นวัตกรรมและแนวคิดเปลี่ยนโลกที่น่าจับตามอง

คงปฏิเสธไม่ได้ว่า ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีหลังการใช้คอมพิวเตอร์โดยเฉพาะอินเตอร์เน็ตอย่างแพร่หลาย เป็นตัวเร่งการเกิดนวัตกรรมและแนวคิดการดำเนินชีวิตรูปแบบใหม่ๆในปัจจุบัน “เกี่ยวอะไรกับเรา” ฉบับนี้ ขอแบ่งปันมุมมอง นวัตกรรมที่อาจมีบทบาทการพัฒนาคุณภาพชีวิตความเป็นอยู่ของสังคมอนาคตผ่านการต่อยอดทางธุรกิจในวงกว้าง ซึ่งจะเป็นบทความ 2 ตอนโดยฉบับนี้เป็นตอนที่1

1.Graphene วัสดุสำหรับศตวรรษที่ 21

รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ปี 2553 เป็นของ2 นักฟิสิกส์รัสเซียซึ่งเป็นผู้คิดค้น วัสดุ 2มิติ แรกของโลกที่มีชื่อว่า กราฟีน (Graphene) ซึ่งทำมาจากแร่ กราไฟท์ พบในดินสอ เป็นธาตุพิเศษแสดงคุณสมบัติได้หลากหลายตามการเรียงตัวของอะตอมเป็นชั้นๆโดยแต่ละชั้นเกิดเป็นรูป6เหลี่ยมคล้ายรังผึ้ง กราฟีนมีคุณสมบัติพิเศษหลายประการ เป็นวัสดุที่บางที่สุดเท่าที่มีการค้นพบแต่มีความแข็งแกร่ง สูงกว่าเหล็กหลายเท่า และแม้จะแข็ง กลับสามารถบิดงอม้วนหรือพับได้โดยไม่ทำให้โมเลกุลเสียหาย กราฟีน มีความต้านทานไฟฟ้าต่ำสามารถเป็นตัวนำที่นำไฟฟ้า ได้ดีเทียบเท่า ตัวนำยิ่งยวด (Superconductor) แต่นำไฟฟ้าได้ที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งต่างจาก ตัวนำยิ่งยวด ที่ต้องลดอุณหภูมิจนติดลบกว่าร้อยองศาเซียลเซียส ถึงจะแสดงคุณสมบัตินั้นได้ กราฟีนมี ความสามารถในการนำความร้อนจำเพาะ ได้สูงกว่าวัสดุประเภทอื่น ซึ่งช่วยในระบบระบายความร้อน นอกจากนี้ กราฟีน มีค่าความสามารถในการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนสูงจึงเป็นประโยชน์ในการสร้างทรานซิสเตอร์ที่ทำงานได้รวดเร็ว

คุณสมบัติข้างต้นทำให้กราฟีนถูกนำมาใช้ในหลายอุตสาหกรรมที่มีประโยชน์ต่อมนุษยชาติ เช่น เทคโนโลยีการผลิตน้ำจืดจากความชื้นในอากาศสำหรับประเทศที่ขาดน้ำ สามารถลดต้นทุนระบบขนส่งที่ใช้เทคโนโลยีการลอยตัวด้วยแรงแม่เหล็ก เช่น Hyperloop โดยไม่ต้องลงทุนมหาศาลในระบบการลดอุณหภูมิ เหมือน ตัวนำยิ่งยวดทั่วไป และ ยังเป็นวัสดุใหม่ที่น่าจะมาแทนซิลิคอนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความทนทานที่ทั้งSamsung และIBMได้ทุ่มทุนพัฒนาอยู่

