุ่นใหม่นี้ยาว 15 เมตร ขณะที่รุ่นเดิมยาว 6 เมตร ซึ่งยาวขึ้นมากกว่าเดิมถึง 2 เท่าเลย เมื่อเอามาทดลองวิ่งในอุโมงค์ก็พบว่ารถไฟรุ่นใหม่นี้แล่นได้ไวขึ้น ทรงพลังมากขึ้น เงียบกว่าเดิม และมีแรงต้านของอากาศน้อยกว่ารุ่นก่อนถึง 30%

วันที่ 22 มีนาคม 1997 รถไฟฟ้าชินคันเซ็นรุ่น 500 เริ่มให้บริการ ความท้าทายในการทำเวลาในการวิ่งจากสถานีชินโอซาก้าไปยังสถานีฮากาตะที่ตั้งเอาไว้ว่าต้องไม่เกิน 2 ชั่วโมง 20 นาที รถไฟรุ่นใหม่นี้ใช้เวลาวิ่งเพียง 2 ชั่วโมง 17 นาที และวิ่งมาด้วยเสียงไม่เกิน 75 เดซิเบล โดยไม่รบกวนคนและสัตว์ป่า

---

ปลาค็อดกับการเก็บรักษาอวัยวะ

หนึ่งในความท้าทายในการปลูกถ่ายอวัยวะคือต้องเก็บอวัยวะไว้ในที่เย็นจัด แต่ต้องไม่เย็นจนถึงขั้นทำให้น้ำในอวัยวะกลายเป็นน้ำแข็ง เพราะหากเกิดผลึกน้ำแข็งขึ้นในเซลล์มันจะเป็นการทำลายโครงสร้างของเซลล์ ทำให้เซลล์นั้นตายและอวัยวะนั้นเสียหายจนนำไปใช้งานไม่ได้ ด้วยความที่มีผู้ป่วยรอการปลูกถ่ายอวัยวะอยู่ทั่วโลก การเก็บรักษาอวัยวะไว้ในสภาพที่เหมาะสมจะช่วยให้เก็บรักษาได้นานขึ้น ทำให้ขนส่งไปในพื้นที่ที่ห่างไกลได้กว่าเดิม

เทคโนโลยีที่มาช่วยยืดอายุการเก็บรักษาอวัยวะคือโปรตีนเอเอฟพีสังเคราะห์ ซึ่งย่อมาจาก antifreeze protein แปลเป็นภาษาไทยได้ว่าโปรตีนต้านการแข็งตัว โปรตีนเอเอฟพีถูกพบปะปนอยู่ในเลือดของปลาค็อดซึ่งช่วยให้มันสามารถมีชีวิตอยู่รอดได้ในอุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง โดยที่ตัวมันไม่กลายเป็นน้ำแข็ง โปรตีนเอเอฟพีช่วยลดจุดเยือดแข็งของสสาร และทำให้ผลึกน้ำแข็งเล็กมาก จนปลาค็อดและปลาในมหาสมุทรอาร์กติกอยู่รอดได้ในอุณหภูมิ -2 องศาเซลเซียส

แม้จะมีการค้นพบโปรตีนเอเอฟพีตั้งแต่ช่วงปี 1960 แต่การวิจัยเรื่องโปรตีนต้านการแข็งตัวนี้ยังอยู่ในช่วงตั้งต้น โปรตีนเอเอฟพีสังเคราะห์ถูกนำมาใช้เก็บรักษาอวัยวะที่เพิ่งถูกผ่าตัดออกมา และเมื่ออวัยวะชิ้นนั้นถูกปลูกถ่ายเข้าสู่ร่างใหม่แล้ว โปรตีนเอเอฟพีที่เจอกับอุณหภูมิปกติของร่างกายจะสลายไปเองตามธรรมชาติ ไม่ตกค้างอยู่ภายในร่างกาย

