ทีมวิศวกรชีวะการแพทย์จาก Purdue University และ National Institute of Agricultural Sciences จากเกาหลีใต้ ร่วมมือกันวิจัยพัฒนาแผ่น QR code แบบกินได้ ใช้สำหรับติดภายในขวดบรรจุเหล้าหรือติดบนเม็ดยำ ทำให้ผู้ที่ต้องการซื้อเหล้าหรือผู้ที่จะทานยาสามารถใช้สมาร์ทโฟนเพื่อสแกนตรวจสอบยืนยันได้ว่าเหล้าขวดดังกล่าวหรือยาเม็ดดังกล่าวเป็นของแท้หรือไม่

ในขณะที่สติ๊กเกอร์ป้องกันการปลอมแปลงที่ใช้กันในปัจจุบันนี้สามารถติดลงได้บนกล่องหรือขวดที่เป็นบรรจุภันฑ์ภายนอกเท่านั้น จุดอ่อนประการแรกคือการปลอมแปลง QR code ที่เป็นงานพิมพ์บรรจุภัณฑ์ทั่วไปก็ยังทำได้ไม่ยากนัก ในขณะที่จุดอ่อนอีกประการคือมีความเสี่ยงที่จะพบเหล้าปลอมหรือยาปลอมที่อาศัยการสวมรอยนำเอาสินค้าปลอมมาใส่ในบรรุจภัณฑ์จริงได้

แต่ QR code ของทีมวิจัยนี้มีข้อดีที่เหนือกว่าแนวทางที่ใช้งานในปัจจุบันนี้ คือมันทำมาจากวัสดุที่สามารถทานได้ ทำให้ตัว QR code สามารถติดลงด้านในขวดเหล้าและสัมผัสกับเครื่องดื่มได้โดยตรงยากแก่การที่จะปลอมแปลงหรือแกะออก หรือจะใช้ติดลงบนเม็ดยาให้คนกลืนลงไปพร้อมกันกับตัวยาก็ไม่มีปัญหา อีกทั้งตัว QR code นี้สร้างขึ้นจากหมึกแบบพิเศษที่ปลอมแปลงได้ยาก

แผ่นสติ๊กเกอร์ QR code ขนาดจิ๋วที่ใช้สำหรับติดไว้ภายในขวดเหล้า

แผ่น QR code ดังกล่าวถูกสร้างขึ้นโดยใช้ใยของไหมชนิดพิเศษที่ผ่านกระบวนการปรับแต่งทางพันธุกรรมจนได้เส้นใยไหมที่มีโปรตีนเรืองแสงอยู่ในตัว ทำให้ตัวรังไหมและเส้นใยไหมมีความเรืองแสง และเนื่องจากเส้นใยที่ใช้นี้ก็เป็นโปรตีนจากธรรมชาติจึงไม่เป็นปัญหาสำหรับการใช้งานกับเครื่องดื่มและยา

การปรับแต่งพันธุกรรมหนอนไหม ทำให้ได้ใยไหมที่มีคุณสมบัติเรืองแสงเป็นเฉดสีต่างๆ

เส้นใยเรืองแสงนี้มีสีสันต่างกัน 3 เฉดสี คือ ฟ้า, เขียว และแดง เมื่อใช้เทคนิคการถ่ายภาพเรืองแสง (fluorescence imaging) ซึ่งเป็นการถ่ายภาพใช้ฟิลเตอร์เพื่อคัดกรองคลื่นแสงเฉพาะบางย่านความถี่โดยเฉพาะ ก็จะเห็นการเรืองแสงจากเส้นใยไหมเหล่านี้ที่มีสีสันแตกต่างกันชัดเจน ทีมนักจัยนำเอาเส้นใยพวกนี้มาใส่ในสารละลายเพื่อสร้างหมึกเรืองแสงใช้สำหรับการทำรหัสภาพเป็น QR code ได้ตามต้องการ

เส้นใยใหมเรืองแสงถูกนำมาใส่ในสารละลายเพื่อสร้างหมึกเรืองแสงในเฉดสีต่างๆ ทั้ง ฟ้า, เขียว และแดง

