เจาะลึกเทคโนโลยี 5G สุดล้ำที่ทุกคนต้องรู้ วิศวะฯ ธรรมศาสตร์ บ่มเพาะบัณฑิตยุคใหม่ สร้างนวัตกรรมรับประเทศไทย 4.0
เทคโนโลยี 5G ที่ทั่วโลกรวมทั้งคนไทยกำลังรอคอยเพื่อการใช้บริการ นับว่าเป็นเทคโนโลยีไร้สายล่าสุด ทำให้ทุกสรรพสิ่งเชื่อมต่อกัน ซึ่งไม่ใช่แค่เชื่อมโยงกับระบบเครือข่ายโทรศัพท์มือถือเพียงอย่างเดียวอีกต่อไปแล้ว แต่จะรวมถึงอุปกรณ์ทุกชนิดที่เชื่อมอินเทอร์เน็ตได้ (Internet of Things หรือ IoT) อย่างไรก็ดี กว่าที่ประเทศไทยจะก้าวเข้ามาถึงเทคโนโลยีเปลี่ยนโลกอย่าง 5G ต้องใช้ระยะเวลาถึง 34 ปี โดยมีด้วยกัน 5 Generation ดังนี้ 1G เปลี่ยนโทรศัพท์บ้านสู่มือถือ
เริ่มต้นที่เทคโนโลยี 1G เกิดขึ้นเมื่อ 2529 เป็นยุคการสื่อสารผ่านการคุยกันด้วยเสียง ในรูปแบบการโทรเข้า-โทรออก และเมื่อก้าวสู่เทคโนโลยีดิจิทัลของ 2G ตามมาตรฐานยุโรปหรือที่เรียกว่าระบบ GSM ซึ่งประเทศฟินแลนด์เป็นผู้พัฒนาระบบดังกล่าวขึ้นมา โดยการเกิดของเทคโนโลยี 2G ส่งผลให้มีการใช้งานโทรศัพท์เคลื่อนที่อย่างแพร่หลายทั่วโลก นอกเหนือจากการโทรเข้า-โทรออกแล้วนั้น ในช่วงปลายของ 2G ยังมีการพัฒนาฟังก์ชั่นเพื่อผู้ใช้งานสามารถเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตได้ หรือที่เรียกว่าระบบ GPRS แต่อัตราการส่งข้อมูลก็ยังไม่รวดเร็วนัก
โลกไร้พรมแดนเมื่อเกิด 3G – 4G
เมื่อเข้าสู่ยุค 3G ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่เข้ามาเปลี่ยนโลกให้เกิดการสื่อสารไร้พรมแดน หรือเข้าใจง่าย ๆ เป็นยุคของอินเทอร์เน็ต (Internet) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีเชื่อมต่อแบบไร้สายด้วยความเร็วที่สูงขึ้น เราสามารถดูวีดิโอ ฟังเพลง หรือเล่นเกมออนไลน์จากการใช้อินเทอร์เน็ต และเมื่อประเทศไทยก้าวสู่ยุค 4G ประสิทธิภาพของเทคโนโลยี ส่งผลให้ผู้ใช้บริการสามารถเข้าถึงมัลติมีเดียอย่างมีอรรถรสยิ่งขึ้น เช่น การสนทนาผ่านโปรแกรม Video Conference ในระดับความคมชัดแบบ HD, โหลดหนัง ฟังเพลง โดยไม่มีสะดุด5G เทคโนโลยีเปลี่ยนประเทศไทย
เทคโนโลยี 5G นำคนทั่วโลกรวมทั้งคนไทยก้าวเข้าสู่ยุคของ IoT (Internet of Things) หรือเรียกว่า อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง ซึ่งหมายถึงการเชื่อมโยงกับทุกสรรพสิ่งเข้าด้วยกัน ไม่ว่าจะเป็น อุปกรณ์พกพา เครื่องใช้ไฟฟ้า หรือกระทั่งรถยนต์ โดยไม่จำกัดอยู่แต่อุปกรณ์สมาร์ทโฟนอีกต่อไป เท่ากับว่าเราสามารถประยุกต์ใช้กับอุปกรณ์ทุกอย่างที่ถูกออกแบบมาให้เชื่อมโยงกันได้บนเครือข่ายอินเทอร์เน็ตได้ทุกอย่าง อีกทั้งสมรรถนะของเทคโนโลยี 5G ยังทดแทนเครือข่ายความเร็วสูงในบ้านโดยที่ไม่ต้องใช้สายเคเบิล สามารถรับข้อมูลได้เร็วสูงสุดถึง 20 Gbps
