การวิจัยขั้นแนวหน้า หรือ Frontier Research เป็นการวิจัยเพื่อขยายพรมแดนความรู้ (Frontier) นำไปสู่การค้นพบใหม่ทางวิทยาศาสตร์ เกิดองค์ความรู้ใหม่และความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ที่ก่อให้เกิดเทคโนโลยีต้นน้ำที่สามารถประยุกต์ใช้ในหลายด้าน หรือมีการต่อยอดทางเทคโนโลยีระหว่างทางนำไปสู่การใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย ซึ่งการวิจัยขั้นแนวหน้านั้นมีความเสี่ยงสูง แต่หากประสบความสำเร็จจะก่อให้เกิดผลกระทบในวงกว้างและได้ผลประโยชน์มหาศาล (High risk, High return) สามารถสร้างการเปลี่ยนแปลงอย่างพลิกโฉมทางเทคโนโลยีและอุตสาหกรรม ทำให้เกิดอุตสาหกรรมใหม่

เป้าหมาย/ยุทธศาสตร์ Frontier Research ของประเทศ

• เป้าหมาย คือ การพัฒนาองค์ความรู้วิทยาศาสตร์ สังคมศาสตร์ มนุษยศาสตร์และเทคโนโลยี เพื่อสร้างองค์ความรู้แนวหน้าที่เป็นเลิศ หรือองค์ความรู้แนวหน้าที่เหมาะสมกับประเทศ สร้างโอกาสให้นักวิจัยในประเทศได้ทำงานวิจัยที่มีความเสี่ยงสูงและมีแนวคิดเพื่อความเป็นเลิศทางความรู้เพื่อที่คนไทยจะได้เป็นเจ้าของเทคโนโลยีขั้นสูงในอนาคต เกิดอุตสาหกรรมใหม่ ตอบโจทย์และสนับสนุนความมั่นคงของประเทศ
• แผนงานข้อริเริ่มการวิจัยขั้นแนวหน้าประเทศไทย ถูกบรรจุอยู่ภายใต้โปรแกรมที่ 5 ส่งเสริมการวิจัยขั้นแนวหน้าและการวิจัยขั้นพื้นฐานที่ประเทศไทยมีศักยภาพ โปรแกรมที่ 6 พัฒนาโครงสร้างพื้นฐานทางการวิจัยที่สำคัญ (Big Science Infrastructure) และโปรแกรมที่ 16 แผนงานโครงการพัฒนาเครือข่ายความร่วมมือนานาชาติเพื่อการยกระดับความเป็นเลิศของมหาวิทยาลัย/สถาบันวิจัยไทย

แผนที่นำทางการวิจัยขั้นแนวหน้า (Frontier Research Roadmap) ของประเทศ

ขั้นต้นจะเป็นการพัฒนาระบบนิเวศการวิจัยขั้นแนวหน้าให้เกิดขึ้นในประเทศไทย สร้างความร่วมมือระหว่างหน่วยงานต่างๆ ทั้งในระดับชาติและนานาประเทศ สร้างโอกาสให้นักวิจัยในประเทศได้ทำงานวิจัยขั้นแนวหน้า พัฒนาองค์ความรู้และมีแนวคิดเพื่อสร้างความเป็นเลิศทางความรู้ ทั้งในด้านวิทยาศาสตร์ มนุษยศาสตร์และสังคมศาสตร์ เพื่อที่คนไทยจะสามารถเป็นเจ้าของเทคโนโลยีขั้นสูงได้ในอนาคต ผลักดันให้เกิดอุตสาหกรรมใหม่ ที่ตอบโจทย์ปัญหาและสนับสนุนความมั่นคงของประเทศในระยะยาว

ความพร้อมของไทยกับการสร้าง Frontier Research

• การบุกเบิกการวิจัยขั้นแนวหน้า ได้รับการบรรจุเป็นวัตถุประสงค์หนึ่งของการจัดตั้งกองทุนส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (กองทุน ววน.) ใน พ.ร.บ. สภานโยบาย อววน. พ.ศ. 2562 มาตรา 54
• การวิจัยขั้นแนวหน้า ได้รับการบรรจุเป็นแผนงานสำคัญของนโยบายและยุทธศาสตร์ อววน. และแผนด้าน ววน. พ.ศ. 2563 – 2570
• แผนงานการวิจัยขั้นแนวหน้าและการวิจัยพื้นฐานที่ประเทศไทยมีศักยภาพ ได้รับการจัดสรรงบประมาณจากกองทุน ววน. ประจำปี 2563 จำนวน 356 ล้านบาท (2.83 %) ประจำปี 2564 จำนวน 489 ล้านบาท (2.45%) ประจำปี 2565 จำนวน 308 ล้านบาท (2.17%) และกรอบงบประมาณประจำปี 2566 จำนวน 520 ล้านบาท (1.78%) โดยมี หน่วยบริหารและจัดการทุนด้านการพัฒนากำลังคน และทุนด้านการพัฒนาสถาบันอุดมศึกษา การวิจัยและการสร้างนวัตกรรม (บพค.)  เป็นหน่วยบริหารแผนงานการวิจัยขั้นแนวหน้าฯ และจัดการทุน