นอกจากประโยชน์ด้านการแพทย์แล้ว โปรตีนเอเอฟพียังถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการบิน หากเครื่องบินมีน้ำแข็งจับในสภาพอากาศที่หนาวเย็นจะทำให้เกิดความล่าช้าในการบิน และเพิ่มโอกาสที่เครื่องบินจะเสียหาย สถาบันวิจัยเฟราน์โฮเฟอร์ในประเทศเยอรมนีได้วิจัยสีทาเครื่องบินแบบใหม่ที่มีโปรตีนเอเอฟพีเป็นส่วนประกอบ โดยโปรตีนนี้จะปกป้องพื้นผิวของเครื่องบินไม่ให้น้ำแข็งมาเกาะ

---

งวงช้างกับแขนกลนุ่มนิ่ม

ผู้เขียนยกย่องให้งวงช้างเป็นสิ่งมหัศจรรย์อย่างหนึ่ง หากเราได้จับงวงช้างดูจะรู้สึกว่ามันนุ่มนิ่ม แต่โครงสร้างด้านในงวงเป็นกระดูกอ่อนแบบเดียวกับตรงข้อต่อของมนุษย์ และห่อหุ้มด้วยกล้ามเนื้อถึง 40,000 มัด จึงทำให้งวงช้างมีพละกำลัง แข็งแรงและทนทานมาก ช้างสามารถใช้งวงโค่นต้นไม้และยกของที่หนักได้ถึง 300 กิโลกรัม

ตรงปลายงวงจะมีส่วนที่ยื่นออกมาเหมือนนิ้ว ช้างแอฟริกามีสองนิ้ว ส่วนช้างเอเชียมีเพียงนิ้วเดียว นิ้วเหล่านี้ทำให้ช้างหยิบจับสิ่งของได้อย่างนุ่มนวล เช่น ใช้เด็ดใบหญ้าได้ทีละใบ หรือหยิบแผ่นมันฝรั่งทอดขึ้นมาได้โดยไม่หัก ช้างมีรูจมูกยาว ๆ สองรูที่พากลิ่นไปยังศูนย์กลางประสาทการรับกลิ่น พวกมันสามารถได้กลิ่นแหล่งน้ำที่อยู่ไกล ๆ ได้ และเชื่อกันว่าสัมผัสรับกลิ่นของช้างเหนือกว่าสุนัขล่าเนื้อบลัดฮาวนด์ถึง 4 เท่า

งวงช้างยังไวต่อแรงสั่นสะเทือนอีกด้วยครับ ช้างสามารถใช้งวงตรวจสอบหาโขลงช้างที่อยู่ไกลออกไปได้ หรือตรวจหาพายุฝนฟ้าคะนอง โดยการแนบงวงไว้กับพื้นดินหรือชูงวงขึ้นฟ้า พวกมันรับรู้ได้ถึงคลื่นอินฟราซาวนด์ซึ่งเป็นคลื่นเสียงความถี่ต่ำมาก

นอกจากนี้งวงช้างยังกักเก็บน้ำได้ในปริมาณมาก ช้างสามารถยืดงวงให้ยาวขึ้นได้อีก 64% เพื่อสร้างพื้นที่เก็บน้ำได้มากถึง 9 ลิตรในคราวเดียว โดยช้างสามารถดูดน้ำขึ้นมาได้ 3 ลิตรต่อวินาที การจะทำแบบนั้นได้ช้างต้องสูดหายใจเข้าด้วยความเร็ว 330 ไมล์ต่อชั่วโมง ซึ่งเร็วเท่ากับรถไฟความเร็วสูงเลยทีเดียว

ช้างไม่ได้กินน้ำผ่านทางงวง พวกมันต้องย้ายน้ำจากในงวงเข้าปากอีกที นอกจากนี้พวกมันยังใช้งวงพ่นน้ำเพื่อล้างตัว ใช้งวงปัดเศษดินเศษโคลนที่อยู่ติดตามตัว ใช้งวงปัดไล่แมลง และเมื่อช้างต้องเดินผ่านลำธารที่ลึก พวกมันก็จะชูงวงขึ้นเพื่อใช้เป็นท่อหายใจ เรียกว่างวงช้างเป็นอวัยวะที่อเนกประสงค์เป็นอย่างมาก