นอกจากนี้ การมาของ 5G ยังเพิ่มอรรถรสทางด้านเอ็นเตอร์เทนเมนต์ (Entertainment) การดูหนัง ฟังเพลง การเล่นเกม แบบเรียลไทม์ที่ไหลลื่นไม่สะดุด นำพาทุกคนได้สัมผัสกับเทคโนโลยีความเป็นจริงเสมือน VR (Virtual Reality) และ AR (Augmented Reality) การเพิ่มความถี่ใช้ในช่วง 24 – 40 GHz ตลอดจนยังออกแบบให้การใช้งานมีความเสถียรภาพถึง 99.9999% ช่วยให้สามารถใช้งานที่ต้องการความปลอดภัยและความแม่นยำได้ดี เช่น การวินิจฉัยทางไกลผ่านอินเทอร์เน็ตความเร็วสูง ที่สำคัญยังรองรับการใช้งานในแต่ละพื้นที่มากกว่า 1 ล้านอุปกรณ์ต่อพื้นที่ 1 ตร.กม. แถมยังรับข้อมูลสูงสุดต่อวินาทีได้ 20 เท่าของ 4G
ผศ.ดร.ดามพ์เมษ บุณยะเวศ ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ (มธ.) หรือ TSE เผยว่า ท่ามกลางการเปลี่ยนแปลงก้าวเข้าสู่ยุค 5G ของทั่วโลก ประเทศไทยต้องเดินหน้าทรานส์ฟอร์เมชั่นครั้งใหญ่ เพื่อเพิ่มขีดความสามารถการแข่งขันเวทีการค้าระดับโลก การพัฒนาบุคคลากรที่มีความรู้และความสามารถรองรับเทคโนโลยี 5G นับว่าเป็นจิ๊กซอว์ตัวสำคัญในการขับเคลื่อนเศรษฐกิจ ทางคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ (มธ.) หรือ TSE ได้เปิดการเรียนการสอนล้ำสมัยตอบโจทย์ยุคดิจิทัลครอบคลุม 5 สาขาวิศวกรรมหลัก ได้แก่ 1. วิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ 2. วิศวกรรมอุตสาหการ 3. วิศวกรรมเครื่องกล 4. วิศวกรรมโยธา และ 5. วิศวกรรมเคมี
ทั้งนี้ TSE มุ่งผลิตบัณฑิตสู่ตลาดแรงงานภายใต้แนวคิด "เป็นมากกว่าวิศวกร" (Engineering and Beyond) บ่มเพาะบัณฑิตยุคใหม่ที่สร้างสรรค์นวัตกรรมโดดเด่นทางด้านซอฟต์แวร์ หรือกระทั่งระบบเชื่อมโยงรองรับกับเครือข่ายของเทคโนโลยี 5G โดยมีผลงานวิจัยและพัฒนานวัตกรรมที่หลากหลาย เพื่อรองรับการมาถึงของเทคโนโลยี 5G ผ่านการจับมือร่วมกันของแต่ละสาขาวิชา เพื่อสร้างนวัตกรรมตอบโจทย์กับสังคมที่ทรานส์ฟอร์เมชั่น โดยมีตัวอย่างด้วยกัน 4 นวัตกรรม รายละเอียดดังนี้
1. ซอฟต์แวร์เอไอพลิกมิติวงการแพทย์ไทย วงการแพทย์ของประเทศไทยในช่วงที่ผ่านมา ต้องเผชิญกับปัญหาบุคคลากรทางการแพทย์ขาดแคลน และอุปกรณ์การรักษาไม่เพียงพอต่อการรักษาผู้ป่วย TSE ร่วมมือกับกรมการแพทย์และศูนย์แห่งความเป็นเลิศทางวิชาการด้านสารสนเทศอัจฉริยะ เทคโนโลยีเสียงพูดและภาษา และนวัตกรรมด้านบริการ (CILS) พัฒนา "ซอฟต์แวร์เอไอเชสท์ฟอร์ออล" (AIChest4All) โดยใช้เทคโนโลยีเอไอหรือปัญญาประดิษฐ์มาเรียนรู้ภาพเอกซเรย์ทรวงอกของผู้ป่วยมากกว่า 2 แสนภาพ จากการป่วยด้วยโรคต่าง ๆ เช่น วัณโรค มะเร็งปอด และหัวใจผิดปกติ
