โลกที่ไร้แบตเตอรี่ (2)

เราจะมีเซ็นเซอร์ติดในอุปกรณ์ต่าง ๆ กว่า 1 ล้านล้านชิ้น ซึ่งก็น่าจะเป็นอุตสาหกรรมใหญ่มากอีกอุตสาหกรรมหนึ่งเลยทีเดียว และสิ่งที่ทำให้อุปกรณ์เล็ก ๆ เหล่านี้ทำงานได้ก็คงหนีไม่พ้นถ่านหรือแบตเตอรี่ขนาดเล็ก ซี่งตอนติดตั้งมากับเซ็นเซอร์เมื่อเริ่มผลิตนั้นไม่มีปัญหา แต่พอแบตหมดแล้วต้องชาร์จหรือเปลี่ยนทั้งล้านล้านชุด คงเป็นเรื่องที่ไม่สนุกเลย

เพื่อให้เห็นภาพ ผมเลยอยากยกตัวอย่างของเซ็นเซอร์เล็ก ๆ เหล่านี้ เช่น เวลาเราเดินเข้าไปออฟฟิศสมัยใหม่ จะมีเซ็นเซอร์แสง ที่พอเราเดินไปไฟจะติด แต่พอไม่มีการเคลื่อนไหว ก็จะดับ หรือแม้แต่ smart watch ที่เราสวมใส่ก็มีเซ็นเซอร์เพื่อวัดการเต้นของหัวใจเป็นต้น ตัวอย่างอุปกรณ์ที่ผมยกมานั้น ถ้าไม่เชื่อมกับระบบไฟฟ้าเอง ก็อาศัยแบตตัวแม่ ทำให้อาจจะไม่เป็นประเด็นมาก แต่ถ้าเป็นเซ็นเซอร์ที่ต้องทำงานในที่ที่อับแสง อันตราย หรือต้องมีการเดินทางเคลื่อนไหวอยู่ตลอดเวลา การที่มีแหล่งพลังงานจากแหล่งทางเลือกน่าจะช่วยได้เยอะ

 

ถ้าจำกันได้ เมื่อช่วงโควิดที่ผ่านมาเกิดการขาดแคลนตู้คอนเทนเนอร์ ทำให้ต้นทุนการขนส่งสูงขึ้นมาก สาเหตุหนึ่งมาจากการบริหารจัดการในภาวะโควิด แต่ถ้ามีข้อมูลของตู้คอนเทนเนอร์ตลอดเวลา และรวมถึงข้อมูลสภาพในภาวะต่าง ๆ เช่นประตูถูกเปิดระหว่างทางไหม สภาพของตู้เวลาอยู่กลางทะเล (พัสดุบางอย่าง อาจจะถูกกระแทกไม่ได้ หรือต้องควบคุมอุณหภูมิ เป็นต้น)

ถ้ามีเซ็นเซอร์ติดอยู่ที่ประตูทุกคอนเทนเนอร์คงจะดี แต่ถ้าต้องมีแบตเตอรี่ด้วย ก็จะทำให้การทำงานลำบากขึ้นอย่างที่เอ่ยมาข้างต้น สตาร์ทอัพจากประเทศไอร์แลนด์แห่งหนึ่งชื่อว่า Net Feasa (หมายถึง ความรู้ ในภาษาไอริช) จึงได้ออกแบบเซ็นเซอร์ที่ใช้พลังงานจากการสั่น (vibrate) ซึ่งการเคลื่อนที่ของตู้ทุกครั้งก็จะมีการสะสมพลังงาน ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้าจากแบตเตอรี่

หรือเซ็นเซอร์แสงที่ผมกล่าวถึงข้างต้น ในปัจจุบันก็ไม่ได้ใช้ถ่าน แต่ติดแผงโซล่าร์เล็ก ๆ ไว้แทน ซึ่งเป็นแผงแบบไวต่อแสงเป็นพิเศษ แม้แต่แสงเล็กย้อยก็เพียงพอ ซึ่งนอกจากใช้วัดการเคลื่อนไหวแล้ว ปัจจุบันยังใช้วัดปริมาณฝุ่น หรือ PM 2.5 ในอากาศ และในบางครั้งยังใช้จับวัดจุลินทรีย์ในอากาศ เช่น แบคทีเรีย หรือแม้แต่ไวรัส ได้ด้วยครับ

