พลังงานเป็นปัจจัยที่มีความจำเป็นสำหรับชีวิตประจำวันของมนุษย์เราเป็นอย่างมาก วันนี้เราจึงได้นำเอาอีกหนึ่งนวัตกรรมเทคโนโลยีด้านพลังงาน ซึ่งเป็นเรื่องใกล้ตัวมาฝากเป็นความรู้ให้กับคุณกัน นั่นก็คือ อุปกรณ์ที่เรียกว่าโซลาร์เซลล์

โซลาร์เซลล์ (Solar Cell) หรือ เซลล์แสงอาทิตย์ เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทำหน้าที่แปลงพลังงานจากแสง เป็นพลังงานไฟฟ้า เนื่องด้วยองค์ประกอบและคุณสมบัติของสาร เช่น ค่าความต้านทาน แรงดัน และกระแส ซึ่งจะเปลี่ยนไปเมื่อมีแสงมาตกกระทบกับแผงโซลาร์เซลล์ โดยไม่ต้องอาศัยแหล่งจ่ายไฟภายนอกแต่อย่างใด และเมื่อมีการต่อโหลดเพิ่มเข้าไป จะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าผ่านเข้าไปในโหลดนั้นได้

การใช้โซลาร์เซลล์มีจุดเด่น คือเป็นการใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ ซึ่งถือเป็นพลังงานธรรมชาติที่ไม่สิ้นเปลือง และใช้ได้อย่างไม่มีวันหมด ไม่เหมือนกับแหล่งพลังงานอื่น อย่างเช่น น้ำมัน ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ อีกทั้งพลังงานจากแสงอาทิตย์ยังได้ชื่อว่าเป็นพลังงานสะอาด เนื่องจากไม่ก่อให้เกิดมลพิษ หรือของเสียใด ๆ จากกระบวนการเปลี่ยนพลังงานที่ได้จากแสงแดดเป็นพลังงานไฟฟ้า รวมถึงผู้ใช้งานยังสามารถเคลื่อนย้ายแผงโซลาร์เซลล์ไปติดตั้งในที่ที่ต้องการใช้ไฟฟ้าได้อย่างง่ายดาย และสะดวกรวดเร็วอีกด้วย

สำหรับข้อเสียของโซลาร์เซลล์ที่ต้องมีการปรับปรุง และพัฒนาให้เหมาะสมกับการใช้เป็นพลังงานทดแทนอย่างต่อเนื่อง ก็คือเรื่องของค่าพลังงานที่ความเข้มข้นของการเปลี่ยนพลังงานจากแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า ยังเป็นค่าพลังงานที่ต่ำอยู่ การที่จะให้ได้พลังงานไฟฟ้าสูงจึงจำเป็นที่จะต้องใช้แผงโซลาร์เซลล์เป็นจำนวนมาก อีกทั้งการสังเคราะห์พลังงานประเภทนี้ยังขึ้นอยู่กับสภาพดินฟ้าอากาศ ยังต้องมีการพัฒนาให้พลังงานที่ได้จากแสงอาทิตย์ สามารถเก็บพลังงานไว้ในอุปกรณ์เพื่อเป็นแหล่งพลังงานในอนาคต

ปัจจุบันมีการนำเอาเทคโนโลยีโซลาร์เซลล์มาประยุกต์ใช้เพื่อเป็นแหล่งพลังงานมากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งการนำเอาโซลาร์เซลล์มาติดบนหลังคาบ้าน เพื่อรับพลังงานแสงอาทิตย์ และเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า เพื่อช่วยลดค่าไฟ หรือเป็นพลังงานสำรองในกรณีที่ไฟฟ้าขัดข้องหรือเกิดไฟดับ และไม่เพียงการนำโซลาร์เซลล์มาใช้เป็นพลังงานในครัวเรือนเท่านั้น ปัจจุบันภาคเอกชนยังมีการลงทุนติดตั้งโซลาร์เซลล์ เพื่อเป็นแหล่งผลิตพลังงานขายให้กับภาครัฐอีกด้วย