Frontier Research สำคัญที่มีการดำเนินการไปแล้ว

ปัจจุบันมี Platform ที่ถูกกำหนดให้เป็นแผนงานสำคัญ (Flagship) และได้รับทุนสนับสนุนในการวิจัยไปแล้ว 2 แผนงาน ได้แก่

1. เทคโนโลยีควอนตัม ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ถูกจับตามองและแข่งขันกันอย่างเข้มข้น ในประเทศไทยมีนักวิจัยรุ่นใหม่ที่เรียนจบและทำวิจัยเกี่ยวกับการพัฒนาเทคโนโลยีควอนตัมเกือบ 200 คน กระจายตัวอยู่ในมหาวิทยาลัยและสถานบันวิจัยทั่วประเทศ ซึ่งร่วมกันออกแบบเสนอแผนที่นำทางพัฒนาเทคโนโลยีควอนตัม ใน 3 มิติ คือ
   1. การคำนวณและการจำลองเชิงควอนตัม (Quantum Computing and Simulation)
   2. การสื่อสารเชิงควอนตัม (Quantum Communication)
   3. มาตรวิทยาและการตรวจวัดเชิงควอนตัม (Quantum Metrology and Sensing)

ซึ่งเป็นการขยายกรอบการพัฒนาให้ครอบคลุมในด้านความปลอดภัยด้านการส่งถ่ายข้อมูลที่คาดการณ์กันว่าจะไปสู่การเกิดของ Internet Network ที่ไม่สามารถถูกแฮ็คได้ หรือ การใช้คุณสมบัติเชิงควอนตัมของอิเล็กตรอนเพียง 1 ตัว ทำให้สามารถออกแบบและสร้าง On Body Sensor ที่ใช้พลังงานต่ำได้ จะเห็นว่าการลงทุนในเทคโนโลยีควอนตัม สร้างโอกาสให้เกิดนวัตกรรมใหม่ ๆ ได้อีกมากมาย

2. การพัฒนา Platform ด้านระบบโลกและอวกาศ หรือ Earth Space System (ESS)

คนไทยในยุคปัจจุบันได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของโลกที่เกิดขึ้นบ่อยครั้ง และทวีความรุนแรงมากขึ้น เช่น ปัญหาน้ำทะเลสูงขึ้น ขยะในทะเล PM 2.5 การแพร่ระบาดของ COVID-19  ภัยแล้ง และการจัดการน้ำ    ดังนั้น ประเทศไทยจำเป็นต้องมีขีดความสามารถในการป้องกันและพัฒนาศักยภาพในการจัดการกับปัญหารวมถึงร่วมมือกับประเทศต่าง ๆ ทั่วโลก ซึ่งต้องใช้องค์ความรู้และความเชี่ยวชาญเฉพาะด้าน ตลอดจนต้องพัฒนาขีดความสามารถที่ตอบสนองการเปลี่ยนแปลงโลกอย่างรวดเร็วทั้งด้าน เศรษฐกิจ สังคม และความมั่นคงของประเทศ การวิจัยขั้นแนวหน้าของ ESS จึงมุ่งเน้นการสร้างเพื่อขับเคลื่อนการใช้ประโยชน์จากห้วงอวกาศในมิติเศรษฐกิจแห่งอนาคตและสังคมยุคใหม่ รวมถึงการใช้โอกาสจากอวกาศในการฟื้นฟูและธำรงรักษาความยั่งยืนของระบบโลกอย่างเป็นรูปธรรม  โดยกรอบของ ESSประกอบด้วย 2 กรอบที่สำคัญ ได้แก่

1. อวกาศเพื่อความยั่งยืนของระบบโลก (Space for Earth System Sustainability)
2. อวกาศเพื่อเศรษฐกิจแห่งอนาคตและสังคมยุคใหม่ (Space for Future Economy and New Society)

