Printed Electronics - อิเล็กทรอนิกส์แบบพิมพ์ได้ (ตอนที่ 3)

ความสนใจในเรื่องของ Printed Electronics หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้วิธีการพิมพ์เพื่อผลิตอุปกรณ์ออกมา กำลังได้รับความสนใจไปทั่วโลกครับ อีกหน่อยสื่อสิ่งพิมพ์จะไม่ใช่สิ่งที่อยู่เงียบๆ ทื่อๆ อีกต่อไปแล้วครับ แต่มันจะมีฟังก์ชันหน้าที่อื่นๆ เพิ่มเติมเข้ามา มีสีสัน มีความหวือหวา มีหัวคิด ตอบสนอง ต่อไปเราสามารถพิมพ์วงจรเซ็นเซอร์ วงจร RFID วงจรร้องเพลง ลงบนกล่องบรรจุภัณฑ์ไปพร้อมๆ กับการบรรจุสินค้าเลยครับ ผมจะทยอยนำความก้าวหน้าในศาสตร์ทางด้านนี้มาเล่าให้ฟังเรื่อยๆ ครับ

ในเดือนกันยายน 2551 นี้เอง นักวิจัยในประเทศโปรตุเกสได้ตีพิมพ์ผลงานในวารสาร IEEE Electron Device Letters ซึ่งสาธิตให้เห็นถึงการผลิตอุปกรณ์ทรานซิสเตอร์บนกระดาษ ซึ่งจริงๆก่อนหน้านี้ก็มีการพิมพ์วงจรทรานซิสเตอร์บนกระดาษได้สำเร็จอยู่แล้ว แต่ว่างานครั้งนี้ไม่เหมือนงานอื่นๆ ก่อนหน้านี้ที่ใช้กระดาษเป็นแค่ฐานรอง แต่งานนี้ใช้กระดาษให้เป็นวัสดุทำงานเป็นวงจรด้วยเลย โดยให้กระดาษเป็นชั้นไดอิเล็คทริคคั่นระหว่างขั้วไฟฟ้า 2 ข้างของกระดาษ ผลจากการวัดคุณสมบัติทางไฟฟ้า น่าตื่นเต้นมากที่พบว่ามันทำงานดีกว่าวงจรที่ทำจาก Amorphous Silicon อีกครับ ซึ่งก็อาจจะพัฒนาต่อให้มีความสามารถสูงได้อีก ตอนนี้วงการกระดาษ วงการสิ่งพิมพ์ และวงการอิเล็กทรอนิกส์ ต้องหันมาคุยกันให้มากขึ้นครับ .......

Geoengineering - อภิมหาโปรเจคต์ เปลี่ยนฟ้าแปลงโลก (ตอนที่ 7)

ภาวะโลกร้อนทำให้เกิดสภาพอากาศที่มนุษย์ไม่ต้องการ แต่เทคโนโลยีในอนาคตจะทำให้เราสามารถเปลี่ยนท้องฟ้าได้ เช่น ทำให้มีเมฆบังแสง หยุดหรือเปลี่ยนทิศทางพายุไต้ฝุ่น ศาสตราจารย์จอห์น ลาธาม (John Latham) นักฟิสิกส์บรรยากาศแห่งมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ ได้เสนอให้สร้างเมฆบางๆ ที่ไม่ทำให้เกิดฝนแต่สามารถสะท้อนแสงอาฑิตย์ได้ดี ด้วยการสเปรย์อนุภาคเล็กๆของน้ำทะเลขึ้นไปบนชั้นบรรยากาศ ซึ่งจะทำให้เกิดเมฆบางๆ เขาและทีมงานได้ออกแบบเรือที่สามารถขับได้เองโดยไม่ต้องใช้มนุษย์ และใช้พลังงานลมในการขับเคลื่อน ซึ่งจะไปหมุนโรเตอร์ที่มีลักษณะคล้ายปล่องเพื่อสเปรย์อนุภาคของน้ำทะเลขึ้นไป ทั้งนี้เราสามารถปล่อยเรือเหล่านี้ให้ลอยไปในมหาสมุทรโดยที่สามารถควบคุมได้จากระยะไกล ศาสตราจารย์ลาธามประมาณว่าใช้เรือเพียง 1,000 ลำก็เพียงพอที่จะทำให้โครงการนี้ได้ผล เขามั่นใจว่าโครงการนี้เป็นมิตรกับสภาพแวดล้อมเนื่องจากไม่ได้ใช้พลังงานจากฟอสซิล วัตถุดิบมีเพียงชนิดเดียวคือน้ำทะเล เขาเชื่อว่าวิธีการนี้ดีกว่าวิธีการอื่นตรงที่สามารถควบคุมได้ โดยการอาศัยข้อมูลจากดาวเทียม และการโมเดลด้วยคอมพิวเตอร์ หากมีเมฆมากเกินไปจนอาจทำให้โลกเย็นเกินไป ก็สามารถตัดการทำงานของเรือกำเนิดเมฆ ภายในเวลาไม่กี่วันสภาวะอากาศก็จะกลับสู่ปรกติอีกครั้ง


