เอริค กิลเลอร์ สาธิตการส่งพลังงานไฟฟ้าแบบไร้สาย

แนวคิดแรกๆ เกี่ยวกับการส่งพลังงานไฟฟ้าแบบไร้สาย จริงๆ แล้วเป็นแนวคิดของ นิโคลา เทสลา (Nikola Tesla) เมื่อประมาณ 100 ปีที่แล้ว แนวความคิดนี้เริ่มต้นที่ว่า คุณไม่ต้องการระบบส่งพลังงานไฟฟ้าแบบไร้สายหรอก เพราะไม่เคยมีใครนึกที่จะสร้างมัน พวกเขาคิดเอาว่า "ใครล่ะจะใช้ถ้าเราเองยังไม่ใช้เลย?" ดังนั้น นิโคลาจึงเริ่ม ทำอะไรหลายสิ่งหลายอย่าง สร้างหอคอยขดลวดเทสลา ที่ ลองไอแลนด์ ในช่วงต้นทศวรรษ 1900 แนวคิดก็คือจะให้มันส่งพลังงานไฟฟ้าแบบไร้สาย ไปยังทุกๆ ที่ทั่วมุมโลก เราไม่รู้แน่ชัดว่ามันทำงานได้จริงรึเปล่า จริงๆ แล้ว ผมคิดว่า FBI ล้มโครงการลง ด้วยเหตุผลทางด้านความปลอดภัย ในช่วงต้นๆทศวรรษ 1900 เช่นเดียวกัน

แต่สิ่งหนึ่งที่มาพร้อมพลังงานไฟฟ้า ก็คือ พวกเรารักมันมากเลยล่ะ ผมหมายถึง ทำไมเราจะไม่รักมันล่ะ ถ้าเราเดินออกไปข้างนอก เราจะเห็นเงินเป็นล้านล้านดอลลาร์ ที่ลงทุนไปกับโครงสร้างพื้นฐานทั่วทุกมุมโลก สายไฟฟ้าถูกโยงไปทุกที่ทุกแห่งเพื่อนำพาพลังงาน ไปยังที่ที่ต้องการใช้ อีกสิ่งที่เรารักมันมากเช่นเดียวกันคือ แบตเตอรี่ พวกมันกลายมาเป็นองค์ประกอบพื้นฐานรอบๆ ตัวเรา มีการผลิตถ่ายไฟฉายประเภทใช้แล้วทิ้ง ประมาณปีละ 4 หมื่นล้านก้อน เพื่อให้พลังงานกับอะไรก็ตามที่โดยทั่วไป ถูกใช้ห่างเพียงไม่กี่นิ้ว หรือไม่กี่ฟุต จากแหล่งพลังงานที่มีราคาถูกมาก

ก่อนที่ผมจะลงลึกไปในรายละเอียด ผมว่า "อย่างที่คุณรู้กัน ผมมาจากอเมริกาตอนเหนือ พวกเราสร้างชื่อเสียงพอสมควรในสหรัฐอเมริกา" ดังนั้น จะดีกว่าถ้าผมให้คุณดูนิยามของคำพวกนี้ก่อน นิยามของเลข 6 (ออกเสียง ซิกส์) คืออเมริกาเหนือ ความหมายของคำว่า ห่วย (ออกเสียง ซักส์) สายไฟฟ้าห่วย ใช่มันห่วย ลองดูว่าถ้านั่นคือคุณในภาพ หรืออะไรที่อยู่ใต้โต๊ะของคุณ อีกสิ่งที่ที่ห่วยเหมือนกัน คือแบตเตอรี่ ใช่มันห่วยจริงๆ คุณเคยสงสัยมั้ยว่า ใช้แบตเตอรี่แล้วเป็นไงต่อไป? หลังจากที่ถ่ายไฟฉาย 4 หมื่นล้านก้อนถูกสร้างขึ้น มันกลายสภาพเป็นแบบนี้ มันเสื่อมสภาพ แล้วค่อยๆ สึกกร่อน แล้วก็มาจบที่นี่

ดังนั้น เวลาที่คุณพูดถึงพลังงานราคาแพง ราคาต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง โดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่เพื่อทำอะไร ตกอยู่ราว 200 - 300 ปอนด์สเตอริงต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงนะครับ คิดดูสิครับ พลังงานไฟฟ้าที่แพงที่สุดในโลกมีราคาแค่ หนึ่งในพันของราคาแบตเตอรี่ แต่โชคดี อีกหนึ่งความหมายของคำว่า ห่วย นั่นคือ การสร้างสูญญากาศ สิ่งที่เป็นธรรมชาติไม่ชอบสูญญากาศ