2.การเก็บข้อมูลใน DNA

การเก็บข้อมูลในDNAเป็นเรี่องที่ได้รับความสนใจผ่านการศึกษามาหลายปีเพราะมีคุณสมบัติสำคัญในการเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ที่มีความเสถียรเป็นหลักพันหรืออาจหมื่นปี  ซึ่งพันธุศาสตร์ระดับโมเลกุล นั้น มีขนาดที่เล็กมากจนมีการประมาณการว่าข้อมูลทั้งโลก ณ ปัจจุบันจะสามารถบรรจุในDNAเพียง 10 ตันซึ่งมีขนาดเท่ากับรถบรรทุกคันเดียวเท่านั้น การเก็บข้อมูลในDNAถึงแม้ว่าฟังดูอาจเป็นเรื่องซับซ้อนแต่การแทนค่า 0 และ1 สามารถแปลงค่าเป็น คู่ผ่านสมการDNA ได้ดังนี้  A (00) G (01) C (10) T (11) ซึ่งเมื่อแทนค่าแล้วก็สามารถสร้างเก็บและถอดรหัสDNAเพื่อการใช้งานในลำดับต่อไป อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติ การสังเคราะห์DNAยังมีความซับซ้อนและต้นทุนที่สูง ซึ่งเป็นอุปสรรคสำคัญในการใช้งานเชิงพาณิชย์เพราะปัจจุบันการเก็บข้อมูลเพียง 12 MB มีต้นทุนถึง 100,000 เหรียญสหรัฐ

3.คอมพิวเตอร์ระบบควอนตัม (Quantum Computing)

คอมพิวเตอร์ควอนตัม มีระบบฮาร์ดแวร์ที่ใช้หลักการของฟิสิกส์ควอนตัม ซึ่งแตกต่างจากคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันอย่างสิ้นเชิง  โดยสามารถประมวลผลข้อมูล “บางอย่าง” ได้เร็วกว่าเป็นทวีคูณ คอมพิวเตอร์ทั่วไปจะมีหน่วยแทนข้อมูลที่เล็กที่สุดคือ บิตโดยในข้อมูลหนึ่งบิตจะมีอยู่สองสถานะได้แก่0และ1แต่ในกรณีของคอมพิวเตอร์ควอนตัมข้อมูลบิตจะมีสถานะพิเศษที่เรียกว่า Superposition เป็นสถานะที่บิตเป็นทั้ง0และ1ในเวลาเดียวกัน เรียกว่าคิวบิต (Qubit) โดยมาจาก ควอนตัมบิต (Quantum Bit) สถานะ Superposition บนคิวบิตทำให้  อัลกอริทึม ควอนตัม เร็วกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปมาก ซึ่งในอนาคตการค้นหาข้อมูลอย่างรวดรวดเร็วก็จะสามารถทำได้ง่ายขึ้นแต่อาจมีความเสี่ยงของการเข้ารหัสหากถูกนำมาใช้ในทางที่ผิดแต่อย่างไรก็ตามคอมพิวเตอร์ควอนตัมไม่สามารถสร้างขึ้นมาได้ง่ายเพราะสถานะทางควอนตัมเปราะบางต่อสภาพแวดล้อมและไม่สามารถคงสถานะ Superposition ได้ระยะยาว จึงเป็นงานวิจัยที่ต้องค้นคว้ากันต่อไป ปัจจุบันทั้งIBM และ Google เร่งพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมสำหรับงานพัฒนาระบบการเรียนรู้ของเครื่อง (Machine Learning) คำนวนโครงสร้างเคมี (Quantum Chemistry) และ คำนวนโครงสร้างของวัสดุ (Quantum Simulation)

4. Hyperloop ระบบขนส่งแห่งโลกอนาคต

แนวคิดการขนส่งทางบกนี้เริ่มได้รับความสนใจในปี 2555 เมื่อ Elon Musk นำเสนอยานแคปซูลที่สามารถเดินผ่านท่อสูญญากาศด้วยความเร็วกว่า 1,200 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งยานแคปซูลจะลอยตัวโดยใช้เทคโนโลยีการลอยตัวด้วยแรงแม่เหล็ก (Magnetic Levitation) เนื่องจากตัวท่อมีแรงดันต่ำบนการเสียดทานน้อยมากทำให้แคปซูลสามารถเดินทางได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งแคปซูลในช่วงแรกจะขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าก่อนใช้เทคโนโลยีการลอยตัว แต่ปัจจุบัน เทคโนโลยีรางแบบ Maglev มีต้นทุนสูงบนความท้าทายของการสร้างสถานะท่อให้มีแรงดันต่ำในระยะการเดินทางระหว่างเมืองที่ไกลจึงเป็นโจทย์ที่ต้องตีให้แตกหากนวัตกรรมนี้จะส่งผลต่อการคมนาคมในเชิงพาณิชย์

ฉบับหน้าเราจะมาพิจารณาแนวคิดการดำเนินชีวิตรูปแบบใหม่ๆที่อาจส่งผลต่อค่านิยมสังคมในอนาคตครับ