อีกแนวคิดของการทำวิศวกรรมดาวเคราะห์ที่จะช่วยบรรเทาความเดือดร้อนของประชากรโลก จากพายุรุนแรงทั้งเฮอริเคน ไต้ฝุ่น ไซโคลน ที่นับวันจะทวีความรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ ก็คือการไปหยุดพายุหรือดัดแปลงทิศทางการเคลื่อนที่ของพายุ ในขณะนี้นาซ่าได้ให้เงินสนับสนุนโครงการวิจัยเพื่อที่จะควบคุมพายุ ผลเบื้องต้นจากการจำลองคอมพิวเตอร์นั้นพบว่า พายุขนาดใหญ่นั้นมีความอ่อนไหวกับปัจจัยแวดล้อมเล็กๆ มาก เช่น อัตราการระเหยของน้ำ อุณหภูมิและความชื้นบริเวณตาพายุ รวมไปถึงบริเวณข้างเคียง ทางทีมวิจัยได้เสนอแนวทางในการหยุดหรือเปลี่ยนทิศทางของพายุด้วยการนำเครื่องบินเข้าไปโรยอนุภาคซิลเวอร์ไอโอไดด์หรือสารก่อตัวของเม็ดฝนลงไปที่ตาพายุ เพื่อให้มีการสูญเสียน้ำที่ตาพายุ จะทำให้พายุอ่อนแรงลง การราดน้ำมันที่ย่อยสลายได้บนพื้นผิวของมหาสมุทรในทิศทางที่พายุกำลังเคลื่อนตัว เพื่อให้ฟิล์มน้ำมันเคลือบผิวของน้ำไว้ทำให้มีการระเหยของน้ำลดลง จนทำให้ลมพายุอ่อนแรงลง อีกวิธีหนึ่งที่น่าสนใจก็คือการใช้ดาวเทียมยิงคลื่นไมโครเวฟลงมาที่บริเวณพายุเพื่อทำให้โมเลกุลน้ำในอากาศเกิดการสั่นอย่างรุนแรงและไปเพิ่มอุณหภูมิของอากาศ ทำให้สามารถดัดแปลงทิศทางของพายุได้ วิธีหลังนี้ผมเคยเห็นในภาพยนตร์เรื่องหนึ่งครับ ซึ่งอาชญากรได้เข้ายึดดาวเทียมดวงนี้เพื่อสร้างพายุเข้าถล่มชายฝั่งสหรัฐฯ แลกกับเงินที่รัฐบาลจะจ่ายให้พวกเขา

Vertical Farm - ทำไร่บนตึกสูง (ตอนที่ 1)

(คล๊กที่รูปเพื่อขยาย)

การปฏิวัติอุตสาหกรรมเมื่อ 200 ปีก่อนนั้นได้ทิ้งมรดกให้โลกอย่างหนึ่งครับ นั่นคือการแบ่งแยกระหว่างสังคมเมือง กับ สังคมชนบท สังคมเมืองทำงานในภาคบริการ ภาคอุตสาหกรรม และงานที่ผลิตที่มีมูลค่าสูง ในขณะที่สังคมชนบทนั้นทำเกษตรกรรม แต่สิ่งนั้นจะไม่เป็นจริงอีกต่อไปแล้วล่ะครับ เมื่อเทคโนโลยีใหม่ๆ ทั้ง ไอที นาโนเทคโนโลยี วิศวกรรมเครื่องกล เทคโนโลยีชีวภาพ วิศวกรรมไฟฟ้า กำลังจะย้ายเกษตรกรรมจากชนบทเข้ามาทำในเมือง ศาสตร์ในการทำการเกษตรแนวใหม่ กำลังได้รับความสนใจจากเจ้าเมือง (City's Governor) ใหญ่ๆ ทั่วโลกครับ ศาสตร์ที่ว่านั่นคือ เกษตรกรรมบนที่ (ตึก) สูง หรือ Vertical Farming ครับ

