การวิเคราะห์ลักษณะการเคลื่อนที่ของไรทะเลเพื่อพัฒนารูปแบบการเคลื่อนที่ในน้ำแบบใหม่

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

สิรภพ สุขเทพ, เนติ ธรรมจิตต์, ภคพัส เเสงจันทร์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

มนัส สิทธิโชคธรรม, ภัชรพงศ์ พระไว

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย เพชรบุรี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ไรทะเลหรือ อาร์ทีเมีย หรือ ไรน้ำเค็ม เป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในกลุ่มของสัตว์น้ำจำพวกครัสเตเชียนสกุลหนึ่งลักษณะทางกายภาพทั่วไปลำตัวมีสีน้ำตาลแดงหรือส้ม ไม่มีเปลือกแข็งหุ้มลำตัว ลำตัวเรียวยาวแบ่งได้เป็น 3 ส่วนคือ 1) ส่วนหัว เป็นที่ตั้งของตา หนวดและฟัน 2) ส่วนอก ซึ่งมีรยางค์ที่ใช้ในการเคลื่อนที่ การหายใจและการกรองรวบรวมอาหาร และ 3) ส่วนท้อง เป็นที่ตั้งของอวัยวะเพศและแพนหาง ไรทะเลสามารถสืบพันธ์ได้ทั้งแบบอาศัยเพศและไม่อาศัยเพศขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ อีกทั้งขยายพันธุ์ได้ทั้งแบบออกลูกเป็นไข่และเป็นตัวขึ้นกับอุณหภูมิ และความสมบูรณ์ของสภาพแวดล้อมที่อาศัย โดยปกติแล้วไรทะเลมีถิ่นกำเนิดในทะเลสาบน้ำเค็มที่มีความเค็มสูง (3 เท่าของระดับน้ำทะเล ประมาณ 70-120 ppt) ในสหรัฐอเมริกา ยุโรป และจีน แต่ไม่พบในประเทศไทย อย่างไรก็ตามในปัจจุบันพบว่ามีการเพาะเลี้ยงไรทะเลกันอย่างแพร่หลายในประเทศไทย โดยใช้ระบบฟาร์มที่มีน้ำเค็มจัด เนื่องด้วยคุณค่าทางอาหารของไรทะเลที่มีโปรตีนสูง จึงใช้เป็นอาหารหลักในการอนุบาลสัตว์น้ำขนาดเล็ก ทั้งสัตว์น้ำเศรษฐกิจและสัตว์น้ำสวยงาม

จากการที่กลุ่มผู้วิจัยได้มีโอกาสสังเกตการเคลื่อนที่ การว่ายน้ำของไรทะเลพบว่ามีพฤติกรรมที่แปลกไปจากสิ่งมีชีวิตอื่น ได้แก่ลักษณะการว่ายน้ำแบบหงายท้องขึ้นสู่ฟ้าและกินอาหารโดยการใช้ข้อปล้องตะกายอาหารเข้าปาก นอกจากนั้นแล้วยังพบว่าไรทะเลสามารถเคลื่อนที่ในน้ำทั้งในรูปแบบเส้นตรง เลี้ยวซ้าย-ขวาได้อย่างรวดเร็วและสามารถพลิกตัวกลับได้ในพื้นที่จำกัดอีกด้วย ซึ่งถือว่าเป็นการเคลื่อนที่ที่มีประสิทธิภาพสูงเมื่อเทียบกับการเคลื่อนที่ของสัตว์น้ำชนิดอื่นๆ ทางกลุ่มผู้วิจัยจึงมีแนวคิดที่จะศึกษาและอธิบายลักษณะทางกายภาพและการเคลื่อนที่ในรูปแบบต่างๆของไรทะเล โดยเชื่อมโยงกับหลักการเคลื่อนที่และทฤษฎีพื้นฐานทางฟิสิกส์ เพื่อเป็นแนวทางในการพัฒนาต้นแบบอุปกรณ์หรือลักษณะการเคลื่อนที่ในน้ำที่มีประสิทธิภาพสูง อันจะสามารถนำไปประยุกต์ใช้ร่วมกับงานด้านอื่นๆที่จำเป็นต้องเคลื่อนที่ภายในน้ำได้ต่อไป

โดยในการศึกษาครั้งนี้ทางกลุ่มผู้วิจัยได้วางแผนการทำงานโดยแบ่งเป็น 3 ส่วนหลัก คือ 1) การศึกษาลักษณะทางกายภาพ องค์ประกอบ และข้อมูลทางชีววิทยา รวมถึงวงจรชีวิตของไรทะเล เพื่อให้ทราบถึงข้อมูลพื้นฐานและอวัยวะที่ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ 2) การเก็บข้อมูลการเคลื่อนที่ในรูปแบบต่างๆของไรทะเล ได้แก่ การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง การเคลื่อนที่เลี้ยวซ้าย ขวา การเคลื่อนที่เป็นวงกลมในแนวดิ่ง และการเคลื่อนที่บิดตัวเป็นเกลียว โดยใช้การบันทึกภาพเคลื่อนที่ด้วยกล้องวีดีโอความเร็วสูง ร่วมกับการใช้กล้องจุลทรรศน์ ภายใต้สภาวะกาดำรงชีวิตปกติด และ 3) การวิเคราะห์และอธิบายลักษณะการเคลื่อนที่แบบต่างๆ ด้วยการนำภาพเคลื่อนที่เข้าโปรแกรม tracker แล้วเก็บข้อมูลต่างๆที่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ ได้แก่ ตำแหน่ง ความเร็ว ความเร่ง ความถี่เชิงมุม รวมถึงคาบการเคลื่อนที่ โดยพิจารณาไปที่อวัยวะหลักทั้งสามของไร คือ ขา ลำดับ และหาง จากนั้นใช้หลักการทางฟิสิกส์เรื่องแรงและการเคลื่อนที่ในการอธิบายรูปแบบการเคลื่อนที่ต่างๆ เพื่อถอดข้อมูลและสรุปประเด็นสำคัญที่ทำให้ไรทะเลเคลื่อนที่แบบนั้นได้