IT Digest ปีที่ 3 ฉบับที่ 19 (1 ตุลาคม 2549)

รถยนต์พูดได้แห่งอนาคต

รถยนต์อัจฉริยะสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกับรถยนต์ คันอื่นๆ ได้ด้วยตนเองนี้ ถูกพัฒนาขึ้นโดยบริษัท BMW Group ซึ่งรถยนต์ดังกล่าวสามารถควบคุมตนเองได้และมีระบบจัดการการสื่อสารด้วยตนเอง หรือเรียกว่า "เครือข่ายแบบแอดฮอค (ad-hoc networks)" หมายถึง การจับกลุ่มติดต่อสื่อสารแบบดิจิทัลระหว่างสถานีเคลื่อนที่ (ในรถยนต์แต่ละคัน) ซึ่งเครือข่ายนี้จะเชื่อมโยงรถแต่ละคันเข้าด้วยกัน และนอกจากจะสามารถรับรู้ข้อมูลของเครื่องหมายและสัญญาณจราจรแล้ว ยังสามารถคาดการณ์ถึงอันตรายที่อาจจะเกิดขึ้นได้ สัญญาณเตือนเหตุการณ์อันตรายจะถูกส่งโดยการสื่อสารจากรถยนต์สู่รถยนต์โดยตรง ซึ่งระบบเครือข่ายสำหรับการสื่อสารนี้ไม่จำเป็นต้องใช้โครงสร้างพื้นฐานใดๆ

ภาพ : การรับและส่งต่อข้อมูลผ่านทางเครือข่าย ad-hocจากรถคันหนึ่งไปยังคันอื่นๆ ที่อยู่ใกล้เคียง
ที่มา : https://www.worldcarfans.com/

ในการทำงานดังกล่าว ระบบในรถยนต์จะทำหน้าที่รวบรวมข้อมูลเฉพาะจากรอบๆ ตัวขณะนั้น จัดการ ข้อมูล และแลกเปลี่ยนข้อมูลกับรถคันอื่นๆ โดยระบบเตือนภัยที่รวดเร็วและแม่นยำนี้จะช่วยให้เกิดความปลอดภัยในการขับขี่มากยิ่งขึ้น ทั้งนี้ สัญญาณเตือนดังกล่าวจะเป็นประโยชน์ต่อผู้ขับขี่ต่อเมื่ออยู่ในบริเวณและเวลาที่เหมาะสม ดังนั้น ระบบดังกล่าวจึงต้องมีความยืดหยุ่นและรวดเร็วในการสื่อสาร ทีมนักพัฒนาจึงนำเทคโนโลยีการสื่อสารผ่านระบบเครือข่ายแบบไร้สาย (Wireless LAN) มาใช้

ระบบคอมพิวเตอร์อัจฉริยะที่ติดตั้งอยู่บนรถนี้ จะช่วยตัดสินใจว่าควรจะส่งสัญญาณเตือนไปยังรถคันอื่นๆ หรือไม่และเมื่อไหร่ เช่น ถ้าตรงทางโค้งข้างหน้ามีน้ำมันเปื้อนอยู่บนถนน ระบบก็จะส่งข้อมูลบอกต่อๆ ไปยังผู้ขับขี่คันอื่นที่อยู่ใกล้เคียงและกำลังจะแล่นผ่านมาทางนี้ทันทีว่าให้ หักหลบคราบน้ำมันตรงทางโค้ง และจะเตือนผู้ขับขี่เมื่อ เข้าไปยังสถานที่ที่มีหมอกลงก่อนที่จะแล่นเข้าไปยังจุดนั้นๆ นอกจากนี้ระบบยังสามารถเก็บข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับสภาวะแวดล้อมบนถนนข้างหน้า สภาพของพื้นถนน และข้อมูลอื่นๆ ที่ได้รับมาจากการทำงานของอุปกรณ์ในรถ ตัวอย่างเช่น ข้อมูลความเร็วของรถ การใช้ไฟสูง-ไฟต่ำของรถคันอื่นๆ ข้อมูลจากไฟเหลืองส่องทางเวลามีหมอกลง ไฟเบรค ระบบเบรคแบบป้องกันการล็อคของล้อ (ABS) ระบบควบคุมการทรงตัว การใช้ที่ปัดน้ำฝน รวมทั้งระบบตรวจวัดอุณหภูมิภายนอก โดยระบบจะรับข้อมูลความหนาแน่นของปริมาณรถบนถนน และข้อมูลความคล่องตัวของการจราจร หลังจากนั้นจะนำข้อมูลต่างๆ มาทำการประมวลผลและจำลองภาพเสมือนจริงให้กับผู้ขับขี่ได้เห็นตำแหน่งของรถ สภาพอากาศ สภาพการจราจร สัญญาณ จราจรบนจุดต่างๆ ของถนน และยานพาหนะอื่นที่อยู่รอบๆ ส่งผลให้ผู้ใช้ทราบว่าถนนข้างหน้าลื่นหรือไม่ มีหมอกลง ฝนตก ทางโค้ง หรือรถติดหรือไม่ เป็นต้น ซึ่งข้อมูลนี้สามารถนำมาช่วยในการวางแผนการเดินทาง และเพื่อเตรียมรับมือกับสภาพอากาศบนเส้นทางที่จะไปได้

