5. การสื่อสารด้วยภาพ (Vision Communication)

เมื่อคอมพิวเตอร์มีสมองหรือชิปที่มาจากการเลียนแบบการทำงานของสมองของมนุษย์ ก็ยิ่งทำให้คอมพิวเตอร์มีความสามารถคล้ายมนุษย์มากขึ้น Vision Communication หรือ “การสื่อสารด้วยภาพ” เป็นรูปแบบการสื่อสารยุคใหม่ ที่เกิดขึ้นจากวิทยาการคอมพิวเตอร์และปัญญาประดิษฐ์ ในการทำให้คอมพิวเตอร์มีความสามารถคล้ายมนุษย์หรือเลียนแบบพฤติกรรมมนุษย์ โดยเฉพาะความสามารถในการคิดเองได้ หรือที่เรียกว่ามีปัญญานั่นเอง ซึ่งประกอบด้วย 2 กลุ่ม คือ กลุ่มที่มีการกระทำคล้ายมนุษย์ (acting humanly) คือ สื่อสารกับมนุษย์ได้ด้วยภาษาที่มนุษย์ใช้ มีจังหวะการพูด กะพริบตา ส่ายหน้า หรือแสดงอารมณ์และความรู้สึกออกมาทางใบหน้า เช่น คิ้ว ตา สายตา และมุมปาก ส่วนอีกกลุ่ม คือ กลุ่มที่มีการคิดแบบมีเหตุผล (thinking rationally) สามารถวิเคราะห์อารมณ์ได้จากใบหน้า แยกแยะและจดจำใบหน้าได้ สามารถแยกเสียงพูด วิเคราะห์ความหมาย อารมณ์ ความต้องการของเสียง เช่น ระบบผู้เชี่ยวชาญ ระบบค้นหาข้อมูล

ปัจจุบันเริ่มมีการนำเทคโนโลยี Vision Communication ไปใช้งานด้านการสร้างภาพยนตร์ และอีกตัวอย่างที่เริ่มมีให้เห็นบ่อยและใกล้ตัวเรามากขึ้นคือการนำไปใช้งานด้านการสื่อสาร เช่น ในจีนมีการสร้างตัว avatar ของผู้ประกาศข่าวหรือผู้ประกาศข่าวเสมือนอ่านข่าวแทนผู้ประกาศข่าวตัวจริง และล่าสุดเกาหลีใต้เพิ่งเปิดตัวผู้ประกาศข่าวเสมือนที่พูดโต้ตอบกับผู้ประกาศข่าวตัวจริงได้แบบเรียลไทม์ เพิ่มความรวดเร็วในการรายงานข่าว หรือแม้กระทั่งในโรงพยาบาลที่มีแนวโน้มว่าจะนำเทคโนโลยีนี้ ไปใช้ในการคัดกรองคนไข้และวินิจฉัยโรคในเบื้องต้นก่อนพบแพทย์ เพื่อลดความเสี่ยงจากการติดต่อสื่อสารกันโดยตรงระหว่างคนไข้กับบุคลากรทางการแพทย์ในยุคโควิด 19 หรือในสถานการณ์ที่มีโรคระบาดอื่นๆ

6. ขวดพลาสติกจากพืช (PEF)

ประเทศไทยมีขยะพลาสติกเกิดขึ้นปีละประมาณ 2 ล้านตัน ในจำนวนนี้สามารถนำไปรีไซเคิลได้เพียง 0.5 ล้านตัน อีก 1.5 ล้านตัน ต้องกำจัดด้วยการเผาหรือฝังกลบ โดย 0.3 ล้านตัน ในจำนวนนี้เป็นขยะประเภทขวดพลาสติก และอีก 1.2 ล้านตัน เป็นประเภทถุงพลาสติกและซองบรรจุภัณฑ์ต่างๆ แบบใช้ครั้งเดียวทิ้ง แต่ต่อไปจะมีวัสดุที่เรียกว่า PEF (Polyethylene Furanoate) ผลิตจากวัสดุชีวภาพหรือ bio-based 100% ซึ่งสามารถลด carbon footprint ได้กว่า 50% เมื่อเทียบกับการผลิตขวด PET จากปิโตรเคมี ทำให้คาดว่า PEF จะมาแทนที่พลาสติก PET ในอนาคต