ศาสตราจารย์ Dickson Despommier แห่งมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ประเทศสหรัฐอเมริกา ท่านเป็นผู้หนึ่งที่บุกเบิกแนวคิดของการเกษตรกรรมบนอาคารสูง ท่านเชื่อสุดเชื่อครับว่า การเกษตรแบบใหม่นี้คือทางรอดของมนุษยชาติ โดยกล่าวว่า "อีก 50 ปีข้างหน้า ประชากรโลกจะเพิ่มจาก 6.2 พันล้านคนไปเป็น 9.5 พันล้าน แต่ตอนนี้เรากลับใช้พื้นที่ที่มีศักยภาพในการทำเกษตรไปแล้วถึง 80% เลยครับ ผมนึกไม่ออกว่าเมื่อถึงตอนนั้น การเกษตรแบบเดิมจะเลี้ยงคนทั้งโลกได้อย่างไร"

เกษตรแบบใหม่ จะเปลี่ยนการเกษตรจากที่เคยทำในแนวราบในชนบท มาเป็นการเกษตรแบบแนวดิ่งกลางเมืองใหญ่ Vertical Farming จะผลิตอาหารที่สังคมชนบทเคยผลิต ด้วยวิธีการที่ควบคุม พืชผลจะไม่ถูกรบกวนโดยสภาพอากาศ ไม่ว่าจะเป็น พายุฝน ภัยแล้ง ดินเสีย การเกษตรแบบไม่ใช้ดินจะดันยอดผลผลิตขึ้นไปอีก 5-30 เท่า นอกเหนือไปจากนี้ Vertical Farming ยังช่วยลดภาวะโลกร้อน เพราะประมาณกันว่าในอีก 50 ปีข้างหน้า ประชากรโลก 80% จะอาศัยในเมืองใหญ่ ดังนั้นการทำเกษตรกลางเมือง จะทำให้ไม่ต้องมีการขนส่งผลผลิตจากชนบทมาสู่เมือง ผลิตตรงไหน ก็บริโภคกันตรงนั้น อาคารที่ทำฟาร์มอาจมีซูเปอร์มาร์เก็ตที่ขายผลผลิตให้แก่คนเมืองไปในตัว ในเมื่อสังคมชนบทที่ทำการเกษตรไม่มีความจำเป็นแล้ว เราก็สามารถปล่อยพื้นที่ดังกล่าวกลับคืนสู่ธรรมชาติ ด้วยการสร้างพท้นที่ป่าบนผืนเกษตรที่ทิ้งแล้ว เพื่อให้ดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศ ศาสตราจารย์ Despommier คำนวณว่าจะต้องมีการสร้าง Vertical Farm สัก 150 อาคารเพื่อเลี้ยงคนนิวยอร์คทั้งเมือง โดยฟาร์มบนตึกนี้จะผลิตได้ทุกอย่าง ไม่ว่าจะเป็น ธัญพืช ผัก ผลไม้ เนื้อสัตว์ โดยแทบจะไม่จำเป็นต้องนำเข้าอาหารจากชนบทอีกต่อไป ไอเดียสุดเจ๋งของท่านกำลังแพร่กระจายไปทั่วโลก ตั้งแต่เนเธอร์แลนด์ จนถึง ดูไบ ผมจะมาเล่าต่อในตอนต่อไปนะครับว่า ต้นแบบ Vertical Farm มีหน้าตาอย่างไร เรื่องนี้เป็นเรื่องใหญ่ครับ เพราะประเทศที่ทำเกษตรแบบดั้งเดิมอย่างประเทศไทย ได้รับผลกระทบแน่ครับ .........