ในปัจจุบันบริษัท BMW Group ได้นำเทคโนโลยีการทำงานของระบบเบรคแบบ ABS และระบบควบคุม การทรงตัวของรถ มาใช้งานจริงแล้วในรถยนต์ BMW บางรุ่น ซึ่งจะมีระบบจะช่วยเตือนผู้ขับเมื่อเข้าสู่เขตจำกัดความเร็ว และเบรคจะทำงานเพื่อลดความเร็วของรถลงเล็กน้อย เมื่อเข้าใกล้สี่แยก หรือเข้าไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำมากๆ ซึ่งอาจมีน้ำแข็งปกคลุมบนพื้นถนนและส่งผลให้รถเสีย การทรงตัวได้ และจากหน้าที่ที่จะต้องเป็นผู้ให้ข้อมูลและส่งต่อข้อมูลเตือนภัยเมื่อไหร่ก็ตามที่เข้าสู่บริเวณที่อาจเป็นอันตรายโดย ส่งผ่านระบบเครือข่ายระดับประเทศ (Wide Area Network หรือ WAN) ไปยังรถคันอื่น ทีมนักพัฒนาของบริษัทจึงได้นำระบบเครือข่ายมาติดตั้งกับรถยนต์ของบริษัท ที่สามารถทำงานได้ครอบคลุมและสื่อสารกันเองได้อย่างอิสระตามสถานการณ์ไม่ว่าจะเป็นผู้ส่งข้อมูล ผู้รับข้อมูล หรือรับข้อมูลแล้วส่งต่อไปยังปลายทาง โดยเครือข่าย แอดฮอค (ad-hoc) นี้จะช่วยในเรื่องของระบบนำทาง เช่น ถ่ายทอดข้อมูลอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับอุปสรรคที่กีดขวางอยู่บนท้องถนน หรืออุบัติเหตุต่างๆ ไปยังรถคันอื่นๆ ที่กำลัง เข้ามาใกล้บริเวณดังกล่าว นอกจากนี้ อาจใช้สำหรับการช่วยหาที่จอดรถ โดยรถที่กำลังออกจากที่จอดสามารถส่งข้อมูลบอกรถคันอื่นที่กำลังมองหาที่จอดรถให้รู้ได้ และที่สำคัญ ระบบเครือข่ายนี้จะช่วยให้ข้อมูลสภาพการจราจรบนท้องถนน ทั้งบนถนนมอเตอร์เวย์และตรอกซอกซอยต่างๆ

ภาพ : ข้อมูลจราจรผ่านครือข่าย ad-hoc
ที่มา : www.worldcarfans.com

การสื่อสารเคลื่อนที่แบบดิจิทัลนี้ส่งผลให้เกิดการพัฒนาของเทคโนโลยีอย่างมาก เนื่องจากเป็นระยะเวลากว่า 100 ปีมาแล้วที่การสื่อสารหรือแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างผู้ใช้ถนน ทำโดยผ่านการส่งสัญญาณธรรมดาโดยใช้แสงผ่านทางไฟเลี้ยว ไฟกระพริบ หรือไฟสูง-ต่ำ และสัญญาณเสียงโดยผ่านทางแตรรถ เป็นต้น ซึ่งข้อมูลดังกล่าวนั้นไม่เพียงพอในหลายสถานการณ์ การใช้ระบบเครือข่ายแบบ GSM หรือ คลื่นวิทยุ ก็ยังมีข้อจำกัดในเรื่องของค่าใช้จ่ายและการส่งผ่านข้อมูล ดังนั้น เครือข่ายการสื่อสารแอดฮอค บนเครือข่ายแบบไร้สาย จึงถูกนำมาใช้เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้โครงสร้างพื้นฐานใดๆ และสามารถเป็นได้ทั้งเครื่องรับ-ส่งข้อมูล และส่งผ่านข้อมูลไปยังผู้ใช้ได้หลายๆ คนอย่างไม่มีขีดจำกัด

