MIT คว้าเงินทุนสูงสุด 52.9 ล้านดอลลาร์จาก ARPA-H เพื่อออกแบบสารกำจัดวัชพืชด้วยปัญญาประดิษฐ์เชิงสร้างสรรค์

MIT ประกาศเมื่อวันที่ 10 พฤศจิกายน 2026 ว่าจะเป็นผู้นำโครงการที่ได้รับเงินทุนสนับสนุนสูงสุด 52.9 ล้านดอลลาร์จาก ARPA-H หรือหน่วยงานโครงการวิจัยขั้นสูงด้านสุขภาพของสหรัฐฯ เพื่อออกแบบสารกำจัดวัชพืชที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นด้วยปัญญาประดิษฐ์เชิงสร้างสรรค์ และพัฒนาระบบชีวภาพที่ย่อยสลายสารเคมีทางการเกษตร

โครงการนี้มีชื่อว่า Precision Learning for On-target Weed control (PLOW) และเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Systems for Tracking and Resilience in Efficient Agricultural-input Management (STREAM) ของ ARPA-H Christopher Voigt หัวหน้าภาควิชาวิศวกรรมชีวภาพของ MIT เป็นผู้วิจัยหลัก โดยมี MIT เป็นผู้รับทุนหลัก ARPA-H ระบุวันที่ 18 กันยายน 2026 เป็นวันเริ่มต้นโครงการที่ได้รับทุน

เหตุใดการควบคุมวัชพืชจึงต้องใช้สารเคมีชนิดใหม่

โครงการนี้มุ่งแก้ปัญหาความขัดแย้งในภาคเกษตรกรรมของสหรัฐฯ ในแต่ละปีมีการใช้สารกำจัดวัชพืชมากกว่า 1 พันล้านปอนด์ เพื่อป้องกันความเสียหายร้ายแรงต่อพืชผลและเอื้อให้ทำเกษตรแบบฟื้นฟูที่ช่วยปกป้องดินได้ แต่การใช้ซ้ำทำให้วัชพืชบางชนิดเกิดการกลายพันธุ์ที่ทำให้ดื้อยา ไกลโฟเซตแสดงให้เห็นถึงความท้าทายนี้ โดยกำจัดวัชพืชด้วยการรบกวนการทำงานของเอนไซม์ EPSP synthase ซึ่งพืชจำเป็นต้องใช้ในการผลิตกรดอะมิโนสำคัญหลายชนิด และการดื้อยาทำให้กลไกนี้มีประสิทธิภาพลดลง

ข้อกังวลด้านสุขภาพเป็นข้อจำกัดเพิ่มเติมในการออกแบบ ตามประกาศของ MIT การสัมผัสสารกำจัดวัชพืชอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคมะเร็ง ความผิดปกติของระบบเผาผลาญและระบบต่อมไร้ท่อ ตลอดจนผลเสียอื่น ๆ คนงานเกษตรอาจสัมผัสสารเหล่านี้จากการใช้สารกำจัดวัชพืชบ่อยครั้ง ขณะที่ประชาชนจำนวนมากในสหรัฐฯ ได้รับสารในปริมาณเล็กน้อยผ่านอาหารและน้ำดื่ม ดังนั้น การวิจัยจึงนำผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์และระบบนิเวศมาพิจารณาเป็นเกณฑ์ในการคัดเลือกสารต้นแบบ ควบคู่ไปกับประสิทธิภาพในการกำจัดวัชพืช

ความมั่นคงด้านอุปทานเป็นอีกเป้าหมายหนึ่ง สารทางเลือกเหล่านี้มีจุดประสงค์เพื่อลดการพึ่งพาฟอสฟอรัสนำเข้าของสหรัฐฯ ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของไกลโฟเซต Voigt กล่าวว่า การดื้อยาประกอบกับห่วงโซ่อุปทานของสารตั้งต้นที่ไม่มั่นคง อาจทำให้ประเทศขาดสารเคมีทางการเกษตรที่ “จำเป็นอย่างยิ่งต่อการได้ผลผลิตพืชสูงและราคาที่สมเหตุสมผลอย่างที่สหรัฐฯ มีอยู่ในปัจจุบัน”

เชื่อมโยงปัญญาประดิษฐ์เชิงสร้างสรรค์เข้ากับการคัดกรองในห้องทดลอง

ทีมวิจัยกลุ่มแรกของ PLOW จะสร้างแบบจำลองเพื่อเสนอสารประกอบเคมีหรือโมเลกุลอาร์เอ็นเอสายสั้นชนิดรบกวน (siRNA) ซึ่งมุ่งขัดขวางเอนไซม์ในพืชที่ไกลโฟเซตและสารกำจัดวัชพืชชนิดอื่นออกฤทธิ์ต่อ Connor Coley และ Regina Barzilay จาก MIT กับ Alexander Tropsha จาก University of North Carolina เป็นผู้นำงานนี้ แบบจำลองของทีมมีเป้าหมายเพื่อปรับสารต้นแบบให้มีต้นทุนการสังเคราะห์ต่ำ มีความเสี่ยงต่ำที่จะทำให้เกิดการดื้อยา และมีความเสี่ยงต่ำที่จะเป็นอันตรายต่อมนุษย์หรือก่อความเสียหายต่อระบบนิเวศ ควบคู่กับการรักษาประสิทธิภาพไว้