สำหรับภาคครัวเรือนที่ต้องการติดแผงโซลลาร์เซลล์ไว้ใช้งานภายในบ้าน ปัจจุบันนิยมออกแบบโซลาร์เซลล์ติดไว้บนกระเบื้องหลังคา ไปจนถึงยังมีการออกแบบโซลาร์เซลล์ เพื่อใช้แทนเป็นกระเบื้องหลังคาเลยก็มี เนื่องจากโซลาร์เซลล์ได้ถูกนำมาประยุกต์ออกแบบได้หลายลักษณะ ทั้งแบบโค้งเว้า เป็นวัสดุที่ใช้แทนผนังเพื่อประหยัดวัสดุอื่น ๆ และเพื่อให้สามารถสังเคราะห์พลังงานได้ในคราวเดียวกัน ซึ่งประเทศที่นิยมใช้โซลาร์เซลล์มากที่สุดในตอนนี้ก็คือประเทศจีนนั่นเอง

 

 

ในยุคที่เราต้องช่วยกันประหยัดพลังงาน การคิดค้นเทคโนโลยีต่าง ๆ เพื่อเป็นการทดแทนจึงเป็นสิ่งที่มีความสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเรื่องของเชื้อเพลิง ซึ่งเป็นทรัพยากรที่ใช้แล้วหมดไป จึงทำให้เกิดการคิดค้นนวัตกรรมสำหรับใช้แทนน้ำมันเชื้อเพลิงในรถยนต์ นั่นคือ นวัตกรรมรถยนต์พลังงานไฟฟ้านั่นเอง

รถยนต์พลังงานไฟฟ้า (Electric Car) คือ รถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า โดยนำเอาพลังงานไฟฟ้าที่เก็บอยู่ในแบตเตอรี่ หรือในอุปกรณ์เก็บไฟฟ้ารูปแบบอื่นมาใช้ การใช้พลังงานไฟฟ้าแทนน้ำมันเชื้อเพลิงในรถยนต์มีข้อดีหลายอย่าง ได้แก่ การใช้พลังงานไฟฟ้าแทนพลังงานแทนเครื่องยนต์แบบสันดาป เป็นการช่วยลดมลพิษทางอากาศ เนื่องจากไม่มีการปล่อยไอเสียออกมาทางท่อ และเป็นการช่วยลดการสิ้นเปลืองพลังงาน อีกทั้งการใช้รถยนต์ไฟฟ้ายังช่วยให้รถออกตัว เร่งได้อย่างรวดเร็วกว่า ทำให้ผู้ขับขี่รู้สึกว่ารถมีความเบาและปราดเปรียวกว่ารถที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิง ด้วยข้อดีต่าง ๆ เหล่านี้ทำให้นวัตกรรมของรถยนต์ไฟฟ้าได้รับการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องจนมาถึงในปัจจุบันที่ค่ายรถยนต์ต่าง ๆ ก็ได้มีการนำเสนอนวัตกรรมออกสู่ตลาดและนำไปสู่การจำหน่ายเพื่อใช้งานจริง

รถยนต์ไฟฟ้าได้มีการนำเสนอและเปิดตัวจากค่ายรถยนต์หลากหลายยี่ห้อ ได้แก่ รถพลังงานไฟฟ้าจากค่าย Nissan รุ่น Nissan Leaf ซึ่งเป็นนวัตกรรมประหยัดพลังงานจากประเทศญี่ปุ่น ด้วยการออกแบบให้รถยนต์สามารถวิ่งได้ไกลขึ้นโดยสามารถวิ่งได้เป็นระยะทางถึง 400 กิโลเมตร ด้วยระบบพลังงานไฟฟ้า 110 กิโลวัตต์ รวมถึงยังมีนวัตกรรมการขับขี่อัตโนมัติที่ช่วยให้ผู้ขับสามารถควบคุมการขับเคลื่อนได้อย่างสะดวกและง่ายดายยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังมีรถยนต์จากอีกหลายยี่ห้อ ที่ได้มีการพัฒนานวัตกรรมนี้ออกมาสู่ตลาด อาทิเช่น Ford Focus Electric ที่สามารถวิ่งได้เป็นระยะทาง 122 กิโลเมตรต่อการชาร์จ 1 ครั้งและ Mitsubishi i-MiEV ที่ออกแบบเป็นรถยนต์ขนาด 5 ประตู ขนาดเล็กที่สามารถวิ่งได้เป็นระยะทาง 100 กิโลเมตรต่อการชาร์จไฟเต็ม 1 ครั้ง ซึ่งในการชาร์จไฟแต่ละครั้งหากเป็นไฟบ้านจะใช้เวลาประมาณ 14 ชั่วโมง