ที่มา:
https://www.worldcarfans.com/news.cfm/newsID/2030808.001/country/gcf/bmw/bmw-pushes-lightweight-technology-with-magnesium สืบค้นข้อมูลเมื่อ 20/10/2006

สาวแขนกลคนแรกของโลก

ภาพ : Claudia Mitchell สาวแขนกลคนแรกของโลก
ที่มา : www.abcnews.go.com/Health/story?id=2432068

สำนักข่าว ABC ได้รายงานเกี่ยวกับสาวแขนกลคนแรกของโลกคือ "Claudia Mitchell" อายุ 26 ปี เป็นอดีตนาวิกโยธินหญิง ซึ่งประสบอุบัติเหตุทางรถจักรยานยนต์ในปี 2004 จนกระทั่งเสียแขนซ้ายไปทั้งแขน แต่มีระบบประสาทบางส่วนที่ไหล่ยังสามารถทำงานได้ปกติ

แขนกลนี้ถูกพัฒนาขึ้นโดยสถาบันฟื้นฟูสุขภาพชิคาโก (Rehabilitation Institute of Chicago) สหรัฐอเมริกาและได้ทำการสวมให้กับ Mitchell ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2548 โดยทีมศัลยแพทย์ต้องทำการผ่าตัดย้ายเส้นประสาทจากบริเวณหัวไหล่ลงมายังแขน และผ่าตัดซ่อมแซมกล้ามเนื้อไหล่เพื่อให้สามารถรับความรู้สึกร้อน-เย็น ซึ่งการทำงานของแขนกลนั้นทำได้โดยการเชื่อมต่อกับเส้นประสาทที่หัวไหล่ของเธอที่ยังทำงานได้เป็นปกติและติดตั้งตัวเซ็นเซอร์ไว้ ที่แขนกลเพื่อให้ตรวจจับและอ่านสัญญาณที่ได้รับจากเส้นประสาทเพื่อขยับหรือเคลื่อนไหวแขนกลตามสัญญาณ ที่ได้รับนั้น ดังนั้น การควบคุมการเคลื่อนไหวของแขนกลนี้จึงเป็นไปตามความคิดของ Mitchell การเคลื่อนไหวของแขนกลจะมีลักษณะเช่นเดียวกับการเคลื่อนไหวของแขนหุ่นยนต์ ดังนั้น จึงมีลักษณะการเคลื่อนไหวที่ไม่ราบเรียบนักเมื่อเทียบกับการเคลื่อนไหวแขนของคนปกติ แต่ก็ทำให้ Mitchell ซึ่งเสียแขนซ้ายไป กลับมาทำกิจกรรมในชีวิตประจำวันและหยิบจับสิ่งของต่างๆ เช่นเดียวกับคนแขนปกติได้อีกครั้ง

แขนกลลักษณะนี้ได้สวมให้มนุษย์เป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2545 โดยในครั้งนั้นได้สวมให้กับ Jesse Sullivan ซึ่งเป็นกรรมการกำกับเส้นในการแข่งขันเทนนิส หลังจากนั้นได้สวมให้กับคนอีกหลายคน แต่ Mitchell นั้นเป็นเป็นผู้หญิงรายแรกที่ได้รับการสวมแขนกลนี้

ที่มา:
https://abcnews.go.com/Health/story?id=2432068 สืบค้นข้อมูลเมื่อ 24/10/2006

จอภาพชนิดโปร่งแสง

การค้นพบวิธีการผลิตทรานซิสเตอร์ประสิทธิภาพสูงชนิดโปร่งแสงด้วยต้นทุนต่ำของนักวิจัยมหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทอร์น นับเป็นก้าวที่สำคัญ ซึ่งนำไปสู่การสร้างจอภาพที่มีความคมชัด โปร่งแสง และยังสามารถนำไปเคลือบไว้บนกระจกหน้ารถ หน้าจอคอมพิวเตอร์ หรือจอโทรทัศน์ อีกทั้งมีความกลมกลืนไปกับสิ่งแวดล้อมจนแทบมองไม่เห็นเมื่อไม่มีการใช้งาน

หลายปีแล้วที่นักวิจัยพยายามที่คิดค้นพัฒนาและสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความอ่อนตัวและใช้หลักการนำไฟฟ้าบนแผ่นพลาสติก (to make flexible electronics based on electrically conducting plastics) ที่สามารถนำไปผลิตจริงด้วยต้นทุนที่ไม่แพงนัก และสามารถผลิตทรานซิสเตอร์จากวัสดุที่เป็น สารอินทรีย์มีคุณสมบัติค่อนข้างใส แต่ทรานซิสเตอร์ที่ได้ยังมีคุณภาพต่ำกว่าทรานซิสเตอร์ที่ผลิตจากสาร อนินทรีย์เช่นซิลิคอน

