นักวิจัยมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี พัฒนาโปรแกรมจัดสวนลดฝุ่นด้วย AI รวบรวมข้อมูลพืชไทย 73 ชนิด พบการปลูกแบบ 3 ระดับให้ประสิทธิภาพดักฝุ่นสูงกว่าการปลูกแบบชั้นเดียวถึง 5 เท่า เตรียมนำร่องพื้นที่จริงย่านรัชดาภิเษก

8 กันยายน 2569 ปัญหา PM2.5 ในกรุงเทพฯ เป็นความท้าทายของการออกแบบและบริหารเมือง โดยข้อมูลพบว่าแหล่งกำเนิด PM2.5 มาจากรถยนต์ดีเซลร้อยละ 46 การเผาชีวมวลร้อยละ 22 อนุภาคทุติยภูมิร้อยละ 14 รถยนต์เบนซินร้อยละ 11 และแหล่งอื่นอีกร้อยละ 7 ทำให้บทบาทของ "ต้นไม้" เปลี่ยนจากพื้นที่เพื่อความร่มรื่นสู่ "พื้นที่สีเขียวลดฝุ่น" ด้วยการผสานองค์ความรู้ด้านพืชและกระบวนการพืชบำบัดเข้ากับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ระบบเซ็นเซอร์ และซอฟต์แวร์จำลองสามมิติ

รศ.ดร.ชัยรัตน์ ตรีทรัพย์สุนทร อาจารย์ประจำหลักสูตรวิทยาศาสตร์ชีวภาพเชิงบูรณาการและนวัตกรรม คณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี และหัวหน้าห้องปฏิบัติการ Remediation (RMT) สถาบันพัฒนาและฝึกอบรมโรงงานต้นแบบ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) และทีมวิจัย ได้พัฒนา "โปรแกรมจัดสวนลดฝุ่น" เพื่อพยากรณ์ประสิทธิภาพของสวนลดฝุ่น โดยภายในโปรแกรมประกอบด้วยพันธุ์พืชไทย 73 ชนิด แบ่งเป็นไม้ประดับ 51 ชนิด ไม้ยืนต้น 13 ชนิด และไม้พุ่ม 9 ชนิด ซึ่งแต่ละชนิดมีประสิทธิภาพลดฝุ่นแตกต่างกันตามลักษณะของใบ ทั้งความหนาแน่นของปากใบ ขนบนใบ ความขรุขระของพื้นผิว และชั้นไข โดยพืชที่มีศักยภาพสูง ได้แก่ กัลปพฤกษ์ นีออน โมก รวมถึงเฟิร์นข้าหลวง เฟิร์นใบมะขาม พลูด่าง กลุ่มคล้า และกวักมรกต

รศ.ดร.ชัยรัตน์ กล่าวว่า ต้นไม้จะเครียดเมื่อโดนฝุ่นสะสมมากๆ โดยตอบสนองด้วยการปิดปากใบเพื่อกักเก็บน้ำ และเมื่อเครียดถึงจุดหนึ่งจะสลัดใบทิ้งและหยุดทำหน้าที่ทันที งานวิจัยจึงไม่ได้หยุดเพียงแค่หาว่าต้นอะไรดักฝุ่นได้ดี แต่ต้องหาคำตอบว่าจะรักษาประสิทธิภาพการดักฝุ่นของพืชได้อย่างต่อเนื่องภายใต้สภาพแวดล้อมจริงของเมืองอย่างไร

จุดเปลี่ยนสำคัญของงานวิจัยเกิดขึ้นเมื่อทีมพบว่าการเลือกชนิดต้นไม้เพียงอย่างเดียวยังไม่เพียงพอ เพราะรูปแบบการปลูกและการจัดวางมีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการดักฝุ่น จึงพัฒนาการจัดวางพืชแบบหลายระดับ ผสมไม้คลุมดิน ไม้พุ่ม และไม้ยืนต้นเรือนยอดสูง เพื่อรับและชะลอการเคลื่อนที่ของอากาศในระดับต่างๆ ผลการศึกษาพบว่าการปลูกแบบ 3 ระดับ สามารถลดฝุ่นได้สูงสุดถึงร้อยละ 40.5 ในช่วงฤดูฝุ่น เพิ่มความชื้นสัมพัทธ์ประมาณร้อยละ 9.9 และช่วยลดความเร็วของลมปั่นป่วน ขณะที่การจัดวางพืชแบบชั้นเดียวให้ผลเพียงร้อยละ 6-8.2 สะท้อนว่าการรับมือ PM2.5 ในเมืองไม่ใช่เพียงเรื่องจำนวนต้นไม้ แต่การออกแบบพื้นที่สีเขียวก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน

ทีมวิจัยยังต่อยอดองค์ความรู้ด้วยการพัฒนา Predictive Multi-Layer Green Space Design Simulator ซอฟต์แวร์จำลองพื้นที่สีเขียวหลายชั้นในสภาพแวดล้อมสามมิติ ซึ่งรวบรวมฐานข้อมูลประสิทธิภาพการลดฝุ่นของพืช 73 ชนิด ผสมผสานการคำนวณการเคลื่อนที่ของอากาศและฝุ่นตามทิศทางลมและความเข้มข้นฝุ่นเริ่มต้นที่ปรับค่าได้ โดยผู้ใช้สามารถเลือกชนิดพืช ความหนาแน่น ชั้นเรือนยอด ทิศทางลม และรูปแบบสวนก่อนนำไปปลูกจริง ซึ่งขณะนี้โปรแกรมมีความพร้อมใช้งานจริงและเผยแพร่เป็นสาธารณประโยชน์แล้ว

นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังใช้ AI วิเคราะห์ข้อมูลคุณภาพอากาศจากเซ็นเซอร์ 70 จุดทั่วกรุงเทพฯ ต่อเนื่อง 4 ปี (2021-2024) พบว่าสวนในกรุงเทพฯ เช่น สวนเบญจกิติและสวนลุมพินี มีค่า PM2.5 เฉลี่ย 20.40 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร เทียบกับพื้นที่ริมถนนที่ 26.81 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร สะท้อนศักยภาพของพื้นที่สีเขียวในการเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างพื้นฐานด้านคุณภาพอากาศของเมือง

รศ.ดร.ชัยรัตน์ กล่าวว่า การใช้ข้อมูลและ AI ทำให้สามารถวิเคราะห์ได้ว่าหากฝุ่นมาจากทิศทางใด ลมพัดแบบใด และอาคารมีรูปแบบเช่นใด ควรใช้พืชชนิดใด ปลูกหนาแน่นเท่าไร และจัดชั้นเรือนยอดอย่างไร เพื่อลดการแพร่กระจายของฝุ่นไปยังพื้นที่ที่มีการใช้งานมากที่สุด ซึ่งช่วยยืนยันว่าพื้นที่สีเขียวสามารถออกแบบให้เป็นโครงสร้างพื้นฐานด้านสิ่งแวดล้อมของเมืองได้

ปัจจุบันผลการวิจัยได้เข้าสู่การทดสอบในพื้นที่จริง ผ่านความร่วมมือระหว่าง มจธ. กรุงเทพมหานคร สำนักสิ่งแวดล้อม และสำนักงานเขตดินแดง โดยนำร่องบริเวณถนนรัชดาภิเษกฝั่งฟอร์จูนทาวน์ เพื่อสำรวจสภาพกายภาพและนำข้อมูลพืชมาประกอบการออกแบบพื้นที่สีเขียวด้วย AI ให้สัมพันธ์กับทิศทางลม แหล่งกำเนิดมลพิษ และรูปแบบอาคาร โดยหากขยายผลได้สำเร็จ พื้นที่ที่ประชาชนมีโอกาสสัมผัสฝุ่นสูง เช่น ริมถนน โรงเรียน โรงพยาบาล ป้ายรถโดยสาร หรือทางเท้า อาจถูกออกแบบให้มีแนวพืชลดการแพร่กระจายฝุ่นอย่างเป็นระบบ

รศ.ดร.ชัยรัตน์ กล่าวทิ้งท้ายว่า สิ่งที่อยากเห็นคือเครือข่าย "Clean Zones" กระจายอยู่ทั่วเมือง โดยแต่ละพื้นที่ถูกออกแบบตามบริบทของตัวเอง เนื่องจากโจทย์ไม่ใช่เพียงการเพิ่มจำนวนต้นไม้ แต่คือการทำให้พื้นที่สีเขียวมีหน้าที่ชัดเจน โดยแนวทางนี้ไม่ได้เข้ามาแทนที่การควบคุมมลพิษที่ต้นทาง แต่เป็นอีกชั้นของการป้องกันที่จะช่วยลดการสัมผัสฝุ่นของประชาชน และยกระดับต้นไม้จากองค์ประกอบทางภูมิทัศน์ไปเป็นโครงสร้างพื้นฐานสีเขียวของเมือง