Human Terrain System - เมื่อมนุษยวิทยาถูกใช้ในการทหาร

หากจะจีบสาวสักคนให้สำเร็จ งานที่ต้องทำงานแรกก็คือต้องเรียนรู้เพื่อให้เข้าใจว่าผู้หญิงคนนั้นเป็นคนยังไง บ้านอยู่ไหน ชอบทานอะไร ชอบสีอะไร เวลาว่างทำอะไร นิสัยยังไง นี่คือจุดเริ่มของความสำเร็จครับ ในการศึกสงครามตั้งแต่ครั้งอดีต แม่ทัพนายกองของทหารฝ่ายที่ได้เปรียบล้วนมีศิลปะในความเข้าใจชีวิตความเป็นอยู่ วัฒนธรรม โครงสร้างทางสังคม ของอีกฝ่ายหนึ่งเสมอ พระเจ้าบุเรงนองทรงมีพระปรีชาสามารถในการสงคราม สามารถชนะศึกทั้ง 10 ทิศได้โดยเสียเลือดเสียเนื้อน้อยมาก ก็เพราะความเข้าอกเข้าใจในภูมิประเทศด้านมนุษย์ (Human Terrain) ของดินแดนที่พระองค์เข้าไปรวบรวมมาสร้างอาณาจักร ศาสตร์ด้านมนุษยวิทยาเพื่อการทหารกำลังได้รับความสนใจจากเพนตากอน ถึงกับมีการตั้งโครงการที่เรียกว่า Human Terrain System ซึ่งมีกองบัญชาการพิเศษที่ใช้ฝึกฝนและนำนักมนุษยวิทยา เข้าไปใช้ในการรบในแนวหน้า ซึ่งขณะนี้ในหน่วยรบต่างๆ ที่ทำการยึดครองดินแดนในอัฟกานิสถานและอิรัก จะมีหมวดหนึ่งที่ประกอบด้วยนักมนุษยวิทยา ประจำการร่วมกับกองกำลังติดอาวุธในแนวหน้า หน่วยนี้จะเข้าไปเรียนรู้ แฝงตัว ซึมลึก สร้างความคุ้นเคยกับชาวบ้าน คอยให้คำปรึกษาแก่ผู้บัญชาการรบระดับกองพันในการตัดสินใจต่างๆ ศึกษาผลกระทบของยุทธการต่อประชากรที่อยู่ในรัศมีการรบ ทำให้ทหารสามารถปรับฐานความคิดให้อยู่ในระนาบเดียวกับชุมชนในบริเวณนั้น เข้าใจโครงสร้างทางสังคม จารีต ชาติพันธุ์ อุดมการณ์ ของชุมชน สิ่งควรทำไม่ควรทำ เพื่อให้ยุทธการหนึ่งๆ เกิดผลกระทบทางลบน้อยที่สุด นับตั้งแต่มีการนำ Human Terrain System ไปใช้ในอิรักนั้น ปรากฏว่าขณะนี้ ทหารสหรัฐฯ สูญเสียกำลังน้อยลงอย่างมีนัยสำคัญ

ท่านผู้อ่านจะเริ่มสังเกตไหมครับว่า นับวัน นอกจากวิทยาศาสตร์สาขาต่างๆ จะเริ่มหลอมรวมกันแล้ว ศาสตร์ที่เคยเป็นวิทยาศาสตร์อย่างสังคมศาสตร์ และมนุษยศาสตร์ ก็กำลังจะหลอมกลับมารวมกับวิทยาศาสตร์อีกครั้งครับ ที่แหล่ะ Convergence Century !!!

หน้าต่างรวมแสงให้เซลล์สุริยะ

คนส่วนใหญ่จะนึกถึงหลังคา เมื่อจะติดตั้ง Solar Cell ใช่ไหมครับ ทว่าอาคารสูงๆในเมืองทั้งหลายนั้นมีพื้นที่หลังคาน้อยมาก เมื่อเทียบกับพื้นที่ของผนังด้านข้างที่เป็นหน้าต่าง แต่การเอา Solar Cell มาแปะไว้ที่หน้าต่าง ก็จะบดบังทัศนียภาพ หมดโอกาสมองวิวไปเลย แต่นักวิจัยที่ MIT เขาพยายามจะทำให้หน้าต่างยังเป็นหน้าต่าง แต่มีความสามารถในการรวบรวมแสงมาให้แก่ Solar Cell ที่ติดตั้งอยู่ด้านข้าง ไม่ได้ติดบนหน้าต่างโดยตรง ผลการศึกษาครั้งนี้รายงานในวารสาร Science ฉบับวันที่ 11 July 2008 Vol. 321 หน้า 226 นักวิจัยได้ใช้สีย้อมอินทรีย์ (Organic Dye) ฉาบไว้ที่กระจกหน้าต่าง เมื่อแสงอาฑิตย์ตกกระทบที่กระจกหน้าต่าง สีย้อมจะดูดกลืนแสงเอาไว้ แล้วคายแสงนั้นออกมาในกระจก กระจกจะพาแสงไปออกที่ด้านข้างของกระจก (แทนที่จะปล่อยออกมาฝั่งตรงข้ามเหมือนกระจกธรรมดาทั่วไป) กระจกที่เคลือบสีย้อมดังกล่าวก็เลยทำหน้าที่รวบรวมแสง (Solar Concentrator) มาไว้ด้านข้างกระจก ซึ่งก็ทำให้เราสามารถนำ Solar Cell มาติดที่ข้างกระจก ซึ่งก็จะใช้พื้นที่ของ Solar Cell น้อยลง ทำให้ประหยัดต้นทุนค่า Solar Cell ไปได้เยอะเลย อย่างไรก็ตาม ตอนนี้สีย้อมดังกล่าวมีประสิทธิภาพสูงในการเก็บแสงช่วงอินฟราเรด แต่ความสามารถในการเก็บแสงในช่วงที่มองเห็นได้นั้น ยังไม่สูงนัก แต่ในอนาคตประสิทธิภาพนี้จะสามารถทำให้เพิ่มสูงได้ เนื่องจากสีย้อมมีหลากหลายสี ทำให้เราสามารถทำกระจกหน้าต่างแฟนซี หรือแนวบูติคได้ ซึ่งก็จะทำให้คนอยากใช้ Solar Cell มากขึ้น