ทีมคาดว่าแบบจำลองจะสร้างสารต้นแบบที่เป็นไปได้หลายพันล้านรายการ จำนวนมหาศาลนี้ทำให้ขั้นตอนถัดไปมีความสำคัญอย่างยิ่ง โดย Angela Koehler จาก MIT และ Jaime Cheah จาก Broad Institute จะนำการคัดกรองปริมาณสูงเพื่อระบุว่าโมเลกุลใดออกฤทธิ์ต่อเป้าหมาย จากนั้นจะส่งข้อมูลการคัดกรองกลับไปยังทีมคอมพิวเตอร์เพื่อปรับปรุงแบบจำลอง ทำให้เกิดวงจรออกแบบและทดสอบซ้ำ แทนที่จะถือว่าผลลัพธ์จาก AI เป็นสารกำจัดวัชพืชที่พร้อมใช้งานแล้ว

หลังจากจำกัดกลุ่มสารต้นแบบให้แคบลงแล้ว ทีมวิจัยกลุ่มที่สามจะประเมินโมเลกุลแต่ละชนิดในสภาพการเกษตรที่แตกต่างกันผ่านการศึกษาในโรงเรือน กลุ่มนี้นำโดย Neal Stewart และ Scott Lenaghan จาก University of Tennessee at Knoxville, Patrick Tranel จาก University of Illinois at Urbana-Champaign, Tim Willson จาก UNC และ Andee Wallace ผู้ก่อตั้งและประธานเจ้าหน้าที่บริหารของ Robigo คาดว่าการทดสอบสารต้นแบบระยะแรกที่อาศัยการรบกวนอาร์เอ็นเอ (RNAi) ในโรงเรือนจะเสร็จสิ้นภายในสิ้นปีแรกของโครงการ

ควบคู่การค้นพบสารใหม่กับการย่อยสลายสารเคมี

โครงการนี้ยังจัดการกับสารเคมีที่ใช้อยู่ในปัจจุบันด้วย นักวิจัยของ PLOW วางแผนสร้างระบบจุลินทรีย์มีชีวิต ซึ่งแบคทีเรียและเชื้อราที่ผ่านการดัดแปลงจะเปลี่ยนสารเคมีทางการเกษตรและส่วนประกอบในตำรับผลิตภัณฑ์ให้เป็นมวลชีวภาพ ก่อนที่สารเหล่านั้นจะไปถึงอาหาร ดิน หรือแหล่งน้ำ แนวทางนี้มุ่งให้เป็นวิธีที่ขยายขนาดได้เพื่อช่วยลดการสัมผัสสารของสิ่งแวดล้อมและมนุษย์

เมื่อนำมาพิจารณาร่วมกัน งานค้นพบสารและการย่อยสลายของ PLOW สอดคล้องกับสองในสี่ด้านทางเทคนิคของแผนงานโครงการ STREAM ได้แก่ การค้นพบสารกำจัดวัชพืชรุ่นใหม่โดยใช้ AI ช่วย และการกำจัดหรือย่อยสลายสารเคมีทางการเกษตร ส่วนอีกสองด้านครอบคลุมการควบคุมวัชพืชแบบแม่นยำและการควบคุมโดยไม่ใช้สารเคมี ซึ่งรวมถึงการกำจัดวัชพืชด้วยเลเซอร์และเครื่องกำจัดวัชพืชอัตโนมัติขนาดเล็ก ตลอดจนการปรับปรุงการตรวจติดตามสารกำจัดวัชพืชและสารเคมีที่เกี่ยวข้อง กระทรวงสาธารณสุขและบริการมนุษย์ของสหรัฐฯ เปิดตัวโครงการ STREAM เมื่อวันที่ 17 สิงหาคม 2026 โดยวางกรอบให้เป็นความพยายามในการปกป้องคนงานเกษตร ผู้บริโภค และสิ่งแวดล้อม ควบคู่กับการรักษาระดับผลผลิตพืช

โครงการที่ได้รับทุนนี้จะทดสอบคุณค่าของปัญญาประดิษฐ์เชิงสร้างสรรค์ด้วยการทดลองที่เข้มงวด กล่าวคือ คลังสารต้นแบบขนาดใหญ่จะมีประโยชน์ก็ต่อเมื่อการคัดกรองและการศึกษาในโรงเรือนสามารถระบุโมเลกุลที่ใช้ได้ผลในสภาพการเกษตรจริง พร้อมผ่านข้อจำกัดด้านต้นทุน การดื้อยา และความปลอดภัย งานย่อยสลายสารของ PLOW มุ่งแก้ปัญหาอีกด้านหนึ่ง โดยตั้งเป้าลดการสัมผัสสารเคมีทางการเกษตรที่ใช้อยู่แล้ว ในระหว่างที่กำลังพัฒนาสารทางเลือกใหม่