ทะลุกรอบ

ป๋วย อุ่นใจ

 

วิศวกรโอริโอ

กับปัญหาความเหลื่อมล้ำแห่งครีม

 

เป็นข่าวครึกโครมไปทั่วโลก เมื่อวิศวกรเครื่องกลจากเอ็มไอที ตัดสินใจเปลี่ยนความสนใจ (อาจจะชั่วคราว) จากการพัฒนาแผ่นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ยืดหยุ่นที่อาจจะทำให้เรามีจอทีวีพับได้ มาบุกเบิกศาสตร์ใหม่ “ศาสตร์แห่งการศึกษาโอริโอ” หรือ “โอริโอโลยี (Oreology)”

คริสตัล โอเวน (Crystal Owen) นักศึกษาปริญญาเอก และนักวิจัยตัวตั้งตัวตีในงานนี้เผยในเปเปอร์ที่เพิ่งตีพิมพ์ออกมาในวารสาร “Physics of Fluids” (แปลไทยคือ “ฟิสิกส์ของของไหล”) ว่าชื่อของศาสตร์โอริโอโลยี ที่เธอและทีมร่วมกันให้กำเนิดขึ้นมานั้น มีรากศัพท์มาจากชื่อคุกกี้ดัง “โอริโอ” และคำภาษากรีกว่า rheo logos ที่แปลว่าการศึกษาของไหล

กระนั้น งานวิจัยของเธอไม่ได้เน้นแค่ศึกษาการไหลหรือการแตกของคุกกี้ดังโอริโอเท่านั้น แต่เอาไปประยุกต์ใช้ศึกษาการไหลและการแตกตัวของแซนด์วิชคุกกี้ได้หมดเลย

แต่เธอก็ยอมรับว่าสิ่งที่ทำให้เธอหันมาผลักดันงานนี้ขึ้นมาก็คือแรงบันดาลใจจากอดีตจากแซนด์วิชคุกกี้ชื่อดังที่มีรสชาติเป็นเอกลักษณ์ ทั้งเนื้อสัมผัสรสโกโก้กรุบกรอบ สอดไส้ครีมเข้มข้นหวานมัน ที่มักจะมากับสโลแกนอมตะ “บิด ชิมครีม จุ่มนม”

สำหรับคริสตัล แค่บิด ชิมครีม จุ่มนมนี้ ยังไม่พอ

“บางคนอาจจะชื่นชอบรสชาติของครีมโอริโอเอามากๆ แต่ส่วนตัว ฉันชอบโอริโอที่สุดเวลาที่ฉันบิดมาแล้ว ได้ทั้งครีมและคุกกี้” คริสตัลกล่าว “คุกกี้อย่างเดียวมันแห้งไป และถ้าฉันจุ่มคุกกี้ลงไปในนม มันก็จะยุ่ยแหยะไวมาก”

คริสตัลมีแรงบันดาลใจส่วนตัวที่จะแก้ปัญหาที่ค้างคาใจฉันมาตั้งแต่เด็ก นั่นคือจะบิดโอริโอยังไงให้คุกกี้ทั้งสองข้างมีครีมติดมาเท่าๆ กัน”

ผมเคยได้ยินจากน้องๆ ที่เรียนที่เอ็มไอที ว่าที่นั่น ทุกคนสามารถคิดได้อย่างเต็มที่ และฝันได้ไกลเท่าที่อยากจะจินตนาการ เพราะพวกเขาเชื่อว่าไม่มีไอเดียอะไรที่เพ้อเจ้อ ไอเดียที่ฟังดูบ้าที่สุด อาจจะเป็นไอเดียที่เปลี่ยนโลกก็เป็นได้

นโยบายที่สนับสนุนให้นักศึกษาได้คิดฝัน และสร้างสรรค์กันได้อย่างเต็มที่แบบนี้ทำให้สถาบันแห่งนี้เป็นแหล่งบ่มเพาะหลากหลายไอเดียสุดบรรเจิด

ที่เอ็มไอที คริสตัลเล่าว่าเธอได้เรียนการใช้งานเครื่องรีโอมิเตอร์ (rheometer) ซึ่งใช้ในการวัดความหนืดของของไหลโดยการบิดแผ่นจาน 2 แผ่นที่มีตัวอย่างของไหลสอดใส่อยู่ตรงกลาง