เทคโนโลยีระบุตัวตนจากท่าเดิน (Gait Recognition Technology)

เคยไหมครับ ที่พอเห็นใครเดินมาแต่ไกล ก็รู้เลยว่าใครกำลังเดินมา ทั้งๆที่ยังไม่เห็นหน้าค่าตาด้วยซ้ำ ท่าเดินของคนเรานั้นจริงๆ แล้วมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวครับ และความพิเศษที่เป็นของใครของมันนี้ก็มีประโยชน์ที่จะใช้ระบุว่า คนผู้ที่กำลังเดินอยู่นั้นคือใครกันแน่ นักวิจัยที่ Georgia Institute of Technology เขากำลังทำการพัฒนาเทคโนโลยีในการระบุตัวตนบุคคล จากภาพวิดีโอ และอีกวิธีที่เจ๋งกว่าก็คือใช้เรดาห์ เหมือนที่ตำรวจใช้จับความเร็วรถนั่นหล่ะครับ การระบุตัวตนด้วยวิธีนี้ ดีกว่าการตรวจลายนิ้วมือหรือม่านตา ตรงที่เราสามารถระบุตัวตนของคนได้จากระยะไกลหลายร้อยเมตร ถ้าบุคคลนั้นเป็นบุคคลอันตราย เราก็ไม่จำเป็นต้องรอให้เขาเข้ามาใกล้เราเลยครับ อย่างไรก็ตาม การใช้ภาพวิดีโอในการระบุตัวตนจากท่าทางการเดินยังต้องการพัฒนาเทคนิคด้าน Computer Vision อีกสักพัก แต่อีกเทคนิคหนึ่งคือการใช้ radar นั้น ตอนนี้ให้ผลค่อนข้างดีทีเดียว เพราะ radar จะให้รายละเอียดถึงการขยับเคลื่อนไหวกล้ามเนื้อ ซึ่งมีความแตกต่างของแต่ละบุคคล

เทคนิคของ Geogia Tech นั้นใช้กล้องวิดีโอ หรือ radar ที่อยู่บนพื้นดิน แล้วถ้าหากเรากำลังมองบุคคลต้องสงสัยจากมุมสูงอย่าง อากาศยานไร้คนขับ UAV หรือจากดาวเทียมวงโคจรต่ำหล่ะครับ จะทำอย่างไร เพราะเราจะเห็นคนผู้นั้นจากด้านบน แทนที่จะเป็นด้านหน้า/ด้านข้าง/ด้านหลัง กรณีนี้นักวิจัยของนาซาเขาก็คิดค้นวิธีการอ่านท่าเดินจากเงาบนพื้นของบุคคลต้องสงสัย เรียกว่าคนๆนั้นเดินยังไง เงาของเขาก็ต้องเดินแบบนั้น นักวิจัยได้พัฒนาอัลกอริทึมให้สามารถแก้ไขการบิดเบี้ยวของเงาที่เกิดจากมุมกล้อง และมุมของแสงแดดที่ทำให้เงายาวหรือสั้นตามเวลาของวัน สุดยอดเลยครับ