อย่างไรก็ตามรถพลังงานไฟฟ้าก็ยังมีจุดอ่อนในหลาย ๆ ด้าน ที่ต้องอาศัยการพัฒนาเพื่อให้สามารถสามารถใช้งานได้จริง เนื่องด้วยข้อจำกัดของพลังงานแบตเตอรี่ที่อาจจะทำให้รถไม่สามารถวิ่งไปได้ไกลมาก และด้วยข้อจำกัดเรื่องของสถานีประจุไฟฟ้าที่ยังมีน้อย ทำให้มีปัญหาเรื่องของการชาร์จพลังงาน หากต้องใช้รถในการเดินทางไกล รวมถึงระยะเวลาในการชาร์จแบตก็ยังใช้เวลานาน ส่วนใหญ่กว่าจะชาร์จแบตได้เต็ม ต้องใช้เวลาอย่างน้อยประมาณ 4-5 ชั่วโมง ทำให้เสียเวลาในการรอ รวมถึงรถยนต์ไฟฟ้ายังผลิตออกมาในท้องตลาดน้อย ส่งผลให้รถยนต์ประเภทนี้ยังเป็นรถยนต์ที่มีราคาแพง เมื่อเปรียบเทียบกับรถยนต์ที่ใช้พลังงานเชื้อเพลิงทั่วไป ซึ่งเราก็ต้องติดตามกันต่อไป ว่านวัตกรรมของรถยนต์ไฟฟ้านี้จะถูกพัฒนาเพื่อให้สอดคล้องกับการใช้งานได้จริงเมื่อไหร่

 

                เมื่อพูดถึงโดรน (Drone) หลายคนคงจะคุ้นหู และรู้จักกับโดรนในฐานะของเจ้าเครื่องบินจิ๋วติดกล้อง ที่ควบคุมโดยรีโมทคอนโทรล เพื่อใช้ถ่ายภาพนิ่งและภาพเคลื่อนไหวในมุมสูงที่คนไม่สามารถจะถ่ายได้ เลยต้องพึ่งเจ้าเทคโนโลยีตัวนี้เข้ามาช่วย แต่จริง ๆ แล้ว หลักการของโดรนนั้นมาจากอากาศยานไร้คนขับที่เรียกว่า ยูเอวี หรือ โดรน วันนี้เราจะพาคุณไปรู้จักกับเทคโนโลยีตัวนี้มากยิ่งขึ้น

โดรนหรือยูเอวี คือ อะไร

ยูเอวี (Unmanned Aerial Vehicle) หมายถึงอากาศยานที่ไม่มีคนขับ ที่สามารถควบคุมจากระยะไกลได้ด้วยการควบคุมแบบอัตโนมัติ หรือแบบที่ถูกออกแบบมาให้สามารถบินได้ด้วยตัวเอง ด้วยการออกแบบมาให้มีขนาด รูปร่าง ไปจนถึงเอกลักษณ์ที่มีความแตกต่างกันกันไป ซึ่งยูเอวี ก็คือ โดรน ที่เรารู้จักกันในปัจจุบันนั่นเอง

