กลุ่มวิจัยสาขาวิทยาการและวิศวกรรมเชิงคำนวณ

computational

กลุ่มวิจัยสาขาวิทยาการและวิศวกรรมเชิงคำนวณ



ความเป็นมา

ใใ

การวิจัยด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม ประกอบด้วยการศึกษา 3 แนวทาง คือ การศึกษาทางทฤษฎี การศึกษาด้วยการทดลอง และการศึกษาด้วยวิธีเชิงคำนวณ (Computational Method) วิธีเชิงคำนวณถือได้ว่าเป็นแนวทางใหม่กว่าสองแนวทางแรก เป็นผลจากการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ และเทคนิควิธีการเชิงตัวเลข เป็นที่ยอมรับกันว่าการวิจัยจะมีประสิทธิภาพและประสิทธิผลสูงสุด จะต้องผสมผสานการศึกษาทั้งสามแนวทางอย่างเหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการวิจัยในสาขาที่มีการผสมผสานวิชาการหลายสาขา (Multidisciplinary) เช่น เทคโนโลยีชีวภาพ นาโนเทคโนโลยี รวมถึงการจัดการแก้ปัญหาจริง เช่น ปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม ปัญหาการจราจร เป็นต้น ซึ่งสาขาทั้งหมดที่กล่าวมาได้ใช้การศึกษาด้วยวิธีการเชิงคำนวณอย่างมาก เนื่องจากระบบที่ศึกษามีความซับซ้อนสูงยากที่จะทำการทดลองหรือศึกษาด้วยทฤษฎี การวิจัยด้วยวิธีการเชิงคำนวณนั้น จำเป็นต้องมีโครงสร้างพื้นฐานด้านการคำนวณสมรรถนะสูง อันได้แก่ ฮาร์ดแวร์ และ ซอฟต์แวร์ รองรับการใช้วิธีเชิงคำนวณประกอบกับการศึกษาทางทฤษฎี และทางการทดลองนั้นมีข้อดีคือ

ใใ

- ช่วยให้เข้าใจเชิงลึก ในขณะที่การศึกษาด้วยการทดลอง ผู้วิจัยจะเห็นเพียงผลที่ปรากฏภายนอกที่สามารถสังเกต หรือตรวจวัดได้จากอุปกรณ์ต่างๆ การศึกษาปรากฏการณ์ด้วยวิธีเชิงคำนวณทำให้สามารถได้ข้อมูลรายละเอียด ของปรากฏการณ์ เช่น การกระจายตัวของอิเล็กทรอนระหว่างการเกิดปฏิกิริยาเคมี การกระจายตัวของความเค้นและความเครียดในอุปกรณ์ต้นแบบภายใต้โหลด เป็นต้น ทำให้ผู้วิจัยสามารถมีความเข้าใจ ปรากฏการณ์ที่ศึกษา อย่างลึกซึ้ง

-   ช่วยลดค่าใช้จ่ายในการทดลอง วิธีเชิงคำนวณ หรือการสร้างแบบจำลองสามารถช่วยลดต้นทุนการวิจัยได้หลายทาง เช่น ลดการสร้างต้นแบบ การสร้างสภาวะแวดล้อมในแบบจำลอง เช่น ความกดดันสูง อุณหภูมิสูง/ต่ำ ก็สามารถ ทำได้โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม

-   ช่วยทำนายล่วงหน้า เมื่อนักวิจัยมีความเข้าใจและมั่นใจในทฤษฎีและวิธีการคำนวณแล้ว ก็สามารถสร้างแบบ จำลองของระบบที่ยังไม่มีอยู่จริงได้ เช่น โมเลกุล วัสดุ หรือยารักษาโรค และทำนายสมบัติของระบบเหล่านั้นด้วยวิธีการเชิงคำนวณ การทำนายสมบัติของระบบที่ยังไม่มีอยู่จริงนี้ เป็นการแสวงหาโอกาสสร้างผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ ซึ่งอาจจะมีมูลค่าและผลกระทบทางเศรษฐกิจอย่างสูง หลังจากที่ได้มีการค้นพบระบบที่มีคุณสมบัติดีจากวิธีการเชิงคำนวณแล้ว จึงค่อยหาทางสังเคราะห์ระบบนั้นขึ้นจริงๆ ต่อไป


ปัจจุบันความแม่นยำของวิธีการเชิงคำนวณยังได้รับการยอมรับสูงมากในบางสาขา เมื่อประกอบกับ ค่าใช้จ่ายที่สูงมากในการศึกษาด้วยการทดลอง ทำให้มีการยอมรับให้ใช้ผลการศึกษาด้วยวิธีการเชิงคำนวณแทนผลการทดลองได้ในบางเรื่อง เช่น เรื่องการศึกษาความเป็นพิษของสารเคมีตามกฎระเบียบว่าด้วยสารเคมีของสหภาพยุโรป หรือ Regulation (EC) No 1907/2006 Concerning the Registration, Evaluation, Authorization, and Restriction of Chemicals (REACH)

ใใ

หัวหน้ากลุ่มวิจัย

    ดร. ศรเทพ วรรณรัตน์

    ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ

    สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ

ใใ

หัวข้อวิจัย

- งานวิจัยวิทยาการและวิศวกรรมเชิงคำนวณด้านวิทยาการระดับนาโนเชิงคำนวณ

- งานวิจัยวิทยาการและวิศวกรรมเชิงคำนวณด้านการออกแบบทางวิศวกรรม

- งานวิจัยด้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

- งานวิจันด้านการบริหารจัดการทรัพยากรน้ำ พลังงาน และสิ่งแวดล้อม

- งานวิจันวิทยาการและวิศวกรรมเชิงคำนวณด้านอื่นๆ

ใใ

<< รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกลุ่มวิจัย >>

----------------------------------------------------------------------------------