Home ARTICLE ปฏิวัติโลกการสื่อสารด้วยมือถือที่ไร้แบตเตอรี่

“โหล โหล สวัสดีครับ ผมโทรมาจากมือถือที่ไร้แบตเตอรี่ครับ”

คงจะดีไม่น้อยถ้าเราไม่ต้องค่อยกังวลเรื่องแบตเตอรี่มือถือหมด วิ่งหาที่ชาร์ต หรือมีแบตเตอรี่สำรองให้ต้องหอบหิ้วน่ารำคาญ

ตอนนี้ฝันเริ่มจะมีเค้าความจริงขึ้นมาแล้ว ด้วยผลงานของแวมสิ ทาลลา (Vamsi Talla) ที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันในนครซีแอตเทิล สหรัฐ ฯ ด้วยมือถือไร้แบตเตอรี่ต้นแบบที่ดู ๆ ไปไม่ค่อยน่าเชื่อถือเท่าไร เพราะเห็นเพียงแผงวงจรเปลือย ๆ กับหูฟัง แต่ช่างมันเถอะ มันโทรได้จริง ๆ  โดยสามารถสื่อสารกับมือถือแอนดรอยอีกเครื่องที่อยู่ใกล้ ๆ กันได้อย่างชัดเจน

ได้เฮกันเลย นี้ไม่ใช่พัฒนาการที่ iPhone หรือ Samsung มีในตอนนี้แน่นนอน ต้องเรียกมันว่าเป็นการปฏิวัติโลกเลย

ทาลลาเป็นนักวิจัยคนหนึ่งที่ทำงานในห้องวิจัยของโจชัว สมิทธ์ (Joshua Smith) ซึ่งเป็นนักวิจัยผู้เชี่ยวชาญในเรื่องวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และวิศวกรรมไฟฟ้าแห่งมหาวิทยาลัยวอชิงตัน เพื่อทำให้ความฝันนี้กลายเป็นความจริง โจทย์ที่เขาจะต้องแก้คือ ต้องการสร้างอุปกรณ์พกพาที่ไร้แบตเตอรี่

“จะเอาอุปกรณ์อะไรดีน่ามาทำให้ไม่ต้องพึ่งแบตเตอรี่ ผมเห็นว่าเดี๋ยวนี้ทุกคนมีมือถือ และก้มหน้าก้มตาใช้มันทำอะไรมากมาย เหมือนเป็นสิ่งจำเป็นอีกอย่างในชีวิตที่ขาดไม่ได้ เหมือนทานอาหารหรือดื่มน้ำ พอแบตหมด เราเหมือนจะขาดใจกันเพราะติดต่อใครก็ไม่ได้ ทำโน้นทำนี้ไม่ได้ ผมเลยเลือกมือถือ จะทำให้มันโทรและส่งข้อความสั้นได้ทั้ง ๆ ที่ไม่มีแบตเตอรี่นี่ละ” ทาลลาให้เหตุผลที่เลือกมือถือมาทำการวิจัย

ฟังดูง่าย ๆ แต่มันเป็นการพลิกวิธีคิดทั้งหมดในการทำงานของมือถือทุกวันนี้เลยทีเดียว เพราะถ้าไร้แบตเตอรี่แล้ว มือถือต้องหาแหล่งพลังงานใหม่แบบทันทีทันใด นั่นคือสิ่งแวดล้อมรอบ ๆ ตัวเรานั้นเอง

แสงอาทิตย์สามารถทำให้เป็นกระแสไฟฟ้าได้โดยใช้โซล่าเซลล์ ส่วนคลื่นความถี่ของทีวีและสัญญาณ Wi-Fi สามารถแปลงเป็นพลังงานได้โดยใช้เสาอากาศ (antenna) ถ้าเราใช้ระบบผสมจากทั้ง 2 แหล่งจะได้กระแสไฟฟ้าเพียงหลายสิบ microwatts แต่ปัญหาใหญ่คือมือถือที่เราใช้อยู่ทุกวันนี้ ใช้พลังงานมากกว่านั้นหลายหมื่นเท่า การโทรออกแต่ละครั้งใช้ถึง 800 milliwatts ( 1000 microwatts = 1 milliwatts)

แหล่งพลังงาน

สิ่งแรกที่ทีมนักวิจัยต้องทำให้ได้คือการสื่อสาร ห้องวิจัยของสมิทธ์พัฒนาเทคนิคที่เรียกว่า backscatter ขึ้นมา เป็นวิธีการที่ทำให้อุปกรณ์สามารถสื่อสารได้โดยการสะท้อนกลับสัญญาณวิทยุที่เข้ามา เหมือน ๆ กับเวลาที่เราส่งสัญญาณขอความช่วยเหลือ SOS โดยใช้เพียงกระจกกับแสงอาทิตย์สะท้อนกัน โดยเทคนิคนี้ทางห้องวิจัยพึ่งนำเอาไปตั้งเป็นบริษัท start-up ชื่อ Jeeva Wireless เพื่อขายเทคโนโลยี “ passive Wi-Fi” ซึ่งเป็น digital backscatter technology แบบหนึ่งสำหรับอุปกรณ์พกพาที่ใช้ Wi-Fi และกินพลังงานต่ำมาก ๆ แต่ passive Wi-Fi ก็ยังกินไฟมากเกินไปสำหรับมือถือไร้แบตเตอรี่อยู่ดี

“การแปลงสัญญาณอนาล็อกของเสียงมนุษย์ให้กลายเป็นสัญญาณดิจิตอลกินกำลังไฟค่อนข้างมาก ถ้ามือถือยังคงใช้เพียงสัญญาณอนาล็อก ดูน่าจะใช้ไฟน้อยกว่ามาก” ทาลลาจึงเสนอให้ใช้ backscatter process กับเสียงโทรพูดคุยกันให้เป็นสัญญาณอนาล็อกจริง ๆ ก่อน ส่วนสัญญาณเรียกเข้า (dial number) จะยังคงใช้สัญญาณดิจิตอล