วัตถุประสงค์ของการใช้โดรนในอดีต

                จุดมุ่งหมายของการพัฒนายูเอวี หรือ โดรนนั้น แต่เดิมถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้เป็นเทคโนโลยีที่ทำหน้าที่สอดแนม และโจมตีทางด้านการทหาร เนื่องจากถือเป็นภารกิจที่อันตรายเกินกว่าการใช้อากาศยานแบบมีคนขับ โดยเทคโนโลยีชนิดนี้ได้ถูกแบ่งหมวดหมู่สำหรับการนำมาใช้งาน ได้แก่ โดรนที่ใช้เป็นเป้าหมายและเป้าล่อ, โดรนสอดแนม, โดรนต่อสู้, โดรนที่ใช้ในการขนส่ง, โดรนที่ออกแบบและผลิตมาเพื่อการใช้งานด้านวิจัยและพัฒนา เป็นต้น ซึ่งในการออกแบบนั้นมีความแตกต่างกันไป เพื่อให้เหมาะกับการใช้งานจริง ทั้งลักษณะการบินแบบระยะใกล้, บินแบบประชิด, บินด้วยความบินสูงปานกลาง, บินด้วยความเร็วเหนือเสียง หรือแบบบินในวงโคจรของโลก เป็นต้น

การใช้งานในปัจจุบัน

                ปัจจุบันโดรนได้รับการพัฒนาและประยุกต์เพื่อใช้งานในหลาย ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการนำมาใช้เพื่อสร้างสื่อความบันเทิง ไม่ว่าจะเป็นการถ่ายภาพและการถ่ายวีดีโอ ทั้งในวงการบันเทิง ภาพยนตร์ โดยเฉพาะการนำมาใช้งานของช่างภาพ โดยการใช้โดรนติดกล้องที่มาสเปคและฟังก์ชันการใช้งานต่าง ๆ เพื่อให้ตอบโจทย์ทั้งการถ่ายภาพนิ่งและภาพเคลื่อนไหวได้มากยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น โดรนแบบใช้รีโมทควบคุมที่ออกแบบมาให้รองรับการใช้งานกับกล้องที่มีระบบปฏิบัติการ IOS และ Android และสามารถนำเสนอภาพให้ผู้ควบคุมสามารถมองเห็นผ่านกล้องได้แบบเรียลไทม์, โดรนที่ออกแบบมาให้สามารถบินได้แบบเอียงตัว เพื่อให้ช่วยเก็บภาพได้ทุกมุมอย่างครอบคลุมมากขึ้น และโดรนที่สามารถล็อคตำแหน่งและความสูงของการบินได้ เป็นต้น

ต่อไปเจ้าเทคโนโลยีโดรนนี้จะถูกพัฒนาไปในด้านใดอีกบ้าง ก็คงจะต้องติดตามกัน เชื่อว่าเราจะได้เห็นสิ่งแปลก ๆ ใหม่ ๆ หรือเทคโนโลยีต่าง ๆ ที่เราเห็นในภาพยนตร์อาจจะกลายมาเป็นเทคโนโลยีที่สามารถสัมผัสได้จริงก็เป็นได้

 

 

               

หุ่นยนต์ คือ เครื่องจักรกลที่ถูกออกแบบมาให้มีโครงสร้างและรูปร่างที่แตกต่างกัน โดยมนุษย์จะเป็นคนที่กำหนดฟังก์ชั่นและหน้าที่การทำงานต่าง ๆ เข้าไปในระบบควบคุมของหุ่นยนต์ ทั้งคำสั่งที่เป็นแบบอัตโนมัติและคำสั่งทางอ้อมอื่น ๆ ซึ่งหลัก ๆ แล้วหุ่นยนต์จะถูกแบ่งเป็น 2 ประเภทตามลักษณะการใช้งาน คือ หุ่นยนต์ชนิดตั้งอยู่กับที่ และหุ่นยนต์ชนิดเคลื่อนที่ได้ ซึ่งแต่เดิมนั้นการพัฒนาหุ่นยนต์มักจะเป็นการสร้างเครื่องจักรกลขึ้นมา เพื่อใช้สำหรับงานที่ยากลำบาก เช่น หุ่นยนต์สำรวจพื้นที่ต่าง ๆ ที่มนุษย์ไม่สามารถเดินทางไปได้ เป็นต้น