“คุณสมบัติเด่นของ PEF ที่เหนือกว่า PET คือเป็นผลิตจากวัตถุดิบชีวภาพ 100% มีน้ำหนักเบาแต่มีความแข็งแรง มีความเสถียรทางความร้อนสูง สามารถนำมารีไซเคิลได้ 100% ในระบบเดียวกับ PET อีกด้วย และยังมีสมบัติกันน้ำและก๊าซผ่านเข้าออกได้ดีกว่า PET ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้จึงคาดว่า PEF จะเป็นพอลิเมอร์รุ่นต่อไปที่มีศักยภาพในการแทนที่ PET”

นอกจากนี้ สวทช. โดยนาโนเทค กำลังเริ่มศึกษาเกี่ยวกับ PEF โดยมีความร่วมมือกับ Prof. Xiaoqing Liu นักวิจัยจาก Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering ประเทศจีน ในการนำ PEF มาพัฒนาเป็นต้นแบบผลิตภัณฑ์ต่างๆ เพื่อให้ได้องค์ความรู้ที่จะนำมาสู่ต้นแบบกระบวนการผลิต PEF และผลิตภัณฑ์จาก PEF สำหรับถ่ายทอดสู่อุตสาหกรรมตั้งแต่ต้นน้ำถึงปลายน้ำ เพื่อผลักดันให้เกิดการใช้พลาสติกจากพอลิเมอร์ชีวภาพแทนพลาสติกจากปิโตรเลียม ซึ่งจะช่วยลดปัญหาขยะพลาสติกและลดภาวะโลกร้อน และยังใช้ประโยชน์จากความหลากหลายทางชีวภาพในประเทศไทย เพื่อขับเคลื่อนเศรษฐกิจไทยให้เติบโตอย่างยั่งยืน

7. การออกแบบโครงสร้างวัสดุชนิดเดียว (Monomaterial Structure Design)

ผลิตภัณฑ์พลาสติกที่พร้อมนำกลับไปใช้ประโยชน์หรือรีไซเคิล ต้องมีการออกแบบให้คัดแยกง่าย แต่ปัญหาคือบรรจุภัณฑ์พลาสติกที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบันนั้น ส่วนหนึ่งเป็นพลาสติกแบบ multilayer materials เป็นวัสดุหลายชนิดเรียงซ้อนกัน เพื่อให้มีสมบัติการใช้งานที่ดี แต่ข้อเสียคือ คัดแยกยาก (sorting) และยังแยกชั้นฟิล์มออกจากกันยาก (delamination) ทำให้นำไปรีไซเคิลได้น้อยมาก ตัวอย่างพลาสติกประเภทนี้คือ ซองขนมขบเคี้ยว ซองบรรจุภัณฑ์

เทคโนโลยี Monomaterial Structure Design ได้รับการพัฒนาขึ้นมาเพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว คือทำให้ได้บรรจุภัณฑ์พลาสติกที่ดีกว่าหรือเทียบเท่ากับ multilayer materials แต่ที่เหนือกว่าคือ การเป็นวัสดุชนิดเดียวกัน ทำให้สามารถคัดแยกง่าย ไม่ต้องมีขั้นตอนการแยกชั้นฟิล์มออกจากกัน นำมารีไซเคิลได้ทั้งหมดโดยไม่มีของเสียเหลืออยู่ จึงไม่ไปเพิ่มขยะสู่สิ่งแวดล้อม  สวทช. มีทีมนักวิจัยจากเอ็มเทค ที่เตรียมความพร้อมเชิงเทคโนโลยีทั้งเรื่องของ monomaterials และ monomaterial structure design เพื่อทำงานร่วมกับภาคเอกชนในการพัฒนาบรรจุภัณฑ์พลาสติกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เพื่อแก้ไขปัญหาขยะพลาสติก

8. วัสดุนาโนคาร์บอนจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂ to Nanocarbon)

ในปี 2562 ความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ในบรรยากาศได้เพิ่มสูงกว่า 400 ppm ส่งผลให้เกิดภาวะโลกร้อน (global warming) ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญของประเทศต่างๆ ทั่วโลก จึงเกิดแนวคิดที่จะนำ CO₂ ที่อยู่ในบรรยากาศมาเปลี่ยนรูปให้เป็นวัสดุอื่นที่มีประโยชน์ เพื่อลดปริมาณ CO₂และลดผลกระทบจากภาวะโลกร้อน