ทั้งนี้ ซอฟต์แวร์เอไอเชสท์ฟอร์ออล เป็นโปรแกรมที่ทำการวิเคราะห์ของผู้ป่วย โดยจะระบุเป็นสีถึงระดับความเสี่ยง คือ เขียวเข้ม เขียวอ่อน เหลือง ส้ม และแดงตามลำดับ พร้อมบอกตำแหน่งที่มีปัญหา สามารถทราบผลคัดกรองได้ในเวลาไม่ถึง 1 นาที และมีความแม่นยำมากกว่า 80% อย่างไรก็ตาม ซอฟต์แวร์ดังกล่าวพร้อมเปิดให้โรงพยาบาลรัฐทั่วประเทศสามารถใช้ได้โดยไม่คิดค่าใช้จ่าย ซึ่งตอบโจทย์ Smart Hospital ตามเป้าประสงค์ของรัฐบาลและ กสทช. ในการลดความเหลื่อมล้ำและเพิ่มโอกาสเข้าถึงบริการด้านสาธารณสุขและการแพทย์
2. ไอโอทีสร้างเกษตรไทยก้าวสู่ฟาร์มอัจฉริยะ ภาคการเกษตรยังเป็นเศรษฐกิจรากฐานที่สำคัญของประเทศไทย แต่เพื่อเพิ่มขีดความสามารถทางการแข่งขันการค้าในภูมิภาคอาเซียน เกษตรกรรมต้องขับเคลื่อนด้วยเทคโนโลยี เพื่อก้าวสู่การเป็นฟาร์มอัจฉริยะ ทาง TSE ได้นำอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) และเอไอมาเป็นพื้นฐานการพัฒนานวัตกรรม "เครื่องนับไข่ไก่อัตโนมัติด้วยกล้องวงจรปิดเอไอ" โดยใช้เทคโนโลยีการวิเคราะห์ภาพวีดิโอจากกล้องวงจรปิด เพื่อนับจำนวนไข่ในฟาร์ม ซึ่งในแต่ละวันมีไข่ไก่บนสายพานจำนวนมาก เพื่อช่วยลดระยะเวลาในการเช็คปริมาณไข่ไก่ที่ผลิตได้ต่อวัน และยังสามารถเช็คจำนวนไข่ไก่ที่ผลิตได้จากอุปกรณ์ต่าง ๆ แบบเรียลไทม์ เพื่อยกระดับฟาร์มไข่ไก่สู่ระบบสมาร์ทฟาร์มเต็มรูปแบบ ซึ่งสมาร์ทฟาร์มเป็นการตอบสนองวิสัยทัศน์เชิงนโยบายของรัฐบาลในการผลักดัน เพื่อให้ประเทศไทยก้าวพ้นกับดักรายได้ปานกลาง แก้ปัญหาความเหลื่อมล้ำของรายได้
3. เทคโนโลยีคลาวด์สู่ระบบจัดการข้อมูลใช้น้ำประปา ปัจจุบันการจัดเก็บข้อมูลการใช้น้ำของผู้บริโภค ใช้แรงงานของพนักงาน ทำให้เกิดค่าใช้จ่ายสูง และในแง่กระบวนการทำงานไม่สามารถรวบรวมข้อมูลแบบเรียลไทม์ โดย TSE พัฒนาระบบควบคุมจัดการข้อมูลการใช้น้ำประปาบนระบบคลาวด์ เพื่อสอดรับกับนวัตกรรม "มิเตอร์อัจฉริยะ" อุปกรณ์ตรวจวัดและบริหารจัดการน้ำแบบอัจฉริยะ (Smart Water Meter) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่มีการติดตั้งเซนเซอร์ไว้ในมิเตอร์น้ำ โดยเซนเซอร์ทำหน้าที่ในการวัดอัตราการไหลของน้ำ จึงทำให้รับรู้ถึงการเคลื่อนไหวของระบบน้ำประปาภายในที่อยู่อาศัย และทำการติดตั้งสวิตซ์สำหรับการควบคุมการปิด-เปิดของระบบน้ำประปา ทำให้รู้ว่าภายในที่อยู่อาศัยมีการใช้น้ำและสามารถควบคุมการทำงานผ่านทาง "Smart Water Meter" เพื่อเข้าสู่เว็บไซต์และนำมาแสดงผลการใช้งานแบบเรียลไทม์บนหน้าเว็บไซต์ที่ทางผู้จัดเก็บทำขึ้น ซึ่งสามารถประยุกต์ให้สอดรับกับการนำคลื่นความถี่ 2600 MHz ของ กสทช. มาใช้กับแผนของ Smart City ในพื้นที่เป้าหมายต่าง ๆ