การพัฒนาและประยุกต์ใช้

ปัจจุบันหลายคนคงจะทราบกันเป็นอย่างดีว่า นวัตกรรมทางด้านหุ่นยนต์เป็นเทคโนโลยีทางด้านวิศวกรรมที่ได้รับการพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง มาเป็นระยะเวลานานหลายศตวรรษ ทำให้เราคุ้นเคยกับเจ้าหุ่นยนต์เป็นอย่างมาก โดยเฉพาะในภาพยนตร์ต่าง ๆ และไม่เพียงแต่ในภาพยนตร์เท่านั้น ในระยะหลังเรายังได้เห็นการนำหุ่นยนต์ที่ได้รับการพัฒนาแล้วออกมานำแสดงโชว์ หรือนำมาใช้งานจริงกันอีกด้วย ตัวอย่างการนำหุ่นยนต์มาใช้งานจริงที่เรียกเสียงฮือฮาและเรียกความสนใจจากประชาชนทั่วให้ให้ตื่นตัวกับนวัตกรรมนี้ได้เป็นอย่างดี นั่นคือ การนำเอาหุ่นยนต์ใช้เป็นพนักงาน หรือพยาบาลต้อนรับในโรงพยาบาล ซึ่งเริ่มมีให้เห็นกันแล้วทั้งในต่างประเทศ รวมถึงในประเทศไทยเราเอง

ตัวอย่างของหุ่นยนต์ต้อนรับที่ถูกนำมาใช้งานจริง

เริ่มที่โรงพยาบาลเบลเยียม ซึ่งเป็นโรงพยาบาลที่มีการนำเอาหุ่นยนต์มาใช้ต้อนรับผู้ป่วยเป็นแห่งแรกของโลก เจ้าหุ่นยนต์ตัวนี้มีชื่อว่า Pepper เป็นหุ่นยนต์ที่ออกแบบมาให้มีความสูง 140 เซนติเมตร เพื่อเป็นพนักงานต้อนรับผู้ป่วยในแผนกเด็กและผู้สูงอายุของโรงพยาบาล ความพิเศษของเจ้าหุ่นยนต์ Pepper ตัวนี้ก็คือสามารถรับรู้ภาษาได้ถึง 20 ภาษา และสามารถจับเสียงการพูดคุยของมนุษย์ทั้งผู้ชายผู้หญิงและเด็กได้

โรงพยาบาลในประเทศญี่ปุ่น ได้มีการนำเอาหุ่นยนต์มาใช้เป็นพนักงานต้อนรับเพื่อคอยกล่าวต้อนรับและแนะนำเส้นทางให้กับผู้ป่วยที่สัญจรไปมาในโรงพยาบาล นอกจากนี้ในโรงพยาบาลแห่งนี้ยังได้มีหุ่นยนต์ที่ทำหน้าที่ส่งของ และขนส่งสัมภาระ รวมถึงช่วยนำทางผู้ป่วยไปยังแผนกในโรงพยาบาลได้อย่างถูกต้องอีกด้วย

ไม่เพียงต่างประเทศเท่านั้นที่ได้มีการนำเอาหุ่นยนต์มาใช้ต้อนรับผู้ป่วยในโรงพยาบาล แต่ประเทศไทยของเราก็ไม่น้อยหน้า เพราะมีโรงพยาบาลเอกชน ได้เริ่มนำเอาหุ่นยนต์มาใช้งานในโรงพยาบาลจริง คือ หุ่นยนต์ในชุดคลุมพยาบาลสีเขียวและสีเหลือง ที่ทำหน้าที่เดินเอกสารตามรางบนพื้น ไปยังจุดตรวจของเจ้าหน้าที่ภายในโรงพยาบาล เพื่อเป็นการลดขั้นตอน และลดการใช้กำลังคนในการเดินเอกสาร ซึ่งถือเป็นไอเดียสุดล้ำของการนำเอาหุ่นยนต์มาใช้งานจริงในโรงพยาบาลของประเทศไทย

ด้วยนวัตกรรมที่การพัฒนาหุ่นยนต์ที่ก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็วคงจะต้องติดตามกันต่อไป ว่าเราจะได้เห็นการนำหุ่นยนต์มาช่วยอำนวยความสะดวกในชีวิตประจำวันของคนเราในด้านใดกันอีกบ้าง