ตอนที่พัฒนา analog backscatter สมิทธ์พึ่งรู้ตัวว่ากำลังใช้เทคโนโลยีของสายลับสมัยสงครามเย็นมาพัฒนา ในปี ค.ศ.1945 (พ.ศ. 2488) รัฐบาลโซเวียตรัสเซียในตอนนั้นได้ให้ของขวัญสถานทูตสหรัฐ ฯ ประจำกรุงมอสโคเป็นตราสัญลักษณ์ของประเทศสหรัฐ ฯ โดยข้างในใส่เครื่องดักฟังเสียงที่จะถูกกระตุ้นให้ทำงานโดยคลื่นวิทยุที่ความถี่เฉพาะระดับหนึ่งและใช้คลื่นนั้นเป็นแหล่งพลังงานให้อุปกรณ์ตัวนี้ทำงาน

 ตราสัญลักษณ์ของประเทศสหรัฐอเมริกา

“คุณพ่อของผมท่านเป็นสายลับแบบเจมส์ บอนสมัยสงครามเย็น ท่านมักจะภาคภูมิใจที่จะเล่าซ้ำอยู่บ่อย ๆ ถึงเทคโนโลยีของสายลับที่ดูล้ำยุคในตอนนั้น อย่างเรื่องเครื่องดักฟังแบบนี้ให้ผมฟังตอนที่ผมเป็นเด็ก ตอนนี้ผมเลยนึกขึ้นได้ว่า เราน่าจะเอาซอฟต์แวร์มาควบคุม analog backscatter และเปลี่ยนมันจากเรื่องเล่าอันลึกลับของสายลับให้กลายเป็นเทคโนโลยีธรรมดาที่ใคร ๆ ก็ใช้ได้” สมิทธ์เล่าถึงแรงบันดาลใจ

เหมือนกันกับเครื่องดักฟัง มือถือของทาลลามีเป้าหมายในการประหยัดพลังงานให้มากที่สุด จึงต้องแยกส่วนประกอบสำคัญบ้างอย่างไปไว้ที่สถานีฐาน (base station) ซึ่งจะมีวงจรในการทำหน้าที่แปลงและเชื่อมต่อสัญญาณเข้าสู่ระบบเครือข่าย digital cellular อีกทีโดยผ่าน Skype สถานีฐานต้นแบบนี้จะใช้คลื่นความถี่ที่ไม่จำเป็นต้องขออนุญาต ใช้สำหรับการส่งสัญญาณที่กินกำลังไฟต่ำ ทำให้ในการทดลองนี้จึงส่งสัญญาณกันได้เพียงในระยะ 15 เมตรจากสถานีฐาน

ถ้าจะทำมือถือแบบนี้ออกมาขายมาก ๆ จะต้องเอาวงจรนี้ไปฝังไว้ใน Wi-Fi router ที่บ้านด้วย รวมทั้งติดตั้งไว้กับเสาส่งสัญญาณวิทยุแบบเก่าทั้งหลายด้วย “เสาส่งสัญญาณพวกนี้จะส่งพลังงานได้มากกว่าหลายร้อยเท่า ทำให้เราสามารถเพิ่มระยะการโทรของมือถือไร้แบตเตอรี่ของเราไปไกลขึ้นอีกหลาย ๆ กิโลเมตร”

ก้าวต่อไป

ยังอีกยาวไกลกว่าฝันจะเป็นจริง แค่ปุ่มหมายเลขที่แสดงบนจอ red LED ที่มีไว้ให้กดหมายเลขเรียกออกยังกินไฟประมาณ 400 milliwatts แล้ว มากกว่าหนึ่งร้อยเท่าที่มือถือของทาลลาต้องการ

ที่สำคัญที่สุด การคุยในมือถือแบบนี้ยังดูล้าหลัง เพราะว่าต้องพูดคุยกันแบบ walky-talky คือต้องกดปุ่มสัญญาณเปลี่ยนไปมาระหว่างการพูดและการฟัง  เหมือน ทราบแล้วเปลี่ยน นั้นละ และการทำให้สัญญาณเสียงพูดคุยราบรื่นสม่ำเสมอกระจายไปในสนามแม่เหล็กยังดูเหมือนว่ายังเป็นไปไม่ได้

ทาลลาให้สัญญาว่าจะพัฒนาให้เสียงพูดคุยชัดขึ้นไม่ต้องทราบแล้วเปลี่ยน และมีความสามารถในการแสดงข้อความเป็นตัวอักษร (text message) ในเครื่องตัวใหม่ที่กำลังพัฒนาต่อไป รวมทั้งมีกล้องที่ใช้ถ่ายเซลฟี่ได้อีกด้วย สมิทธ์เสริมว่าแม้จะเป็นเพียงเครื่องต้นแบบ แต่อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่จะนำมาสร้างมันขึ้นยังรวมกันแล้วราคาถูกกว่ามือถือธรรมดาที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ถ้าจะผลิตมากขึ้นจะยิ่งทำให้ราคามันถูกลงอีก และยิ่งกว่านั้นเราไม่ต้องกังวลเรื่อง แบตเตอรี่หมด ลืมที่ชาร์ตไว้บ้าน กันอีกต่อไป

แหล่งที่มา https://www.wired.com/story/this-cell-phone-can-make-calls-even-without-a-battery/

แสดงความเห็น

กรุณาช่วยกด Like เพื่อให้กำลังใจทีมงานด้วยครับ ^_^

CLOSE