ศาสตราจารย์โทบิน มาร์ค ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านเคมีและวัสดุศาสตร์ และทีมนักวิจัยของมหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น ได้ร่วมกับผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นองค์ประกอบของทรานซิสเตอร์ขึ้น โดยการนำ คุณสมบัติเด่นของสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์มาผนวกรวมกัน ทำให้ได้ทรานซิสเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงและสามารถนำไป ผลิตต่อได้ด้วยราคาถูก มีลักษณะโปร่งแสง จึงสามารถนำไปใช้ในการผลิตจอภาพชนิดโปร่งแสงได้ (see-through displays)

โดยทั่วไปแล้วการผลิตทรานซิสเตอร์ส่วนใหญ่จะประกอบด้วยอินเดียมออกไซด์ (Indium Oxide) ซึ่งเป็นสารประเภทอนินทรีย์ จึงทำให้การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ผลิตได้ด้วยต้นทุนที่ถูก เนื่องจากสารดังกล่าวสามารถ ตกตะกอนหรือเรียงตัวได้เป็นบริเวณกว้าง ณ อุณหภูมิห้อง วิธีการที่ศาสตราจารย์มาร์คใช้ในการทำทรานซิสเตอร์นั้นเป็นเทคนิคที่เป็นมาตรฐานทั่วไปที่ใช้คานไออน (ion beam) เป็นตัวควบคุมการตกผลึกและการจับตัวกันของออกไซด์ ต่างๆ ในขณะที่มันทำการเรียงตัวลงบนพื้นผิว วิธีการนี้ยังสามารถใช้ในการปรับความสามารถในการนำไฟฟ้าของวัสดุในขั้นสุดท้ายได้อีกด้วย วิธีนี้ทำให้เราเลือกที่จะใช้อินเดียมออกไซด์เฉพาะบางส่วนของเซมิคอนดักเตอร์ได้ และเลือกที่จะใช้อินเดียมออกไซด์เป็น ตัวนำไปฟ้าในส่วนอื่นๆได้อีก

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์/ทรานซิสเตอร์ที่ทำจากสารอินทรีย์นั้นจะประกอบด้วยโมเลกุลซึ่งเกาะตัวกันในโครงสร้างที่มีการจัดเรียงอย่างเป็นระเบียบ ซึ่งการจัดเรียงดังกล่าวส่งผลให้เกิดคุณสมบัติการเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม และเมื่อมารวมกับเซมิคอนดักเตอร์ที่ทำด้วยอินเดียมออกไซด์แล้ว ยิ่งทำให้ตัวทรานซิสเตอร์นั้นสามารถทำงานได้ดีกว่าทรานซิสเตอร์ที่ทำจากซิลิกอนที่ปัจจุบันมีใช้กันทั่วไปในจอ LCD ความจริงได้มีการนำทรานซิสเตอร์ที่มีคุณภาพสูงนี้ไปใช้งานกับจอภาพที่มีคุณภาพสูงอยู่แล้ว (High-end Displays) ศาสตราจารย์มาร์คกล่าวว่า ประสิทธิภาพของทรานซิสเตอร์ที่สูงขึ้นประกอบด้วยการที่มันสามารถทำงานได้โดยอาศัยความต่างศักดิ์ที่ต่ำ และมีคุณสมบัติการสลับกระแส (switching) ที่ดี ทำให้ง่ายต่อการนำไปประกอบหรือรวมเข้ากับเครื่องมือต่างๆ ทำให้ประหยัดพลังงาน และกลมกลืนไปกับจอภาพได้อย่างดี (Crisp looking displays)

เพราะเหตุที่ว่าฟิลม์บางๆ ของทั้งอินเดียมออกไซด์และวัสดุที่เกิดจากการเกาะตัวกันของสารอินทรีย์นั้นโปร่งแสง และสามารถเคลือบลงบนกระจกได้ ฟิล์มดังกล่าวจึงสามารถฝังไว้กับอุปกรณ์ต่างๆ ได้อย่างไร้ ร่องรอย อีกทั้งกระบวนการทรานซิสเตอร์ดังกล่าวยังสามารถทำได้ที่อุณหภูมิต่ำ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ประเภทนี้จึงสามารถที่นำไปลงบนพลาสติก ทำให้พับไปมาได้ และมีความโปร่งแสง