ความสามารถอันหลากหลายของงวงช้างไปสะดุดตากลุ่มวิศวกรผู้เรียนรู้ด้านไบโอนิก เดิมทีพวกเขาเห็นปัญหาของหุ่นยนต์แขนกลที่ใช้งานอยู่ในโรงงานขนาดใหญ่อย่างโรงงานประกอบรถยนต์ หุ่นยนต์แขนกลพวกนี้เคลื่อนไหวไม่นุ่มนวล และหากโครงสร้างที่ทำด้วยเหล็กของพวกมันไปกระแทกกับคนเข้า คน ๆ นั้นก็จะได้รับบาดเจ็บ

ปี 2010 ทีมวิศวกรที่นำโดยชาวเยอรมันพัฒนาหุ่นยนต์แขนกลที่มีความนุ่มนวลกว่า พวกเขาไม่ใช้เหล็กมาทำเป็นส่วนประกอบของแขนกล แต่เปลี่ยนมาใช้พลาสติกน้ำหนักเบาที่เรียกว่าพอลิเอไมด์แทน และวิศวกรออกแบบให้มีช่วงกลวง ๆ เรียงซ้อนกันอยู่ในเนื้อพลาสติก ทำให้แขนกลนี้ถ้าไปโดนคนเข้าก็ไม่ได้สร้างความเจ็บปวดให้กับคนที่โดน

ปกติแขนกลจะเคลื่อนไหวได้ด้วยระบบมอเตอร์และฟันเฟือง แต่วิศวกรทีมนี้ต้องการให้แขนกลของพวกเขามีน้ำหนักเบาจึงเลือกใช้ระบบแรงดันอากาศมาควบคุมการเคลื่อนไหวของแกนกลนี้แทน โดยด้านในแขนกลจะมีช่องกลวง ๆ หลายช่องเรียงติดกัน ให้เพื่อน ๆ นึกภาพว่าช่องเหล่านี้เป็นเหมือนกับลูกโป่งหลาย ๆ ใบเรียงต่อกัน อากาศจะถูกเป่าเข้าไปหรือสูบออกมาจากช่องเหล่านี้ ทำให้แขนกลสามารถเคลื่อนไหวไปได้ทุกทิศทาง โดยที่ยังมีน้ำหนักเบาและแข็งแรงพอจะยกของหนักได้

หลังจากปี 2010 ที่ทีมวิศวกรทีมนี้พัฒนาหุ่นยนต์แขนกลขึ้นมาได้สำเร็จ วิศวกรทีมอื่น ๆ ก็พัฒนาหุ่นยนต์แขนกลนุ่มนิ่มออกมาบ้างอีกหลายร้อยรุ่น โดยหวังว่าแขนกลเหล่านี้จะถูกนำมาใช้กับหุ่นยนต์ที่จะเข้ามาอยู่ร่วมกับมนุษย์ในชีวิตประจำวัน โดยไม่ก่อให้เกิดอันตรายครับ

---

ค้างคาวกับโดรน

ผลกระทบจากแผ่นดินไหวสร้างความเสียหายรุนแรงมาก บ้านเรือนพังราบเป็นหน้ากลอง ต้นไม้ใหญ่หักล้มขวางทางถนน อาจมีท่อแก๊สรั่วหรือสายไฟขาดแต่ยังมีกระแสไฟฟ้าอยู่ การเดินสำรวจความเสียหายในสถานการณ์แบบนี้อาจเป็นอันตรายให้กับหน่วยกู้ภัย แต่หากเราสามารถติดปีกบินเหนือพื้นก็จะออกสำรวจความเสียหายได้อย่างสบายและปลอดภัย

มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ สหรัฐอเมริกา ศึกษาค้าวคาวอย่างละเอียดเพื่อนำมาสร้างโดรนบินได้ที่คล้ายค้างคาว ค้างคาวสามารถหาตำแหน่งของวัตถุในที่มืดด้วยหลักการเสียงสะท้อน (echolocation) โดยพวกมันจะเปล่งเสียงที่มีแรงสั่นสะเทือนออกไปและฟังเสียงนั้นที่สะท้อนออกมา จากนั้นพวกมันจะสร้างภาพจำลองสามมิติของสภาพแวดล้อมรอบตัว

ถ้าเพื่อน ๆ เคยเห็นตอนที่ค้างคาวกำลังบิน จะเห็นว่าท่าทางการบินของพวกมันดูไม่มั่นคงและไม่สง่างาม แต่จริง ๆ แล้วพวกมันบินได้เก่งกว่านกเสียอีก เคล็ดลับที่ทำให้ค้างคาวบินได้เก่งอยู่ที่ปีกซึ่งมีข้อต่อคล้ายกับมือของมนุษย์ ปีกค้างคาวมีข้อต่อกว่า 20 ข้อที่ถูกห่อหุ้มด้วยแผ่นหนังยืด ๆ บาง ๆ ที่สามารถยืดเพื่อสร้างแรงยกได้จากหลากหลายทิศทาง และค้างคาวใช้พลังงานในการสร้างแรงยกน้อยกว่านก

ค้างคาวควบคุมปีกของพวกมันได้ดีมาก จนสามารถกลับมาตั้งหลักใหม่ได้อีกครั้งหลังจากโดนกระแสลมแรงตี พวกมันสามารถกลับมาบินได้อย่างมั่นคงอีกครั้งด้วยการกระพือปีกเพียงแค่ครั้งเดียว ผิวหนังของค้างคาวปกคลุมไปด้วยประสาทรับความรู้สึก ดังนั้นผิวหนังเหล่านี้จึงส่งข้อมูลตามเวลาจริงเกี่ยวกับกระแสลมไปยังสมองของค้างคาวในขณะที่มันกำลังบินอยู่

ฟังดูแล้วเหมือนว่าปีกของค้างคาวเป็นอวัยวะที่ยากต่อการสร้างขึ้นมาเลียนแบบ แต่ทีมจากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์มองว่าเป็นความท้าทาย และสร้างหุ่นยนต์ที่มีปีกเหมือนค้างคาวที่พวกเขาตั้งชื่อว่าแบทบอท (bat bot) ซึ่งมีลักษณะนุ่ม ตรงปีกประกอบด้วยข้อต่อ 9 ข้อ แต่ละข้อต่อสร้างขึ้นมาจากเส้นใยคาร์บอนที่มีน้ำหนักเบา แต่แข็งแรงและยืดหยุ่นมาก

พวกเขาใช้ซิลิโคนแบบบางพิเศษที่ยืดได้มาใช้ทำเป็นผืนปีกของแบทบอท และติดตั้งเซนเซอร์วัดองศาของข้อต่อเพื่อช่วยปรับตำแหน่งของปีกขณะที่มันกำลังบินอยู่ เมื่อทีมนำแบทบอทไปทดสอบการบิน มันก็สามารถบินเลี้ยวแบบเอียงปีกและดิ่งลงมาในองศาชัน ๆ ได้ เหมือนกับการเคลื่นไหวของค้างคาวเวลาที่ไล่ล่าเหยื่อ

แม้ตอนนี้แบทบอทจะอยู่ในขั้นต้นแบบ แต่อนาคตเมื่อติดตั้งเซนเซอร์ตรวจจับการแผ่รังสี ระบบกล้องสามมิติ ระบบตรวจจับอุณหภูมิ ทางทีมก็เชื่อว่าจะสามารถนำมันไปใช้สำหรับการสำรวจพื้นที่ที่อันตรายเกินกว่ามนุษย์จะเข้าไปได้ เช่น เหมืองหรืออาคารที่ถล่ม เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ถูกทิ้งร้าง และทีมเชื่อว่าความเป็นไปได้ในการนำแบทบอทไปใช้นั้นไม่มีที่สิ้นสุด