ในการประยุกต์ใช้งานจริง การสแกน QR code ที่ทำจากหมึกเรืองแสงนี้จะต้องใช้แอพที่สร้างขึ้นมาเพื่อการสแกนนี้โดยเฉพาะ ตัวแอพดังกล่าวมีการตั้งค่าการปล่อยแสง (excitation source) และฟิลเตอร์เพื่อเน้นกรองเอาเฉพาะแสงที่หมึกปลดปล่อยออกมา (emission filter) ให้เหมาะสมสัมพันธ์กับความสามารถในการดูดซับคลื่นแสงและปล่อยแสงกลับออกมาของหมึกแต่ละสี โดยหมึกเรืองแสงทั้ง 3 สี จะต้องมีการปรับแต่งแอพแตกต่างกันดังนี้

สีฟ้า excitation source 415 nm, emission filter 460 nm
สีเขียว excitation source 470 nm, emission filter 525 nm
สีแดง excitation source 530 nm, emission filter 630 nm

ผลจากการประยุกต์ใช้หมึกเรืองแสง 3 นี้เข้าด้วยกันซึ่งต่างก็ทำงานกับแสงคนละย่านความถี่ ทำให้การผลิตแผ่น QR code แต่ละแผ่น สามารถสร้างรหัสภาพ 3 รหัสซ้อนกันได้ โดยสามารถเลือกสแกนรหัสภาพได้ตามต้องการด้วยการปรับตั้งค่าแสงและฟิลเตอร์ให้สอดคล้องกับรหัสภาพที่ต้องการสแกนนั่นเอง

ด้วยทางเลือกการใช้สีต่างๆ ทำให้สามารถออกแบบรหัสภาพแบบ QR code มากกว่า 1 รหัสมาซ้อนกันได้

ทั้งนี้ในกระบวนการสร้างแผ่น QR code ด้วยหมึกจากใยไหมเรืองแสงนี้ ทีมวิจัยได้ใช้แอลกอฮอล์มาเป็นตัวเพิ่มความทนทานของแผ่น QR code ดังนั้นการใช้งานมันกับขวดเหล้าจึงไม่มีปัญหา กลับจะยิ่งทำให้ QR code มีความคงทนดียิ่งขึ้น และเป็นตัวอย่างการประยุกต์ใช้งานกรณีแรกๆ ที่ทีมวิจัยนึกถึง

การใช้สมาร์ทโฟนสแกน QR code เพื่อตรวจสอบเหล้า (ดาวน์โหลดวิดีโอสาธิตการสแกนได้ที่นี่)

และตามที่ได้อธิบายไว้ข้างต้นว่าแผ่น QR code นี้ทำมาจากเส้นใยโปรตีนที่สามารถรับประทานได้ มันจึงสามารถนำไปใช้ติดบนยา หรือแม้กระทั่งเม็ดยาก็ยังได้ แนวคิดของทีมวิจัยต้องการให้ผู้ใช้สามารถทำการสแกน QR code บนเม็ดยาทุกเม็ดเพื่อให้แน่ใจว่าเม็ดยาที่กำลังจะทานเข้าไปนั้นเป็นยาจริงที่มีสรรพคุณรักษาอาการเจ็บป่วยได้จริง

การใช้สมาร์ทโฟนสแกน QR code เพื่อตรวจสอบเม็ดยา (ดาวน์โหลดวิดีโอสาธิตการสแกนได้ที่นี่)

ทีมวิจัยได้ทดลองใช้งาน QR code เรืองแสงกินได้นี้กับเหล้าหลากหลายยี่ห้อเป็นเวลานานกว่า 10 เดือน และสามารถใช้งานสแกนข้อมูลได้สำเร็จทุกครั้งภายใต้ภาวะแสงในสิ่งแวดล้อมต่างๆ จึงทำให้ทีมมีความมั่นใจว่าผลงานวิจัยนี้มีความสมบูรณ์พร้อมจะนำไปใช้งานได้จริง

ผู้ที่สนใจสามารถอ่านรายละเอียดเพิ่มเติมได้จากเอกสารงานวิจัยที่นี่

ที่มา – designboom