ผนังโซลาร์เซลล์เปล่งแสง - เมื่อ Art กับ Technology มาแต่งงานกัน

ท่านผู้อ่านที่ได้ชมการถ่ายทอดพิธีเปิด-ปิด กีฬาโอลิมปิกปักกิ่ง 2008 คงจะจดจำภาพแห่งความประทับใจทั้งหลาย ที่ทางเจ้าภาพได้คัดสรรมานำเสนอ ที่แปลกใหม่และโดดเด่นกว่าทุกครั้งที่ผ่านมาก็คือ เทคนิคทางด้านแสง ซึ่งมีการนำเอาเทคโนโลยี LED ในรูปแบบต่างๆ มาใช้มากมาย ที่เรียกว่า Ambient Lighting หรือ การส่องสว่างแบบมีชีวิตชีวา ซึ่งหากเพิ่มความสามารถทางด้านเซ็นเซอร์เข้าไปก็จะกลายเป็นศาสตร์ที่เรียกว่า Ambient Intelligence หรือ สภาพล้อมรอบอัจฉริยะ ซึ่งบริษัทยักษ์ใหญ่แห่งยุโรปอย่าง Philips-Ostam ให้ความสำคัญและทุ่มงบวิจัยลงไปเป็นเม็ดเงินมหาศาล แต่นึกไม่ถึงครับว่า ตลาดโลกกลับอาจจะได้ใช้เทคโนโลยีนี้จากประเทศจีนแทน

ก่อนโอลิมปิกจะเริ่มไม่กี่เดือนครับ จีนได้เปิดตัวจอแสดงผลขนาดใหญ่ที่ผนึกลงไปเป็นชิ้นเดียวกับกระจกหน้าต่างของอาคารแห่งหนึ่งที่มีชื่อว่า Xicui Entertainment Complex ซึ่งอาคารแห่งนี้ก็มีที่ตั้งใกล้กับสถานที่แข่งขันโอลิมปิกเลยครับ ที่สำคัญผนังจอแสดงผลที่มีขนาดใหญ่กว่าตึก 7 ชั้นนี้ไม่ได้ใช้กระแสไฟฟ้าจากการไฟฟ้าปักกิ่งเลยครับ แต่กลับใช้ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากเซลล์แสงอาฑิตย์ ซึ่งก็ผนึกอยู่ในกระจกหน้าต่างชิ้นเดียวกับที่มีการฝัง LED ที่ทำเป็นจอแสดงผลด้วย กระจกหน้าต่างของอาคารแห่งนี้ในช่วงกลางวันจะทำหน้าที่เป็น Solar Cell เพื่อเก็บพลังงานแสงอาฑิตย์ชาร์จเก็บไว้ในแบตเตอรี โซลาร์เซลล์ที่ผนึกในกระจกนี้ได้ถูกออกแบบอย่างฉลาดให้มีความหนาแน่นแตกต่างกันไป ตามลักษณะของห้องทำงานข้างใน บางห้องต้องการแสงในตอนกลางวัน ก็จะอนุญาตให้แสงผ่านเข้าไปได้เยอะ เพื่อไม่ให้ต้องใช้ไฟฟ้าเพื่อเปิดแสงสว่าง แต่ห้องไหนที่ไม่ต้องการแสงมาก กระจกหน้าต่างก็จะมีความหนาแน่นของ Solar Cell มากหน่อย ในตอนกลางคืนไฟฟ้าในแบตเตอรี ก็จะถูกนำออกมาใช้ เพื่อทำให้จอแสดงผลทำงาน ส่องเป็นไฟแสงสีต่างๆ ท่านผู้อ่านครับ ..... ศตวรรษที่ 21 เป็นเรื่องของการผสมผสานเทคโนโลยีกับศิลปศาสตร์ครับ เป็นศตวรรษที่ศาสตร์ของวัตถุ กับ ศาสตร์ของจิตใจ กำลังจะมาบรรจบครับ .........

Google เตรียมปล่อยดาวเทียมถ่ายภาพความละเอียดสูง

ข่าวดีสำหรับคนใช้ Google Earth ครับ อีกไม่นานเราจะได้ใช้ภาพถ่ายดาวเทียมความละเอียดสูงจาก Google Earth แล้วครับ โดยมีข่าวว่า Google ได้ร่วมกับบริษัท GeoEye จะทำการปล่อยดาวเทียมวงโคจรต่ำ ที่ทำหน้าที่ถ่ายภาพความละเอียดสูงในระดับ 41 เซ็นติเมตรชื่อว่า GeoEye-1 ในวันอาฑิตย์ที่ 7 กันยายน พ.ศ. 2551 นี้ครับ ลูกต่อไปที่จะทำการปล่อยในอีก 3 ปีข้างหน้านั้นจะมีความละเอียดถึง 25 เซ็นติเมตรเชียวครับ