มาดูกันว่า เกิดอะไรขึ้นเมื่อ 2-3 ปีก่อน มีกลุ่มของนักฟิสิกส์ที่สถาบันเทคโนโลยีแห่งแมสซาชูเสตต์ (MIT) เกิดแนวคิดที่ว่า จะส่งพลังงานไฟฟ้าแบบไร้สาย พวกเขาสามารถส่งพลังงานไฟฟ้าไปจุดหลอดไฟขนาด 60 วัตต์ได้ โดยส่งพลังงานที่ระยะห่างประมาณ 2 เมตร พวกเค้าทำได้ที่ประสิทธิภาพประมาณ 50% ในการส่งพลังงาน มันมีประสิทธิภาพมากกว่าแบตเตอรี่ถึง 2-3 พันเท่า ที่จะให้พลังงานเท่าๆกัน และถึงแม้เราจะทำให้หลอดไฟ ส่องสว่างได้สำเร็จ มันก็ยังอยู่ในขั้นทดลอง คุณอาจจะได้เห็น ขดลวดที่มีขนาดใหญ่ขึ้น พลังงานไฟฟ้าที่ใช้จุดสว่างในหลอดไฟเป็นเรื่องที่ทำได้ไม่ยากอยู่แล้ว

แนวคิดพวกนี้เริ่มมาจากอาจารย์คนหนึ่ง ที่สะดุ้งตื่นขึ้นกลางดึกเป็นคืนที่ 3 ต่อเนื่องกัน เพราะโทรศัพท์มือถือของภรรยาร้องเตือน ว่าแบตเตอรี่กำลังจะหมด ทำให้เขาคิดในใจว่า "ทำไมไฟฟ้าในสายไฟที่เดินสายอยู่ในกำแพง ไม่ไหลลงไปอยู่ในโทรศัพท์มือถือให้หมด ผมจะได้นอนหลับสักที?" เขาจึงคิดหาวิธีและเกิดเป็นแนวคิดว่าจะใช้วิธี การส่งพลังงานแบบสะท้อน (resonant) ในหม้อแปลงไฟฟ้า เราจะมีขดลวดอยู่ 2 ขดพันรอบแกน ขดลวดทั้ง 2 นี้จะต้องอยู่ใกล้กันมากๆ เพื่อที่จะส่งพลังงานไปหากัน ด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยไม่ต้องใช้สาย แต่ส่งพลังงานกันในระยะสั้นมากๆ

สิ่งที่ ดร. โซลยาสิกซ์ (Soljacic) ค้นพบก็คือ วิธีการที่จะแยก ขดลวดทั้ง 2 ขดในหม้อแปลง ให้มีระยะห่างที่มากขึ้นไปอีก โดยใช้เทคนิคที่ไม่ได้แตกต่างไปจาก การที่นักร้องโอเปร่าเปล่งเสียงจนแก้วที่อยู่อีกฝั่งของห้องแตก นั่นคือปรากฏการณ์คลื่นสะท้อน การค้นพบสิ่งนี้ทำให้เขาได้รับรางวัลจากสมาคมแมคอาเธอร์ (MacArthur Fellowship Award) ซึ่งเรียกกันเล่นๆ ว่า รางวัลอัจฉริยะ (Genius Award) ในเดือนกันยายนปีก่อน (พ.ศ.2552)

แล้วมันทำงานได้อย่างไร? นึกภาพถึงขดลวดไฟฟ้า สำหรับท่านที่เป็นวิศวกร ที่มีตัวเก็บประจุอยู่ข้างใน ถ้าคุณทำให้ขดลวดแผ่คลื่นออกมาให้สั่นอย่างพอเหมาะ จะเกิดการสั่นแบบเป็นจังหวะ ที่ความถี่ของสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งมีความถี่สูงพอสมควร แล้วถ้าคุณนำอุปกรณ์ไฟฟ้าอีกอันหนึ่งเข้ามา วางไว้ใกล้กับแหล่งกำเนิดพลังงานมากพอ ซึ่งทำงานที่ความถี่เดียวกัน คุณจะได้อะไรที่เรียกว่า คู่ประสานที่แข็งแกร่ง (strongly couple) และสามารถส่งผ่านคลื่นแม่เหล็กหากันได้ และนั่นแหละคือจุดเริ่มต้นของการส่งพลังงานไฟฟ้า แปลงมันเป็นคลื่นแม่เหล็ก ส่งผ่านสนามแม่เหล็ก และแปลงกลับเป็นพลังงานไฟฟ้า แล้วคุณก็นำมันไปใช้งานต่อได้

