Trend in Sensor Technology

เซนเซอร์ หรือ อุปกรณ์ตรวจรู้ นับว่ามีอยู่ทุกหนทุกแห่งรอบๆ ตัวเรา แม้แต่ในตัวเราบางคนอาจจะมีเซนเซอร์ฝังอยู่ภายในร่างกายก็เป็นไปได้ แต่ในอนาคตอันใกล้สรรพสิ่งรอบๆ ตัวเราจะฉลาดมากขึ้นเรื่อยๆ เป็นผลมาจากคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กลงและราคาถูกจนสามารถฝังตัวเข้าไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ได้ เช่น บอร์ดคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กอย่าง Raspberry Pi, Arduino ฯลฯ ประกอบกับเซนเซอร์ที่มีขนาดเล็กลงและราคาถูกลงเช่นกัน เช่น เซนเซอร์วัดมุมเอียง เซนเซอร์วัดแรงกระแทกหรือเขย่า เซนเซอร์วัดอุณหภูมิ ความชื้น เป็นต้น มีการคาดการณ์ว่า จำนวนเซนเซอร์ทั่วโลกจะเพิ่มขึ้นจากหลักพันล้านตัว (billion) ไปสู่หลักล้านล้านตัว (trillion) ในอีกไม่เกิน 10 ปีข้างหน้า จนเรียกได้ว่า เราเข้าสู่ยุค Trillion Sensors ความต้องการหลักที่เพิ่มขึ้นของเซนเซอร์มาจากแนวโน้มของเทคโนโลยีที่ช่วยให้ทุกอย่างฉลาดขึ้นหรืออัจฉริยะขึ้นนั่นเอง

ระบบฉลาดที่มีเซนเซอร์เป็นองค์ประกอบที่สำคัญในการตรวจจับสัญญาณต่างๆ และส่งข้อมูลผ่านระบบสื่อสารไปยังศูนย์กลางคอมพิวเตอร์ขนาดยักษ์ ก่อให้เกิดข้อมูลจำนวนมหาศาล (Big Data) ที่สามารถนำมาประมวลเป็นองค์ความรู้และปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence) เพื่อจัดการกับภัยคุกคามและปัญหาที่มนุษยชาติกำลังเผชิญ เช่น ปัญหาโลกร้อน ปัญหาภัยธรรมชาติ ปัญหาความยากจนและความหิวโหย ปัญหาขาดแคลนน้ำดื่มสะอาด ปัญหาการขาดแคลนน้ำมัน ปัญหาการลดลงของประชากร ปัญหาสังคมผู้สูงอายุ ปัญหาค่าใช้จ่ายในการรักษาพยาบาล เป็นต้น ซึ่งล้วนแล้วแต่เป็นความท้าทายอันยิ่งใหญ่ที่เราต้องหาทางแก้ไข

แนวโน้มความต้องการเซนเซอร์ที่เพิ่มขึ้นในช่วงที่ผ่านมา เกิดขึ้นมาจากการเติบโตของตลาดสมาร์ทโฟน แท๊ปเล็ต เกมส์คอนโซล และกล้องดิจิตอล ซึ่งล้วนมีเซนเซอร์ขนาดเล็กฝังอยู่ภายในแทบทั้งสิ้น ทำให้ตั้งแต่ปี 2012 ที่ผ่านมา เซนเซอร์ทั้ง 4 ชนิด ได้แก่ เซนเซอร์วัดความเร่ง เซนเซอร์วัดมุม เซนเซอร์เข็มทิศ และไมโครโฟนซึ่งสร้างด้วยเทคโนโลยีระบบเครื่องกลไฟฟ้าจุลภาค (Micro Electro Mechanical Systems หรือ MEMS) แต่ละเซนเซอร์สามารถขายได้มากกว่าหนึ่งพันล้านตัวต่อปี และตลาดเซนเซอร์ในโทรศัพท์สมาร์ทโฟนเติบโตมากกว่า 200% อย่างต่อเนื่องบริษัท Bosch ซึ่งเป็นผู้ผลิตเซนเซอร์รายใหญ่ในรถยนต์และในบ้านคาดการณ์ว่า ความต้องการเซนเซอร์จะสูงถึง 7 ล้านล้านเซนเซอร์ สำหรับผู้ใช้โทรศัพท์สมาร์ทโฟนที่จะเพิ่มขึ้นเป็น 7 พันล้านคนในปี 2017 ซึ่งหมายถึงแต่ละคนจะมีเซนเซอร์รอบๆ ตัวถึง 1,000 ตัวทั้งในโทรศัพท์ รถยนต์และในบ้าน ในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา เหตุการณ์นี้เป็นเพียงจุดเริ่มต้น เป็นเพียงคลื่นลูกเล็ก ที่ต่อมาจะมีคลื่นลูกใหญ่กว่าที่จะมาตามถาโถมเข้าใส่ คลื่นลูกใหญ่กว่าที่จะตามมาก็คือ วัตถุอัจฉริยะ (Smart Objects) ซึ่งนอกจากมนุษย์จะเชื่อมโยง สื่อสารและตอบสนอง วัตถุต่างๆ รอบตัวไม่ว่า จะเป็นรถยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านและแม้แต่สัตว์เลี้ยงที่บ้าน ก็สามารถสื่อสาร เชื่อมโยงและตอบสนองผ่านระบบอินเตอร์เน็ต เรียกว่า อินเตอร์เน็ตของสรรพสิ่ง หรือ Internet of Things (IoT) ซึ่งทั้งหมดต้องอาศัยเซนเซอร์ที่มีขนาดเล็กลง ฉลาดขึ้น และราคาที่ถูกลง บริษัท Texas Instrument ก็คาดการณ์ว่า วัตถุอัจฉริยะที่เชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตจะมีมากถึง 13 ล้านล้านตัวภายในปี 2025 สำหรับระบบอัจฉริยะต่างๆ รวมทั้ง เมืองอัจฉริยะ (Smart City) เกษตรกรรมอัจฉริยะ (Smart Agriculture) ระบบดูแลสุขภาพอัจฉริยะ (Smart Healthcare) เป็นต้น