ในสมัยก่อน การใช้แผนที่ และ ภาพถ่ายดาวเทียม เป็นเรื่องยุ่งยาก และเข้าถึงได้ไม่ง่ายนัก อีกทั้งหน่วยงานที่ครอบครอง ข้อมูลเหล่านี้ก็ค่อนข้างหวง การจะได้ภาพถ่ายดาวเทียมมาชื่นชมต้องแลกด้วยราคา ที่ชาวบ้านอย่างเราๆ ไม่อาจตัดใจซื้อ แต่เดี๋ยวนี้ Google Earth นำสิ่งเหล่านั้นมาหยิบยื่นให้ฟรีๆ การเกิดขึ้นของ Google Earth และ low-cost GPS นำมาซึ่งธุรกิจใหม่ๆ และการเติบโตในการนำ ข้อมูลทางภูมิศาสตร์ ไปใช้ประโยชน์ร่วมกับข้อมูลอื่นๆ อย่างไม่เคยเป็นมาก่อน จะว่าไปแล้ว Google Earth ไม่ได้จงใจออกแบบมาสำหรับให้นักวิทยาศาสตร์ใช้ แต่ตั้งใจจะให้คนทั่วไปใช้มากกว่า แต่ปรากฏว่า ตอนนี้ Google Earth ได้กลับกลายมาเป็นเครื่องมือสำคัญในทางวิทยาศาสตร์ไปแล้ว เราสามารถนำข้อมูลเชิงพื้นที่ต่างๆ มาผนวกใช้ร่วมกับ Google Earth ได้ ทำให้ตอนนี้บริษัท Google เอง สนใจจะเพิ่มเติม ฟังก์ชันต่างๆ ที่เป็นประโยชน์ต่อการทำงานทางด้านวิทยาศาสตร์เข้าไปในโปรแกรม เพราะ Google เชื่อว่า การเติบโตของการใช้งานโปรแกรม Google Earth ในทางวิทยาศาสตร์ จะนำมาสู่การขยายการใช้ประโยชน์ โดยคนทั่วไปในที่สุด

Printed Electronics - อิเล็กทรอนิกส์แบบพิมพ์ได้ (ตอนที่ 2)

วิธีการสร้างฟิล์มบางของโมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็กบนแผ่นพลาสติกที่ดีที่สุดคือ การเคลือบด้วยไอระเหย (vapor deposition) โดยการให้ความร้อนแก่สารประกอบเกิดเป็นไอระเหยและลอยไปเคลือบบนแผ่นฐาน (substrate) ที่เป็นพลาสติกในสภาวะสูญญากาศ ซึ่งเทคนิคการเคลือบแบบนี้เป็นวิธีการเดียวกันกับการเคลือบถุงขนมคบเคี้ยวเพื่อป้องกันการแพร่ผ่านของออกซิเจนเข้ามาภายใน นอกจากนี้ยังมีเทคนิคอื่นๆ อีก เช่น การ spin coating โดยการหยดสารเคมีที่เป็นของเหลวลงบนจานหมุนและอาศัยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ทำให้สารเคมีแผ่ออกเป็นฟิล์มบางและสามารถนำไปทำขั้นตอนอื่นต่อไป แต่ปัญหาหนึ่งที่พบในปัจจุบันคือ การขาดแคลนตัวทำละลายของสารอินทรีย์ที่ใช้งานง่าย เช่น polyethylenedioxythiophene หรือเรียกอย่างย่อว่า PEDOT จะละลายในตัวทำละลายที่เป็นกรดจึงทำให้เกิดปัญหาการกัดกร่อนเมื่อนำไปใช้งานจริง จึงมีการค้นคว้าวิจัยหา PEDOT แบบใหม่ที่สามารถละลายในตัวทำลายที่ไม่กัดกร่อน นอกจากนี้ยังสามารถเกิด cross-link กลายเป็นสภาวะแข็งตัวได้เมื่อโดนฉายด้วยแสง ultraviolet หรือ UV ทำให้เหมาะกับการสร้างลวดลายบนพลาสติกด้วยเทคนิคการฉายด้วยแสง (photolithography) แบบเดียวกันกับที่ใช้ในการสร้างชิปด้วยซิลิคอน