ศาสตราจารย์มาร์คกล่าวเพิ่มเติมว่า ถ้าสามารถทำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์/ทรานซิสเตอร์ที่โปร่งแสงได้ก็จะสามารถจะนำไปทำอะไรได้อีกมาก ไม่ว่าจะเป็นการทำจอภาพที่ลอยอยู่บนอากาศ หรือจอภาพดังกล่าวที่ติดกับกับกระจก หรือจอกั้นด้านหน้าของหมวกกันน็อคก็ได้ หรืออาจะนำไปใช้กับคนงานในสายการผลิต หรือนักแข่งรถ หรือด้านการทหาร หรืองานอื่นๆ ที่ต้องมีการดูแผนผัง หรือแผนที่ระหว่างทำงาน เนื่องจากเราสามารถทำให้ภาพมาปรากฏบนปีกของหมวกนั้นได้เลย

คุณสมบัติใหม่ของทรานซิสเตอร์ที่กำลังท้าทายประสิทธิภาพของซิลิกอนนี้ ยังบ่งว่า ทรานซิสเตอร์ ดังกล่าวไม่เพียงแต่จะรับ-ส่งสัญญานในระดับพิกเซลได้ดี แต่ยังสามารถนำไปใช้ผลิตหน่วยประมวลผลและหน่วยความจำที่มีลักษณะโปร่งใสได้และสามารถนำไปผลิตในรูปแบบของแผ่นฟิลม์บางๆ ที่สามารถพับงอได้อีกด้วย ซึ่งจะส่งผลให้ผลิตได้ด้วยต้นทุนที่ถูกลง นอกจากนี้ยังก่อให้เกิดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์/ทรานซิสเตอร์ที่มีรูปร่างที่หลากหลายแตกต่างไปจากแบบเดิมๆ อย่างไรก็ตาม คงอีกนานที่จะมีการนำไปประยุกต์ใช้งานในลักษณะดังกล่าว เพราะต้องใช้เวลาในการพัฒนาประสิทธิภาพในการทำงานของตัวทรานซิสเตอร์ประเภทนี้อีกมาก และคาดว่า จอภาพต้นแบบที่ทำจากทรานซิสเตอร์ประเภทดังกล่าวจะสามารถนำออกใช้งานได้ภายใน 12 ถึง 18 เดือนข้างหน้า อย่างไรก็ตาม ขณะนี้ได้ตั้งบริษัท Polyera ขึ้นเพื่อจะมาทำการตลาดให้วัสดุใหม่นี้แล้ว

อนึ่งนักวิจัยของนอร์ทเวสเทรินมิได้เป็นกลุ่มแรกที่สามารถนำวัสดุที่เป็นสารอินทรีย์และอนินทรีย์ มารวมกันผลิตทรานซิสเตอร์โปร่งแสง โดยก่อนหน้านี้ในปี 1999 นักวิจัยของบริษัท IBM เคยทำการผลิตทรานซิสเตอร์ประเภทนี้มาแล้ว แต่สิ่งที่ทำขึ้นในสมัยนั้นมีคุณภาพด้อยกว่าทรานซิสเตอร์ที่ผลิตโดยนักวิจัยของนอร์ทเวสเทริน อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันนักวิจัยอื่นๆ ได้พยายามคิดค้นและผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์/ทรานซิสเตอร์โปร่งใสที่ทำจากวัสดุอื่นๆ เช่น ซิงค์ออกไซด์และท่อคาร์บอนที่มีขนาดเล็กระดับหน่วยนาโน (sCarbon Nanotube) ในทางทฤษฏีแล้ว ท่อคาร์บอนนาโนจะมีคุณสมบัติที่จะช่วยให้ทรานซิสเตอร์มีความสามารถในการทำงานได้ดีขึ้น แต่การทำ arrays ด้วยท่อนาโนนี้ทำได้ยากและต้องอาศัยเทคนิคที่ยากกว่าเทคนิคที่นักวิจัยนอร์ทเวสเทรินใช์ ที่ผ่านมาการทำจอที่พับงอได้ จะอาศัยหลักการทำลวดที่มองไม่เห็น แต่มิได้ทำตัวทรานซิสเตอร์ให้มีความโปร่งใส อาจกล่าวได้ว่า การค้นพบครั้งนี้ถือได้ว่ามีความแตกต่างจากงานวิจัยที่ผ่านมา

ที่มา:
https://www.technologyreview.com/read_article.aspx?id=17645&ch=infotech สืบค้นข้อมูลเมื่อ 23/10/2006