---

เฮดจ์ฮอกกับหมวกนิรภัย

ช่วงที่ผ่านมามีการตระหนักถึงอันตรายจากการกระทบกระเทือนทางสมองกันมากขึ้น โดยเฉพาะในหมู่นักกีฬาผาดโผนหรือกีฬาที่ต้องมีการปะทะ เช่น รักบี้ นั่นทำให้ทีมจากมหาวิทยาลัยเอครอน สหรัฐอเมริกา ทำการศึกษาเพื่อสร้างหมวกนิรภัยสำหรับการเล่นกีฬา

หมวกนิรภัยแบบใหม่นี้ต้องป้องกันจากการบิด การแฉลบ และการปะทะด้านข้างซึ่งก่อให้เกิดความเสียหายต่อสมองมากที่สุด ทีมค้นคว้าโดยการอ่านวิจัยเป็นตั้ง ๆ เพื่อหาว่ามีสัตว์ชนิดไหนที่ดูดซับแรงกระแทกทั่วร่างกายได้ดีที่สุด และพวกเขาก็พบกับสัตว์ที่ชื่อว่าเฮดจ์ฮอก

เฮดจ์ฮอกเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีขนาดเล็กเท่าฝ่ามือ บนหลังของมันปกคลุมด้วยขนที่เป็นหลามแหลมแข็ง ๆ เมื่อพวกมันเจอกับอันตรายมันจะม้วนตัวให้กลายเป็นลูกบอลหนาม ถ้าสัตว์นักล่าพยายามจะกินมันก็จะเจ็บเพราะโดนหนามตำปาก

นอกจากนี้เมื่ออยู่บนต้นไม้พวกมันจะใช้การม้วนตัวเป็นลูกบอลหนามแล้วทิ้งตัวลงมาบนพื้นโดยไม่ได้รับบาดเจ็บ เพราะขนที่เป็นหนามของมันช่วยซับแรงกระแทก เฮดจ์ฮอกสามารถตกลงมาจากความสูง 6 เมตร ได้โดยที่ไม่เป็นอะไรเลย

เฮดจ์ฮอกมีขนบนหลังถึง 7,000 เส้น ขนเหล่านี้มีความซับซ้อนกว่าเส้นขนของมนุษย์มาก โดยด้านในของขนเหล่านี้ไม่ได้ทึบตัน แต่กลับเต็มไปด้วยโพรงช่องว่างหลายโพรง ซึ่งนอกจากจะทำให้ขนมีน้ำหนักเบาและแข็งแรงแล้ว ยังช่วยให้มันไม่หักหรืองอตอนเจอกับแรงกด และตอนที่เฮดจ์ฮอกม้วนตัวเป็นลูกบอล ขนของมันจะไขว้กันจนเกิดเป็นเบาะรองรับน้ำหนักเมื่อตกลงมาจากที่สูง

หมวกนิรภัยสำหรับใส่เล่นกีฬา โดยทั่วไปถูกออกแบบมาเพื่อปกป้องผู้สวมใส่จากความเสียหายที่มาจากการชนแรง ๆ แบบตรง ๆ ด้านนอกของหมวกเหล่านี้แข็ง ด้านในบุด้วยโฟมหรือวัสดุอื่นที่คล้ายกันซึ่งมีช่องว่างที่เต็มไปด้วยอากาศ แต่หมวกแบบนี้จะมีประสิทธิภาพลดลงเรื่อย ๆ เมื่อเกิดการปะทะติด ๆ กันอย่างต่อเนื่อง เพราะโฟมที่อยู่ข้างในไม่คืนรูป และหมวกแบบนี้ไม่สามารถป้องกันแรงปะทะที่มาจากด้านข้างและมาแบบแฉลบได้ ซึ่งก่อความเสียหายต่อสมองมากที่สุด