แต่ถ้าเป็นพื้นที่ที่อับแสง เช่นในท่อส่งน้ำ น้ำมัน หรือ แก้สธรรมชาติ ที่ไม่เห็นแสงเลย เซ็นเซอร์ดังกล่าวจะใช้ความร้อนมาเป็นเทคโนโลยีหรือ Thermocouple ซึ่งก็ไม่ได้เป็นเทคโนโลยีที่ใหม่อะไร หลัก ๆ คือ มีแผ่นโลหะสองแผ่น ขนานกัน เมื่อฝั่งใดฝั่งหนึ่งเกิดความร้อนขึ้น ก็จะทำให้เกิดการคดงอ และไปสัมผัสอีกฝั่ง

ทำให้เกิดการครบวงจรไฟฟ้าขึ้น และเกิดการส่งสัญญาณไปยังอุปกรณ์แม่ให้ทราบว่าเกิดการผิดปกติ เพราะฉะนั้น จึงเกือบจะไม่ต้องใช้ไฟฟ้าเลย จนกระทั่งเมื่อเกิดการผิดปกติขึ้น  ซึ่งบางทีเซ็นเซอร์เหล่านี้ก็ถูกนำไปวางในฐานรากของอาคารใหญ่ เมื่อฐานรากมีอาการผิดปกติ จะมีการส่งสัญญาณไป ยังผู้ควบคุมอาคาร ทำให้ป้องกันอันตรายที่จะเกิดขึ้นได้

แต่ที่กำลังน่าจับตาคือ พลังงานที่เกิดจากตัวตนของคนเรา อย่างที่ทราบว่าร่างกายเรานั้น นอกจากจะเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าเองแล้ว ยังมีการเคลื่อนไหวตลอดเวลา จึงน่าจะเป็นที่ที่จะสะสมพลังงานให้กับเซ็นเซอร์ได้ เทคโนโลยีที่แปลงการเคลื่อนไหวของร่างกายให้เป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้า

เรียกว่า triboelectric nanogenerators (TENG) ก็เป็นการต่อยอดจากเทคนิคที่มีมาตั้งแต่สมัยกรีกโบราณ คือการเอาวัตถุสองชิ้นมาถูกันเพื่อให้เกิดไฟฟ้า (amber and wool) ซึ่งจากการที่ร่างกายเราต้องเคลื่อนไหวอยู่ตลอดเวลา ไม่ว่า จะเป็นการหายใจ ย่อยอาหาร เดิน วิ่ง ล้วนแล้วแต่ทำให้เกิดพลังงานจลน์ขึ้น

เพื่อสะสมเข้าไปในเซ็นเซอร์ แล้วเซ็นเซอร์ต่าง ๆ เหล่านี้ก็จะตรวจวัดการทำงานของอวัยวะต่าง ๆ ของร่างกาย เพื่อแจ้งให้เรารู้ว่า อวัยวะเหล่านั้นทำงานเป็นปกติหรือไม่ ซึ่งมันก็จะทำงานได้มากกว่า smart watch ที่วัดได้แค่การเต้นของหัวใจ หรือ จำนวนก้าวที่เดิน แถมยังไม่ต้องชาร์จแบตเตอรี่ทุก ๆ 2-3 วันอีกด้วย

อุปกรณ์วัดการทำงานของร่างกายน่าจะสำคัญมากขึ้น เมื่อเราเข้าสู่ aging society หรือสังคมสูงวัย ไว้มีโอกาส จะมาชวนคุยเรื่อง เครื่องตรวจด้วยตัวเอง ที่มีการพัฒนามาค่อนข้างเยอะเหมือนกันนะครับ