โดยในแต่ละกรอบ จะประกอบด้วย องค์ประกอบฐานวิทยาศาสตร์แนวหน้า (Frontier Sciences) เพื่อการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรม การเพิ่มกำลังคนและผู้เชี่ยวชาญ การสร้างความตระหนักถึงความสำคัญ โครงสร้างพื้นฐาน เพื่อนำไปสู่การแก้ปัญหาภัยพิบัติที่จะเกิดขึ้นอย่างรุนแรงในอนาคต รวมไปถึงการเปิดโอกาสเกี่ยวกับ Space Economy ของประเทศไทย

ยกตัวอย่างในส่วนการวิจัยพัฒนาเทคโนโลยีนวัตกรรมอวกาศ เช่น การพัฒนาและสร้างระบบดาวเทียมต่างๆ ด้วยคนไทย ซอฟแวร์ระบบควบคุมภาคสถานีพื้นดิน ระบบการจัดการจราจรอวกาศ ระบบเตือนภัยจากอวกาศ ระบบติดตามและพยากรณ์คุณภาพอากาศ ระบบแจ้งเตือนแผ่นดินไหวหรือสึนามิ นอกเหนือจากนี้ ยังมีการศึกษาและแผนพัฒนา Spaceport ของประเทศไทย จึงเป็นโอกาสที่จะสร้าง พัฒนาและเพิ่มขีดความสามารถบุคลากร และองค์ความรู้ใหม่ที่จำเป็นต้องการดำรงชีพในอนาคต การเฝ้าระวังด้านความมั่นคง และยกระดับประเทศไทยให้ไปสู่อุตสาหกรรมอวกาศ ซึ่งทั้งหมดถูกบรรจุเป็นวาระการพัฒนาใน ESS  ด้วย

3. การร่วมในเครือข่ายวิจัยนานาชาติของการวิจัยฟิสิกส์พลังงานสูง (High Energy Physics)

ฟิสิกส์พลังงานสูง (High Energy Physics) มุ่งศึกษาธรรมชาติของสสารที่ถูกเร่งความเร็วด้วยเครื่องเร่งอนุภาคจนมีพลังงานจนล์สูงกว่าอนุภาคที่พบได้ในชีวิตประจำวันในระดับล้านล้านเท่า การศึกษาวิจัยพฤติกรรมและปฏิสัมพันธ์ของสสารที่ระดับพลังงานสูงก่อให้เกิดความรู้ใหม่ทั้งในแง่ของวิศวกรรมขั้นสูง เทคโนโลยีสารสนเทศ การจัดการข้อมูลขนาดใหญ่ (Big Data) ตลอดจนเครื่องวินิจฉัยทางการแพทย์ นำไปสู่การใช้ประโยชน์ได้หลากหลายและสร้างมูลค่าทั้งทางเศรษฐกิจและสังคมได้มหาศาล ทั้งนี้การลงทุนเพื่อสร้างเครื่องเร่งอนุภาคที่มีกำลังและประสิทธิภาพสูงนั้นมีมูลค่าสูงเกินกว่าที่กลุ่มวิจัยหรือประเทศใดประเทศหนึ่งจะแบกรับค่าใช้จ่ายได้ กลุ่มประเทศที่อยู่ในระดับแนวหน้าด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจึงระดมทรัพยากรทั้งงบประมาณและผู้เชี่ยวชาญร่วมกันลงทุนในโครงการวิจัยขนาดใหญ่เพื่อศึกษาในเทคโนโลยีดังกล่าวร่วมกัน การเข้าร่วมเป็นส่วนหนึ่งในโครงการวิจัยนานาชาติขนาดใหญ่เช่นนี้ จะเป็นทางลัดที่ช่วยให้ประเทศไทยสามารถใช้โจทย์วิจัยระดับโลกเป็นเครื่องมือในการพัฒนาทรัพยากรมนุษย์และเทคโนโลยี รวมถึงสามารถยกระดับระบบนิเวศนวัตกรรมเทคโนโลยีขั้นสูงของประเทศได้อย่างก้าวกระโดด นับเป็นการลงทุนที่ใช้งบประมาณน้อยและเกิดความคุ้มค่าอย่างสูงสุด