ปัจจุบันเราสามารถเปลี่ยน CO₂ให้เป็นวัสดุได้หลายชนิด โดยเปลี่ยนวิธีใหม่ เอา O₂ ออก ให้เหลือคาร์บอน (C) เพียงอย่างเดียว แล้วทำให้เป็นคาร์บอนที่มีมูลค่าสูง เช่น วัสดุนาโนคาร์บอน ที่สำคัญได้แก่ ท่อนาโนคาร์บอน (carbon nanotubes) และกราฟีน (graphene) ที่มีโครงสร้างระดับนาโนแบบ 1 และ 2 มิติ ที่ได้รับความสนใจอย่างมากในแง่วัสดุคาร์บอนที่มีมูลค่าสูงเมื่อเทียบกับวัสดุอื่น เนื่องจากมีคุณสมบัติที่โดดเด่นเป็นพิเศษทั้งทางกายภาพ ไฟฟ้า และเคมี ทำให้เหมาะที่จะนำไปประยุกต์ใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานในหลาย ๆ ด้าน เช่น อิเล็กทรอนิกส์ระดับนาโน เซนเซอร์ วัสดุสำหรับยานยนต์และอากาศยาน แบตเตอรี่ขนาดเล็ก

ในประเทศไทย โดย สวทช. มีศูนย์วิจัยด้านการสังเคราะห์กราฟีนและการผลิตกราฟีนและวัสดุนาโนคาร์บอนจาก CO₂ เทคโนโลยีการแปลงก๊าซ CO₂ไปเป็นกราฟีนและท่อนาโนคาร์บอนนี้สามารถนำไปใช้งานในโรงงานอุตสาหกรรม เพื่อช่วยลดปริมาณก๊าซ CO₂ที่ปลดปล่อยออกมาจากกระบวนการผลิต สามารถตอบสนองต่อแนวทางการใช้วัสดุซ้ำหรือเหลือทิ้งให้เป็นประโยชน์ เกิดเป็นธุรกิจใหม่ที่จะสร้างวัสดุที่มีมูลค่าสูง และขณะเดียวกันก็ช่วยลดมลพิษในสิ่งแวดล้อม สอดคล้องกับเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนของสหประชาชาติ (SDGs)

9. แบตเตอรี่ปลอดภัยไร้ลิเทียม (Non-Lithium Ion Batteries)

เมื่อไม่นานมานี้กองทัพบกสหรัฐอเมริกาและหน่วยงานในสหรัฐฯ ประสบความสำเร็จในการวิจัยแบตเตอรี่ซิงก์ไอออนชนิดใช้น้ำเกลือเป็นอิเล็กโทรไลต์ มีจุดเด่นคือสามารถเก็บพลังงานได้สูง โดยมีความหนาแน่นพลังงานสูงเทียบเท่ากับแบตเตอรี่แบบลิเทียมไอออนที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน แต่มีต้นทุนถูกกว่าเกือบ 3 เท่า

แบตเตอรี่ซิงก์ไอออนมีข้อดีหลายด้าน ทั้งด้านราคาที่ถูกกว่า เนื่องจากแหล่งแร่สังกะสีที่ใช้เป็นวัตถุดิบมีมากกว่า ซึ่งในประเทศไทยก็มีแหล่งแร่สังกะสีอยู่ในหลายพื้นที่ ขณะที่ลิเทียมมีจำกัดแค่ในบางประเทศ และไทยต้องนำเข้ามาเท่านั้น เนื่องจากลิเทียมมีความไวต่อสภาพแวดล้อม จึงต้องประกอบในห้องคลีนรูม ทำให้มีต้นทุนในการจัดการโรงงานผลิตแบตเตอรี่ลิเทียมสูงกว่า นอกจากนั้นแล้วข้อสำคัญในด้านความปลอดภัยนั้นสังกะสีเป็นธาตุที่ไม่ทำปฏิกิริยากับอากาศและติดไฟเหมือนลิเทียม จึงไม่ระเบิด สามารถขนส่งทางอากาศได้ เหมาะสำหรับประยุกต์ใช้กับงานที่ต้องการความปลอดภัยสูงตอบโจทย์ด้านความมั่นคงทางพลังงานของประเทศ และยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพราะสามารถรีไซเคิลได้

สวทช. โดยศูนย์เทคโนโลยีเพื่อความมั่นคงของประเทศและการประยุกต์เชิงพาณิชย์ (NSD) มีงานวิจัยพัฒนาแบตเตอรี่ซิงก์ไอออนด้วยวัสดุกราฟีน จนมีประสิทธิภาพเทียบเคียงได้กับแบตเตอรี่ลิเทียมบางชนิด (Lithium iron phosphate : LFP) แต่มีความปลอดภัยสูง ไม่ระเบิดแม้ถูกเจาะ นอกจากนี้ ยังได้ร่วมกับจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยและกรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีกลาโหม จัดตั้งและดำเนินการศูนย์ความเป็นเลิศด้านนวัตกรรมแบตเตอรี่ล้ำสมัยที่ผลิตจากวัตถุดิบภายในประเทศเพื่อความมั่นคง เพื่อเป็นหน่วยงานหลักในการวิจัยและเป็นศูนย์กลางในเครือข่ายงานวิจัยนวัตกรรมแบตเตอรี่ที่ผลิตจากวัตถุดิบภายในประเทศ

10. กรีนไฮโดรเจน (Green Hydrogen)

หลายประเทศกำลังมุ่งพัฒนา green hydrogen ซึ่งสะอาดมาตั้งแต่ต้นทางไปจนถึงปลายทาง ด้วยการเลือกใช้วัตถุดิบจากแหล่งพลังงานสะอาดอย่างแสงอาทิตย์ ลม และใช้กระบวนการอิเล็กโทรไลซิส ซึ่งไม่มีการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

กระบวนการอิเล็กโทรไลซิสคือการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าโดยใช้เครื่องมือที่ชื่อว่า electrolyser ซึ่งจะได้ก๊าซไฮโดรเจนกับออกซิเจนออกมา เราสามารถเก็บไฮโดรเจนไว้ได้เหมือนกับการกักเก็บอิเล็กตรอนในแบตเตอรี่ แต่มีข้อดีกว่าคือ มีต้นทุนต่ำกว่า เก็บพลังงานได้มากและนานกว่า เมื่อมีความต้องการใช้ไฟฟ้าก็สามารถนำไฮโดรเจนป้อนเข้าไปในเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อผลิตไฟฟ้าได้

ตัวอย่างของการใช้ประโยชน์กรีนไฮโดรเจน เช่น การนำไปใช้ผลิตไฟฟ้าผ่านเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อใช้กับรถยนต์ไฟฟ้า (เช่น Toyota Mirai) หรือเป็นเซลล์เชื้อเพลิงที่ติดไว้กับบ้านเรือน หรือป้อนเข้าโรงไฟฟ้าโดยการนำไปใช้ผลิตไฟฟ้าผ่านกังหันก๊าซร่วมกับการใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงในการเผาไหม้ ซึ่งตอนนี้ก็มีโครงการนำร่องผ่านความร่วมมือระหว่างญี่ปุ่นกับบรูไน โดยผลิตไฮโดรเจนที่บรูไนแล้วขนส่งทางเรือไปญี่ปุ่นเพื่อผลิตไฟฟ้า

ทั้งหมดนี้คือ 10 เทคโนโลยีที่น่าจับตามอง ในช่วงวิกฤตการณ์ครั้งสำคัญของโลก ซึ่งต้องติดตามว่า เทคโนโลยีใดจะสามารถกอบกู้ประเทศของให้รอดพ้นจากวิกฤตต่างๆ พร้อมทั้งสร้างโอกาสแก่ธุรกิจ และชีวิตวิถีใหม่ในอนาคตอันใกล้นี้ได้ขนาดไหน สวทช. ในฐานะหน่วยงานวิจัยและพัฒนาระดับประเทศ พร้อมเป็นภาคส่วนสำคัญที่จะทุ่มเททรัพยากรอย่างเต็มกำลังความสามารถ เพื่อสร้างความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และนวัตกรรม สำหรับตอบโจทย์ปัญหาสำคัญ และนำพาประเทศให้ก้าวพ้นทุกวิกฤตการณ์ไปได้

เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : ข้าวเหนียว “หอมนาคา” ปลูกได้ทั้งน้ำแล้งและน้ำท่วม