นอกจากนี้มันยังสามารถใช้เทคนิคการพิมพ์ด้วยหมึกแบบ inkjet คล้ายกับการพิมพ์ภาพทั่วไปแต่แทนที่จะพ่นหมึกสีลงบนกระดาษ แต่กลับกลายเป็นโพลิเมอร์นำไฟฟ้าจะถูกพ่นลงบนแผ่นพลาสติก วิธีการนี้ทำให้เราสามารถผลิตวงจรอิเล็กทรอนิกส์และผลิตอุปกรณ์ได้ในราคาถูกมาก หลายบริษัทต่างพยายามที่จะใช้วิธีการนี้ในการสร้างวงจร เช่น Palo Alto Research Center (PARC) ได้ประสบความสำเร็จในการแสดงสาธิตวงจรทรานซิสเตอร์แบบพลาสติกที่สร้างด้วยเทคนิคการพิมพ์แบบ inkjet สำเร็จเป็นครั้งแรกของโลก ถึงแม้ว่ามันจะมีขนาดที่ใหญ่กว่าทรานซิสเตอร์แบบซิลิคอนและทำงานช้ากว่ามาก แต่กินไฟน้อยกว่ามาก ปัจจุบันบริษัท Dow, Motorola และ Xerox ได้ร่วมมือกันพัฒนาหมึกโพลิเมอร์และการผลิตวงจรด้วยการพิมพ์ เช่นเดียวกันกับบริษัท Dupont และ Lucent Technologies ก็มุ่งพัฒนาในทิศทางเดียวกัน ในปี ค.ศ. 2003 บริษัท Plastic Logic ได้สาธิตจอภาพแสดงผลแบบ matrix ที่สร้างด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบพลาสติกสำเร็จเป็นแห่งแรกของโลก ซึ่งมีขนาดเพียง 63x48 จุด และมีการพัฒนาให้มีขนาดใหญ่มากขึ้นและใช้พลาสติกเป็นแผ่นฐานรองเพื่อพัฒนาเป็นจอภาพแบบโค้งงอได้ต่อไป

WiTricity - ไฟฟ้าแบบไร้สาย

การพัฒนาเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบ Wi-Fi ได้นำความสะดวกสบายมาให้พวกเรา เพราะเราสามารถนั่งเล่นโน๊ตบุ๊คแบบไม่ต้องพะวงเรื่องสายระโยงระยางอีกต่อไป แม้แต่การพรีเซ็นต์ Power Point สมัยนี้ก็ไม่จำเป็นต้องต่อสายวิดีโอออกจากโน๊ตบุ๊คแล้ว เพราะสามารถส่งสัญญาณวิดิโอออกไปที่ projector แบบไร้สายเช่นกัน แต่.... เอ .... โลกคอมพิวเตอร์ไร้สายไปเกือบทุกอย่างแล้ว แต่ทำไมเวลาแบตเตอรีของโน๊ตบุ๊คเราหมด เราก็ยังต้องกลับมาเสียบปลั๊กไฟแบบมีสายเพื่อชาร์จแบตอยู่อีกล่ะ นักวิจัยที่อินเทลและ MIT ตั้งคำถามนี้ในใจ พวกเขากำลังจะขจัดปัญหานี้ออกไปในไม่ช้าครับ

ณ ขณะนี้ทีมนักวิจัยของทั้ง 2 สถาบันได้พัฒนาต้นแบบการส่งพลังงานไฟฟ้าแบบไร้สาย ที่มีกำลัง 60 วัตต์ ได้ไกลประมาณ 1 เมตร ซึ่งจะสูญเสียพลังงานไฟฟ้าประมาณ 25% "เราสามารถติดตั้งเทคโนโลยีนี้ไว้ภายในโต๊ะทำงานได้ครับ เมื่อไหร่ก็ตามที่คุณเอาโน๊ตบุค มาวางบนโต๊ะ มันก็จะชาร์จไฟของมันเอง" Justin Rattner ผู้บริหารระดับสูงด้านเทคโนโลยีของ Intel กล่าว เทคโนโลยีไฟฟ้าแบบไร้สายนี้ เมื่อมาผนวกกับเทคโนโลยี supercapacitor (ซึ่งกำลังมาแรง และว่ากันว่ามันจะเข้ามาแทนแบตเตอรีของเครื่องโน๊ตบุ๊คในอนาคต) ก็จะทำให้การชาร์จไฟทำได้เร็วไม่ถึงนาที เทคโนโลยี supercapacitor นี้เอง ก็เป็นผลพวงมาจากพัฒนาการด้านนาโนวัสดุนั่นเองครับ

เทคโนโลยีไฟฟ้าแบบไร้สายนี้ ได้ถูกตั้งชื่อว่า WiTricity โดย Dave Gerding แห่ง MIT ในปี ค.ศ. 2005 โดยนิยามความสามารถในการป้อนพลังงานไฟฟ้าแก่อุปกรณ์ไฟฟ้าแบบไม่ต้องมีสาย Witricity ใช้หลักการของ Electromagnetic Resonant ในการส่งพลังงานโดยอาศัยเสาอากาศภาครับ และ ภาคส่ง ที่มีรูปร่างเป็นขดๆ ที่ถูกปรับให้มีความถี่เดียวกัน