ภาคีฟิสิกส์พลังงานสูงไทย ซึ่งเป็นการผนึกกำลังของนักวิจัย 77 คน จาก 16 สถาบันการศึกษาและสถาบันวิจัย เสนอแผนที่นำทางการวิจัยขั้นแนวหน้าด้านพิสิกส์พลังงานสูง เพื่อพัฒนาความร่วมมือกับการทดลองในระดับนานาชาติ ทั้งการค้นคว้าทางฟิสิกส์ และการศึกษาพัฒนาส่วนประกอบของเครื่องเร่งอนุภาคและเครื่องตรวจวัดอนุภาคขึ้นในประเทศไทย ซึ่งจะนำไปสู่ความรู้และเทคโนโลยีใหม่ที่สามารถนำไปส่งเสริมการพัฒนาสร้างเครื่องเร่งอนุภาคขนาดเล็กในการประยุกต์ใช้ได้หลากหลาย เช่น การนำรังสีมาใช้การวิเคราะห์โครงสร้างของวัสดุ การรักษาคุณภาพของสินค้าเกษตร การวิจัยพลังงานทางเลือกแห่งอนาคตจากพสามาฟิวชัน เครื่องเร่งอนุภาคทางการแพทย์ เครื่องฉายรังสีด้วยอนุภาคโปรตรอน ตลอดจนความรู้ด้านวัสดุศาสตร์ขั้นสูงที่สามารถผลักดันให้เกิดอุตสาหกรรมเพื่ออนาคตได้

ตัวอย่าง Frontier Research ที่สำเร็จและสร้าง Impact ให้กับประเทศ

การวิจัยขั้นแนวหน้าของประเทศไทย ได้รับเสียงตอบรับที่ดีจากประชาคม เห็นได้จากความสนใจของนักวิจัยที่ส่งข้อเสนอโครงการเข้ามาเพื่อขอรับการพิจารณา อย่างไรก็ตามการสนับสนุนการวิจัยขั้นแนวหน้าของประเทศไทย ดำเนินการเข้าปีที่ 2 เท่านั้น (เริ่ม พ.ศ. 2563) แต่หากจะยกตัวอย่างของการวิจัยขั้นแนวหน้าที่ประสบความสำเร็จในระดับโลก อย่างเช่น อูกูร์ ซาฮิน (Uğur Şahin) ซีอีโอของบริษัท BioNTech ผู้ร่วมผลิตและทดสอบวัคซีนต้านโควิด-19

ย้อนกลับไปในปี 2001 อูกูร์ได้รับทุนสนับสนุนจาก European Research Council (ERC) สำหรับโครงการวิจัยรักษาโรคมะเร็งด้วยภูมิคุ้มกันบำบัดด้วยการสร้างวัคซีนสำหรับโรคมะเร็ง ซึ่งเป็นวิธีที่ใหม่มากและยังอยู่ในขั้นต้นของการพัฒนาจากองค์ความรู้ที่ได้รับผ่านการวิจัยตลอดระยะเวลา 20 ปี ทำให้คณะวิจัยของ อูกูร์  มีเทคโนโลยีในการพัฒนาวัคซีนได้สำเร็จในระยะเวลาอันสั้น แม้จะยังไม่เห็นผลชัดกับการรักษาโรคมะเร็ง แต่เทคโนโลยีเดียวกันนี้ สามารถใช้สร้างวัคซีนที่สามารถต่อกรกับโคโรนาไวรัสที่เป็นต้นตอของการระบาด COVID-19 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ  นี่คือตัวอย่าง ของการวิจัยขั้นแนววิจัยขั้นแนวหน้าที่เป้าหมายปลายทางที่นักวิจัยต้องการจะไปถึงนั้นอาจจะยังไม่เข้าใกล้ แต่องค์ความรู้และวิทยาการใหม่ ๆ และผู้เชี่ยวชาญ ได้ถูกสร้างขึ้นจำนวนมากผ่านโครงการวิจัยขั้นแนวหน้า และกลุ่มคนเหล่านี้จะกลายเป็นกำลังสำคัญที่อยู่แถวหน้าในการใช้ความรู้และวิทยาการ แก้ปัญหาสำคัญ ๆ ไม่ใช่แค่ในระดับประเทศ แต่รวมถึงระดับโลกได้อีกด้วย

Frontier Research นอกเหนือจากด้านวิทยาศาสตร์ (เชิงมนุษยศาสตร์ สังคมศาสตร์) ของประเทศ