คำถามแรกเลยที่มีคนถามผม ก็คือ อย่างที่รู้กัน คนกังวลว่าโทรศัพท์มือถือปลอดภัยหรือไม่ อะไรคือความปลอดภัย? ข้อแรก นี่ไม่ใช่เทคนิคทางรังสี มันไม่ได้แผ่รังสี มันไม่ใช่สนามไฟฟ้า แต่มันคือสนามแม่เหล็ก มันอยู่ภายในต้นกำเนิดพลังงาน อยู่ในอุปกรณ์รับพลังงาน และอันที่จริง สนามแม่เหล็กที่เราใช้ คือสนามแม่เหล็กแบบเดียวกับสนามแม่เหล็กโลก เราอาศัยอยู่ในสนามแม่เหล็ก

และอีกข้อนึงที่เจ๋งมากเกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้ คือ มันจะส่งผ่านพลังงานได้เฉพาะอุปกรณ์ที่มีความถี่เดียวกันเท่านั้น และว่าไปแล้วมันเป็นไปไม่ได้เลยที่มันจะเกิดขึ้นมาเองตามธรรมชาติ และสุดท้าย เรามีหน่วยงานของรัฐบาล ที่จะออกมาตรการ กำกับในทุกๆ อย่างที่เราทำ พวกเขาวางข้อกำหนดในการสร้างสนามแม่เหล็ก ซึ้่งก็คือทุกสิ่งทุกอย่างที่ผมนำมาแสดงในวันนี้ ซึ่งจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่ว่า

เครื่องใช้ไฟฟ้าแบบพกพา เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน สายไฟฟ้าใต้โต๊ะของคุณ ผมเชื่อว่าเราทุกคนที่นี่ มีอไรคล้ายๆแบบนี้ หรือไม่ก็แบตเตอรี่นั่น อุปกรณ์เครื่องมือในอุตสาหกรรม และสุดท้าย รถพลังงานไฟฟ้า รถพลังงานไฟฟ้าคือสิ่งสวยงาม แต่ใครอยากที่จะเสียบปลั๊กมัน? เมื่อคุณขับรถเข้าไปในโรงรถ -- ซึ่งเราสร้างระบบรองรับเอาไว้ -- แล้วรถก็ชาร์จพลังงานด้วยตัวของมันเอง เพราะเราทำพื้นรองที่เชื่อมต่อพลังงานไฟฟ้าจากกำแพง ซึ่งทำให้การชาร์จพลังงานในรถยนต์มีความปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ และยังมีอุปกรณ์ไฟฟ้าอีกหลายพวกหลายอย่างที่จะใช้แบบนี้ได้ อย่าง พวกอุปกรณ์การแพทย์ที่ฝังไว้ในร่างกาย ผู้ป่วยไม่จำเป็นต้องตายเพราะติดเชื้ออีกต่อไป ถ้าเราสามารถฝังอุปกรณ์พวกนั้นในร่างกายไปเลย บัตรเครดิต, หุ่นยนต์ทำความสะอาด

ผมอยากจะขอเวลาสัก 2-3 นาที แสดงให้คุณเห็นของจริง ว่ามันทำงานยังไง อย่างที่เห็น มีของหลายอย่างบนนี้ มีขดลวด ขดลวดเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ขยายสัญญาณ ซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กความถี่สูง เราติดอันนึงไว้ที่หลังทีวี ผมพยายามทำให้มันดูง่ายกว่าที่เป็น ทั้งที่จริงๆ แล้วมันเต็มไปด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และชิ้นส่วนที่เป็นความลับภายใน สิ่งที่มันทำก็คือสร้างสนามแม่เหล็ก ส่งต่อพลังงาน ไปยังอีกฝั่ง