ในประเทศไทยถ้าต้องมุ่งเข้าสู่เศรษฐกิจดิจิทัล รับรองว่า เทคโนโลยีเซนเซอร์มีความจำเป็นและต้องลงทุนวิจัยอย่างจริงจังตั้งแต่วันนี้ เซนเซอร์ในอนาคตอาจจะอยู่ในรูปแบบของฉลากอัจฉริยะ (Smart Label) ที่สามารถนำไปติดกับวัตถุต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นสินค้า อุปกรณ์เครื่องใช้และรวมถึงสิ่งมีชีวิต เช่น สัตว์เลี้ยงและมนุษย์ เพื่อวัดและเก็บข้อมูลที่ต้องการและสื่อสารขึ้นไปสู่ระบบอินเตอร์เน็ต อาจจะเป็นระบบมีสายและไร้สายผ่านระบบคลาวด์ที่มีซูปเปอร์คอมพิวเตอร์ขนาดยักษ์ เหมือนในหนังภาพยนตร์ฮอลลีวู้ดเรื่อง Transcendence ที่สามารถอัพโหลดสติปัญญาและประสบการณ์ในสมองอันชาญฉลาดของพระเอกไปเก็บไว้ในคอมพิวเตอร์  แต่อย่างไรก็ตาม ถึงแม้ว่าเราจะเห็นชิปอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กฝังอยู่ในบัตรเครดิต หรือแม้แต่ในหนังสือเดินทางพาสสปอร์ตอยู่แล้วก็ตาม ชิปเซนเซอร์ที่มีขนาดเล็กเหล่านั้นก็ยังใช้เทคโนโลยีที่ทำมาจากวัสดุจำพวกซิลิกอน ซึ่งยังมีราคาแพงอยู่ ล่าสุดจึงเกิดแนวคิดที่จะใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ เช่นเดียวกันกับการพิมพ์หนังสือพิมพ์หรือนิตยสาร มาใช้ในการผลิตเซนเซอร์ราคาถูกด้วยการพิมพ์ เรียกว่า เซนเซอร์พิมพ์ได้ หรือ Printed Sensors เราเรียกว่า อิเล็กทรอนิกส์แบบพิมพ์ได้ หรือ Printed Electronics ซึ่งเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่จะมาช่วยทำให้ต้นทุนของการผลิตฉลากอัจฉริยะ หรือ Smart Label ถูกลง และนำไปสู่อินเตอร์เน็ตของสรรพสิ่งหรือ Internet of Things ที่เป็นจริงได้โดยไม่ต้องรอนาน นอกจากราคาที่ถูกลงแล้ว การที่มันใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ทำให้เราสามารถพิมพ์เซนเซอร์ลงบนพลาสติกหรือกระดาษ ทำให้บางลงและโค้งงอได้ ฉลากเซนเซอร์สามารถนำไปติดอยู่กับสิ่งต่างๆ เช่น ฉลากเซนเซอร์ติดกับบรรจุภัณฑ์อาหารที่สามารถวัดอุณหภูมิของอาหารที่บรรจุอยู่ภายใน สามารถใช้ในอุตสาหกรรมโลจิสติกอาหารแช่เย็น (Cold Chain Logistics) เพื่อให้มั่นใจว่าอาหารถูกขนส่งมาอย่างปลอดภัย ไม่มีการถูกปล่อยให้เกิดการเน่าเสียจากการไม่เก็บรักษาที่ถูกต้อง นอกจากอาหารแช่เย็นแล้ว ฉลากไวน์อัจฉริยะก็ไม่ไกลเกินจะจินตนาการ ยาและเวชภัณฑ์ก็สามารถใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีฉลากเซนเซอร์นี้เช่นกันเพื่อให้มั่นใจว่า ยาถูกเก็บรักษาอย่างถูกต้องและปลอดภัย เพิ่มความมั่นใจให้ผู้บริโภค เพื่อไม่ให้ประเทศไทยตกขบวนคลื่นยักษ์ Trillion Sensors และ Internet of Things ลูกนี้ ถึงเวลาแล้วที่ประเทศไทยต้องทุ่มเททรัพยากรและงบวิจัย รวมทั้งการบริหารจัดการเครือข่ายวิจัยให้เข้มแข็ง เพื่อพัฒนาให้มีเทคโนโลยีเซนเซอร์เป็นของคนไทยเอง และมีบทบาทในเวทีนวัตกรรมเซนเซอร์ของโลกต่อไป