นอกจากประเด็นเชิงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแล้ว การวิจัยขั้นแนวหน้าได้ขยายกรอบไปในเชิง Social Sciences, Humanities and Art หรือ SHA อีกด้วย โดยถูกบรรจุอยู่ในหัวข้อริเริ่มการวิจัยขั้นแนวหน้า เนื่องจากสังคมไทยและสังคมโลกต่างเผชิญการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและถึงฐานราก กระเทือนถึงความเป็นมนุษย์ เรียกร้องการปรับตัวทางสังคม การแสดงออกทางศิลปะ และความรู้เท่าทัน พลวัตนี้สร้างความท้าทายใหม่ที่เราต้องเผชิญ เช่น

• บูรณาการมนุษย์ ศิลปะ และเทคโนโลยี : การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับ AI ความหมายของมนุษย์เมื่อมนุษย์ผนวกรวมกับเทคโนโลยี (Trans-Humanism) ฯลฯ
• การเปลี่ยนผ่านสู่ความยั่งยืน : การศึกษาอนาคตและการเปลี่ยนแปลง การศึกษาความสามารถในการปรับตัว (Resilience) ของสังคมเพื่อรับมือภัยพิบัติและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก การสร้างวิทยาศาสตร์ภาคประชาชน (Citizen Science) ฯลฯ
• สุขภาวะ คุณค่า และสมดุลการพัฒนาใหม่ : การสำรวจและทำความเข้าใจปัจจัยที่สนับสนุนให้บุคคลได้ดำรงชีวิตที่มีความหมาย มีความรู้สึกสมบูรณ์ และได้ใช้ศักยภาพของตนอย่างเต็มที่ และความเชื่อมโยงกับแนวทางสมรรถนะของมนุษย์ (Capability Approach) การวัดสุขภาวะทั้งที่เป็นภววิสัย (Objective) และอัตวิสัย (Subjective)
• ประชาธิปไตยและการยึดโยงทางสังคมในศตวรรษใหม่ : ประชาธิปไตยกับเทคโนโลยีที่ส่งผลต่อการมีส่วนร่วมทางการเมือง นวัตกรรมประชาธิปไตยในศตวรรษที่ 21 การใช้เทคโนโลยีโลกเสมือนจริง (Virtual Reality) และข้อมูลขนาดใหญ่ (Big Data) ในกระบวนการร่วมออกแบบท้องถิ่นและมหานคร อนาคตศึกษากับการจัดทำนโยบายสาธารณะ การสูญเสียความไว้วางใจต่อกันในสังคมจากการขยายผลในสื่อใหม่ (New Media) และข่าวลวง (Fake News)
• ความหลากหลายทางวัฒนธรรมและความท้าทายทางจริยธรรม : การทำความเข้าใจการเคลื่อนย้ายของผู้คนและการเชื่อมโยงในโลกาภิวัตน์ที่นำมาสู่การปะทะทางวัฒนธรรม และเงื่อนไขที่ทำให้เกิดความรุนแรงทางกายภาพและทางวัฒนธรรม การสร้างความเข้าใจต่อกันและความสามารถในการอยู่ร่วมกันของกลุ่มคนที่ยึดถือคุณค่าที่แตกต่างกัน อาทิ กลุ่มวัฒนธรรม กลุ่มภาษา กลุ่มเพศสภาพ กลุ่มศาสนา กลุ่มชาติพันธุ์ และกลุ่มเฉพาะอื่นที่แตกต่างหลากหลาย ศรัทธาและจิตวิญญาณของคนรุ่นใหม่ในโลกที่ความสำคัญของประเพณีและศาสนาถดถอย

มุมมอง/ข้อเสนอแนะ ต่อนักวิจัยไทยถึงแนวทางการทำ Frontier Research

การวิจัยขั้นแนวหน้าเป็นการทำงานร่วมกันของทุกภาคส่วนเพื่อให้ไปสู่เป้าหมายเดียวกัน ต้องอาศัยความอดทน ตั้งใจจริง ไม่ยอมแพ้ เพราะเป็นการวิจัยที่ต้องทุ่มเทในสิ่งที่ไม่สามารถคาดเดาได้ถึงผลในอนาคตที่อาจจะสำเร็จหรือไม่สำเร็จ แต่สิ่งที่ได้ระหว่างทาง คือ ความรู้ ความเชี่ยวชาญจากการทำงานที่จะสร้างกำลังคน สร้างความร่วมมือทั้งในระดับชาติและระดับโลก งานวิจัยที่อาจต่อยอดไปได้ระหว่างทาง โดยล้วนแล้วเป็นการทำงานเพื่อผลประโยชน์ของประเทศเป็นสำคัญ