เวลาจะใช้ก็เอาตัวอย่างของไหลไปโปะไว้บนจานที่ฐานเครื่อง ด้านบนจะมีจานอีกจานค่อยๆ เคลื่อนลงมาประกบบนของไหลเหมือนแซนด์วิช แล้วเครื่องก็จะบิดหมุนจานบน พร้อมๆ กับบันทึกแรงบิด (torque) ที่จำเป็นต้องใช้ในการบิดแยกจานสองจานออกจากกัน

หลักการทำงานของเครื่องรีโอมิเตอร์ทำให้เธอนึกถึงโอริโอ บิด ชิมครีม จุ่มนม

ในตอนแรก ตัวอย่างของไหลที่เธอสนใจก็คือหมึกพิมพ์คาร์บอนนาโนทิวบ์ (carbon nanotube based ink) ที่เธอออกแบบมาสำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ เอาไว้เพื่อพิมพ์วงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบพับได้ ยืดหยุ่นได้

แต่แล้ว หนึ่งไอเดียบรรเจิดได้ผุดขึ้นมาในหัวของเธอ

“เครื่องนี้อาจจะแก้ปัญหาความเหลื่อมล้ำในการแบ่งคุกกี้ที่เคยเป็นปัญหาหนักใจในวัยเด็กของเธอได้ แล้วเครื่องมือก็มีอยู่แล้วในมือ และถ้าองค์ความรู้ในการใช้เครื่องมือนี้น่าจะช่วยแก้ปัญหาโลกแตกเรื่องการบิดโอริโอให้คุกกี้ทั้งสองแผ่นได้ครีมออกมาเท่ากันได้ ทำไมเล่าถึงจะไม่ทำ”

“ฉันสนใจศึกษาของกลศาสตร์ของของไหล ที่คนไม่มองว่าเป็นของไหล” คริสตัลกล่าว “คนไม่คิดว่าโอริโอเป็นของไหล แต่บางส่วนในงานวิจัยของเราบ่งชี้ชัดว่า มันมีคุณสมบัติเป็นของไหล”

แม้จะฟังดูงงๆ ว่าไหล ไม่ไหล แต่ในมุมของวิศวกร ครีมของโอริโอถือเป็นของไหล แม้ว่าอาจจะไม่ไหลจ๊อกออกมาเป็นน้ำ แต่ก็ไหลได้ประมาณหนึ่งเมื่อโดนบีบแบบเดียวกับยาสีฟันที่โดนบีบไหลออกมาจากหลอด

คริสตัลเริ่มออกแบบการทดลอง เธออยากรู้ว่าจะต้องใช้ความเค้น (stress) เท่าไร ครีมถึงจะเริ่มเปลี่ยนรูปร่าง แล้วไหลยืดออกมา โดยไม่ต้องใส่แรงเพิ่มมากนัก แรงเค้นที่จุดนี้เรียกว่าความเค้นคราก (yield stress)

คริสตัลเชื่อว่าถ้าเธอเข้าใจคุณสมบัติการไหลของครีมได้ดีพอ ไม่แน่ว่า ปัญหาความไม่เท่าเทียมกันในการแบ่งปันครีมโอริโอ ก็อาจจะไม่ใช่ปัญหาอีกต่อไป

แต่ท้ายที่สุด เธอก็พบความจริงที่ว่า “ความเฟลมีจริง ไม่เชื่อว่าลบหลู่” เพราะไม่ว่าจะปรับการทดลองไปอย่างไร เปลี่ยนมุมบิด เพิ่มครีม เปลี่ยนรส เปลี่ยนถึงเอาไปอุ่น หรือแม้แต่จุ่มนมก่อน ครีมโอริโอก็ยังร่อนหลุดติดไปกับแผ่นคุกกี้แผ่นหนึ่งเสมอ นั่นหมายความว่าอีกแผ่นจะแทบไม่ได้ครีมเลยไม่ว่าเธอจะพยายามมากแค่ไหนก็ตาม

และในกรณีที่ครีมจะหลุดติดคุกกี้ทั้งสองแผ่น โดยมากก็จะฉีกขาดแล้วแบ่งกันไปข้างละครึ่ง ที่คริสตัลและทีมเรียกว่าครีมหลุดแบบ “half moon” คุกกี้แผ่นหนึ่งจะได้ครีมขาดแบ่งกันไปคนละครึ่งแผ่นเป็นเสี้ยวจันทร์