ทีมจากมหาวิทยาลัยเอครอนใช้เครื่องพิมพ์สามมิติสร้างขนเฮดจ์ฮอกสังเคราะห์ที่มีความยืดหยุ่นและด้านในเต็มไปด้วยโพรงอากาศแบบขนเฮดจ์ฮอกตามธรรมชาติ จากนั้นนำขนสังเคราะห์มาจัดเรียงกันแบบไขว้ลงบนแผงสี่เหลี่ยม แล้วนำแผงเหล่านี้มาเป็นวัสดุบุด้านในหมวกนิรภัย

เมื่อผู้สวมใส่หมวกนิรภัยแบบใหม่นี้ถูกกระแทกแบบตรง ๆ แบบมาจากด้านข้างและแบบแฉลบ ขนเฮดจ์ฮอกสังเคราะห์ด้านในหมวกจะกระจายพลังงานจากการปะทะไปทั่วทุกทิศทุกทาง ป้องกันไม่ให้สมองของผู้สวมใส่สั่นสะเทือน และเมื่อหมวกนี้ถูกกระแทกซ้ำ ๆ มันก็ยังมีประสิทธิภาพในการป้องกันดีเหมือนเดิม เพราะขนสังเคราะห์ยังคงรูปเดิม ไม่ได้เสื่อมลง

ตอนนี้ทีมกำลังทดลองให้วัสดุบุด้านในหมวกแบบใหม่ของพวกเขาผลิตได้ง่ายขึ้นในระดับอุตสาหกรรม อีกไม่นานเราจะได้เห็นนักกีฬาผาดโผนทั่วโลกสวมหมวกนิรภัยแบบใหม่ที่ได้รับแรงบันดาลใจมาจากสัตว์ตัวเล็ก ๆ อย่างเฮดจ์ฮอกกันครับ

---

แมวกับความปลอดภัยบนถนน

เรื่องนี้ไม่ใช่นวัตกรรมใหม่ แต่เป็นนวัตกรรมที่ใช้กันมานานแล้ว จนถึงทุกวันนี้ก็ยังมีประโยชน์อยู่ นั่นคือป้ายสะท้อนแสงที่ติดอยู่ตามถนนซึ่งมีต้นกำเนิดขึ้นมาเมื่อ 100 ปีก่อน เพอร์ซี ชอว์ นายช่างและนักประดิษฐ์กำลังขับรถไปตามถนนเส้นที่อันตรายมากเป็นพิเศษ เมื่อกลับบ้านในคืนวันที่หมอกลงจัด มันเป็นทางที่ตัดขึ้นไปบนเขาสูงชัน ข้างทางด้านหนึ่งเป็นหุบเหวลึกที่มีรั้วเตี้ย ๆ กั้นเอาไว้

คืนนั้นเพอร์ซีเห็นแมวตัวหนึ่งยืนอยู่บนรั้ว ตาของมันสะท้อนไฟหน้ารถของเขากลับมา เพอร์ซีตกใจ จอดรถแล้วลงไปตรวจสอบดูก็พบว่าเขาขับรถมาผิดเลน หากขับต่อไปอีกนิดรถของเขาจะพุ่งตกลงไปในเหว โชคดีที่เห็นแมวตัวนั้นก่อน แล้วเขาก็เกิดความคิดขึ้นมาว่าถนนน่าจะปลอดภัยขึ้น ถ้าเอาแมวหลาย ๆ ตัวมานั่งเรียงกันบนถนน