และถ้ามันเป็นไปตามนั้นจริง คุณจะเห็นภาพบนหน้าจอในอีก 10 วินาที 10 วินาทีที่ต้องรอ ก็เพราะ เวลาที่คุณจะดูทีวีที่บ้านของคุณ คุณก็เสียบปลั๊ก และจากนั้น คุณต้องกดปุ่มเปิด แต่ในกรณีนี้ พวกผมใช้ระบบควบคุมการเปิดปิดอัตโนมัติ จึงต้องใช้เวลาในการส่งคำสั่งเปิด ผมจะเสียบปลั๊กที่นี่ มันก็เริ่มสร้างสนามแม่เหล็ก และส่งผ่านให้เกิดสนามแม่เหล็กที่นี่ อย่างที่ผมบอก ในระยะเวลา 10 วินาที คุณจะเห็นภาพบนหน้าจอ

นั่นเป็น (เสียงปรบมือ) ทีวีสีที่มีขายทั่วไปตามท้องตลาด ลองนึกภาพว่า คุณมีเจ้าสิ่งนี้และอยากแขวนมันไว้บนผนัง มีคนมากมายที่อยากแขวนมันบนผนัง? ลองคิดดู คุณไม่ต้องเห็นสายไฟห้อยลงมาอีก คุณสามารถกำจัดมันทิ้งได้เลย

อีกสิ่งหนึ่งที่ผมอยากพูดคือเรื่องความปลอดภัย ไม่มีอะไรเกิดขึ้น เห็นมั้ย ผมสบายดี ผมจะทำให้ดูอีกที คนมักจะถามต่อโดยทันทีว่า "คุณทำมันให้เล็กลงได้อีกแค่ไหน? มันเล็กพอหรือยัง?" ผมอยากให้นึกถึงจุดเริ่มต้นจากแนวคิดของ ดร.โซลยาสิกซ์ ว่ามาจากการร้องเตือนในโทรศัพท์มือถือของภรรยาท่าน

ผมจะแสดงอะไรให้คุณดู เราออกแบบให้ใช้งานกับสิ่งนี้ นี่คือ กูเกิล จี 1 มันคือโทรศัพท์มือถือรุ่นล่าสุด ทำงานบนระบบปฎิบัติการแอนดรอยด์ ผมเคยได้ยินคนพูดถึงมันมาก่อน มันแปลกใหม่ และใช้แบตเตอรี่ มันถูกติดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่ง วายทริกซิตี้ (WiTricity) ใส่ไว้ข้างหลังมัน ผมอยากให้กล้องถ่ายมาที่ตรงนี้ โอเค เยี่ยม มองเข้าไปใกล้ๆ คุณจะเห็นโทรศัพท์มือถือ ได้รับพลังงานไฟฟ้าไร้สาย (เสียงปรบมือ)

ผมรู้ว่าพวกคุณบางคนเป็นสาวกบริษัทแอปเปิล (Apple) มันไม่ง่ายเลยที่จะเจาะเข้าไปในโทรศัพท์มือถือของแอปเปิล เราจึงติดแผ่นเล็กๆไว้ที่ด้านหลัง ทำให้เราสามารถเปิดและชาร์จพลังงานมันได้ พวกคุณบางคนคงจำแถบสีเขียวกลางจอนี้ได้ (เสียงปรบมือ)

โนเกียก็เหมือนกัน คุณคงเห็นว่าเราใส่อะไรเล็กๆ ไว้ที่ด้านหลัง มันน่าจะร้องบี๊บ ตามปกติ และส่องแสงสว่างบนหน้าจอ นึกภาพว่าสิ่งเหล่านี้อยู่บนเพดาน อยู่บนพื้น อยู่ใต้โต๊ะ เมื่อคุณกลับมาถึงบ้าน เดินตามทางเดิน คุณถือกระเป๋า มันก็ทำงานให้อุปกรณ์ในกระเป๋า คุณไม่ต้องคอยกังวลที่จะต้องคอยเสียบปลั๊กพวกมันอีกต่อไป คิดถึงสิ่งที่มันจะทำให้คุณได้

ผมคิดถึงการปิดตัวของ แนวคิดอมตะจากนิตยสารนิวยอร์คเคอร์แม็กกาซีน (The New Yorker Magazine) ซึ่งเป็นสไลด์แผ่นสุดท้าย สำหรับคนที่อ่านตรงนี้ไม่ออก เขาเขียนว่า "มีปรากฎการณ์ของอะไรบางอย่างที่เป็นเทคโนโลยีไร้สาย" ขอบคุณมากครับ (เสียงปรบมือ)