ซึ่งมันเป็นความผิดหวังระคนแปลกใจ คริสตัลและทีมสรุปว่าครีมของโอริโอ ไม่ได้ถือเป็นครีมนุ่มๆ เนียนๆ เหมือนวิปครีม ครีมชีส หรือครีมขนมอบปกติ ที่มักจะใช้กันอยู่ในร้านขนมปังทั่วไป แต่เป็นครีมอีกแบบที่มีฟรอสติ้งเยอะ เลยมีเนื้อสัมผัสเป็นแบบทรายๆ แบบมุชชี่ (mushy) แบบแนวๆ มันฝรั่งบดมากกว่าจะเป็นครีม

ครีมพวกนี้จะเหนียวและเกาะตัวกันแน่นกว่าครีมทั่วไป แม้ว่าหลักการยืด การไหล เหมือนๆ กับของไหลอื่นๆ รวมทั้งครีมขนมปกติ แต่เพราะมันจับตัวกันแน่นกว่าที่มันจับกับแผ่นคุกกี้ พอออกแรงบิด แทนที่ครีมจะหลุดแล้วแยกออกมาเท่าๆ กัน มันจะหลุดออกจากแผ่นคุกกี้ก่อน

การทดลองทั้งบิดและชิมครีมของเธอเลยล้มเหลวไม่เป็นท่า

 

เพื่อให้ครบจบกระบวน ไหนๆ ก็ไหนๆ แล้ว คริสตัลเลยจัดทดลองจุ่มนมให้ด้วยเอาให้จบเรื่องไปเลยทีเดียว เธอคำนวณ “อัตราการเปื่อยยุ่ยของแผ่นคุกกี้ช็อกโกแลตหลังจากการจุ่มนม”

คริสตัลเผยว่าเธอเคยเชื่อว่าเวลากินโอริโอจุ่มนม คุณจะต้องจุ่มคุกกี้ลงไปในนมจนอิ่มตัวโชกชุ่ม แล้วพอกิน รสชาติจะได้ฟินที่สุด แต่จากการทดลองแผ่นคุกกี้ของโอริโอมันยุ่ยและแตกร่วนเร็วไป และท้ายที่สุด แม้จะแช่นมไว้จนยุ่น พอกินเข้าไปก็ยังรู้สึกได้ถึงความแห้งของเนื้อสัมผัสอยู่ดี

“จากที่ลองค้นดู คุณจำเป็นต้องใช้เวลาจริงๆ แค่ 5 วินาทีในการจุ่มคุกกี้ลงไปในนม เพื่อให้มันซึมซับน้ำนมได้อย่างเต็มที่” คริสตัลกล่าว

แม้จะทำการทดลองมาเยอะ (แป๊กไปก็เยอะ) แต่คริสตัลก็ยังไม่หมดหวังกับคุกกี้ไส้ครีม เธอขอให้แมกซ์ แฟน (Max Fan) นิสิตปริญญาตรีฝึกงานในแลบ ช่วยออกแบบและสร้างโมเดลสามมิติของต้นแบบเครื่องวัดความหนืดคุกกี้โอริโอขึ้นมาในคอมพิวเตอร์ โดยใช้หลักการทำงานที่เลียนแบบมาจากรีโอมิเตอร์ แล้วใช้เครื่องพิมพ์สามมิติปริ้นต์เครื่องต้นแบบออกมา

พวกเธอเรียกเครื่องนี้ว่า “โอริโอมิเตอร์”

 

เครื่องนี้สามารถทำการทดลองบิดโอริโอได้เหมือนริโอมิเตอร์ แม้จะไม่แฟนซีเท่า เผื่อใครอยากเอาไปลองหาวิธีบิดแยกครีมโอริโอกันดูเองที่บ้าน สามารถไปดาวน์โหลดโมเดลมาปริ๊นต์เล่นดูได้ที่ https://github.com/crystalowens/oreometer/

ไม่แน่ว่าอาจจะเป็นคุณที่ไขปริศนาคุกกี้ขาวดำและแก้ปัญหาความเหลื่อมล้ำด้านครีมได้สำเร็จ

แต่แม้ว่าการทดลองจะแป๊ก คริสตัลก็ได้สร้างความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับคุณสมบัติของครีมโอริโออย่างมากไว้ให้โลก เธอพบว่าด้วยเนื้อสัมผัสมุชชี่ของครีมแบบนี้ มันเหมาะมากที่จะเอามาต่อกับเครื่องปริ้นท์อาหาร เพื่อทดลองสร้างอาหารสำหรับอนาคต

คริสตัลเผยว่าในเฟสต่อไปเธออยากทดลองแบบเดียวกันนี้กับไอศกรีมและอาหารอื่นๆ ด้วย สงสัยว่าแผงวงจรพับได้ ยังคงต้องรอและรอต่อไป…