ทำไมตาของแมวถึงเรืองแสงได้ นั่นเพราะเมื่อแสงส่องเข้าไปในตาของแมว แสงบางส่วนจะชนเข้ากับจอประสาทตาแบบตรง ๆ กระตุ้นให้เกิดกระแสประสาทส่งไปยังสมองเหมือนกับตาของคนเรา แต่ตาของแมวมีคุณสมบัติเพิ่มเติมมาอย่างหนึ่ง คือแสงบางส่วนจะทะลุผ่านจอประสาทตาและไปกระทบเข้ากับชั้นเนื้อเยื่อที่เรียกว่า ทาเปตุม ลูซิดุม เป็นภาษาละตินแปลว่าผ้าประดับผนังสีสว่าง แสงใดก็ตามที่กระทบเข้ากับทาเปตุม ลูซิดุม จะสะท้อนกลับมายังจอประสาทตา ซึ่งช่วยให้แมวมองเห็นในที่แสงน้อยได้เป็นอย่างดีนั่นเองครับ

แมวไม่ใช่สัตว์ชนิดเดียวที่ดวงตามีทาเปตุม ลูซิดุม เราสามารถเห็นดวงตาสะท้อนแสงแบบนี้ได้ในสุนัข ม้า นก หรือแม้กระทั่งแมงมุม เพอร์ซีใช้เวลาประดิษฐ์และพัฒนาอุปกรณ์ที่มีคุณสมบัติเลียนแบบทาเปตุม ลูซิดุม จนปี 1934 เขาก็จดสิทธิบัตรให้กับสิ่งประดิษฐ์ที่ใช้เพิ่มความปลอดภัยบนท้องถนนที่ตัวเองคิดค้นขึ้น เขาเรียกสิ่งนี้ว่าตาแมว หรือ Cat’s eyes แต่ปัจจุบันนิยมเรียกว่า Road Stud มากกว่าครับ

ช่วงแรกเพอร์ซีพยายามโน้มน้าวให้ผู้มีอำนาจซื้อตาแมวประดิษฐ์ของเขาไปติดตั้งบนถนน เพื่อเพิ่มความปลอดภัยในการใช้รถตอนกลางคืนให้กับประชาชน แต่เป็นเรื่องยากมากเพราะยังไม่มีใครตระหนักถึงประโยชน์ของสิ่งประดิษฐ์นี้ จนเข้าสู่ช่วงสงครามโลก อังกฤษตกเป็นเป้าของการโจมตีทางอากาศ รัฐบาลสั่งให้ประชาชนปิดไฟตอนกลางคืน รถที่วิ่งบนถนนต้องลดความสว่างของไฟหน้าลง ช่วงเวลานี้แหละครับที่ตาแมวประดิษฐ์ของเพอรืซีเป็นที่ต้องการอย่างมาก จนสงครามจบรัฐบาลอังกฤษก็สั่งให้ติดตั้งตาแมวประดิษฐ์ทั่วประเทศ ก่อนจะแพร่หลายไปทั่วโลก ปัจจุบันตาแมวประดิษฐ์ถูกพัฒนาให้มีหลายรูปทรงและหลายสี ชีวิตของผู้คนหลายล้านคนได้รับการปกป้องเพราะแรงบันดาลใจที่ได้จากแมวครับ

---

นี่คือบางส่วนของนวัตกรรมที่ได้รับแรงบันดาลใจมาจากสัตว์โลก ในเล่มยังมีอีกหลายนวัตกรรม เช่น สถาปัตยกรรมของสถานีรถไฟที่ได้แรงบันดาลใจมาจากตัวนิ่ม ห้างสรรพสินค้าที่ออกแบบระบบระบายอากาศให้เหมือนรังปลวก ผ้าพันแผลกันน้ำที่ได้รับแรงบันดาลใจจากจิ้งจก เจลเก็บความเย็นที่ได้รับแรงบันดาลใจมาจากอูฐ ถ้าเพื่อน ๆ สนใจสามารถตามไปอ่านต่อได้ครับกับหนังสือสัตว์มหัศจรรย์ 30 ชนิด สู่สิ่งประดิษฐ์เปลี่ยนโลก เขียนโดย Patrick Aryee ตีพิมพ์ป็นภาษาไทยโดยสำนักพิมพ์แคคตัส ราคา 389 บาท