ภาพการสแกนวัตถุ 3 มิติ สำรวจ เก็บข้อมูลพิกัด วัดไชยวัฒนาราม จ.อยุธยา
4. สร้างแบบจำลอง 3D อนุรักษ์โบราณสถาน โบราณสถาน เป็นสถาปัตยกรรมที่ล้ำค่า ซึ่งส่วนใหญ่จะมีความเก่าแก่และมีอายุร่วมกว่า 100 ปี การบูรณะซ่อมแซมโบราณสถานต้องศึกษาจากร่องรอยหลักฐานของโบราณสถานเดิม เพื่อให้สถาปัตยกรรมและศิลปะใกล้เคียงกับแบบเดิมมากที่สุด ทาง TSE ร่วมกับโครงการวิจัย "อนุรักษ์โครงสร้างโบราณสถานตามหลักวิศวกรรม" ที่สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) จัดขึ้น ณ จังหวัดพระนครศรีอยุธยา เพื่อรวบรวมข้อมูลอย่างละเอียดและประเมินความเสียหายของโบราณสถานอย่างแม่นยำ พร้อมกับวางแผนในการบูรณะซ่อมแซมป้องกันได้ทันท่วงที โดย TSE ร่วมวิจัยในโครงการย่อยที่ 2 การสำรวจรูปทรงจากการถ่ายภาพ และสร้างแบบจำลอง 3D การสำรวจพฤติกรรมเชิงพลศาสตร์ของโครงสร้างเพื่อการสร้างแบบจำลอง 3D ทั้งนี้ ผลลัพธ์ในภาพรวม คือ การยกระดับแหล่งท่องเที่ยวและแหล่งเรียนรู้ทางศิลปวัฒนธรรม เพื่อเสริมสร้างภาพลักษณ์แหล่งท่องเที่ยวแหล่งเรียนรู้ทางมรดกศิลปวัฒนธรรมต่างๆ โดยการบูรณาการข้อมูลโบราณสถานของ กรมศิลปากร กระทรวงวัฒนธรรม ถือเป็นก้าวหนึ่งของ Smart Government อันเป็นหนึ่งในองค์ประกอบสำคัญของ Smart City
5. วิศวะฯ ธรรมศาสตร์ สร้างนวัตกรรมต่อยอดเทคโนโลยี 5G เมื่อโลกก้าวสู่ 5G หลักของการใช้งานและบริการใน 3 ลักษณะ ได้แก่
- การสื่อสารความเร็วสูงผ่านเครือข่ายเคลื่อนที่ไร้สาย (Enhanced Mobile Broadband : eMBB) ส่งผลให้การสื่อสารเคลื่อนที่ ที่เครือข่ายสามารถรับ-ส่งข้อมูลได้เร็วขึ้นหรือได้ปริมาณมากขึ้นโดยใช้เวลาที่น้อยลง ในส่วนนี้ TSE จะต่อยอดระบบ "ซอฟต์แวร์เอไอเชสท์ฟอร์ออล" ในบริการ Telemedicine เพื่อให้บริการสื่อสารข้อมูลทางการแพทย์และผลการวิเคราะห์ที่รวดเร็วยิ่งขึ้น
- การสื่อสารที่ต้องการเสถียรภาพและผลตอบสนองรวดเร็ว (Ultra-reliable and low latency communications : URLLC) ทำให้การรับส่งข้อมูลเป็นแบบ Real Time เพื่อนำไปใช้กับระบบที่ต้องมีความแม่นยำสูง เช่น การผ่าตัดทางการแพทย์ระยะไกล รถยนต์ไร้คนขับ Connected Car สำหรับการวิจัยและพัฒนาของ TSE เล็งเห็นถึงการต่อยอดโครงการอนุรักษ์โครงสร้างโบราณสถาน ในอนาคตอาจจะพัฒนาต่อยอดได้ไปจนถึงการท่องเที่ยวโบราณสถานในโลกเสมือนจริง VR (Virtual Reality) และ AR ( Augmented Reality)
- การสื่อสารของอุปกรณ์อัจฉริยะจำนวนมาก (Massive machine type communications : mMTC) ยังเน้นการเชื่อมต่ออุปกรณ์จำนวนมากเข้ากับเครือข่าย เช่น อุปกรณ์ loT เซนเซอร์ในอุตสาหกรรม 4.0 ทาง TSE วางแนวทางการวิจัยและพัฒนาจากมิเตอร์อัจฉริยะ หรือต่อยอดระบบควบคุมความดันอัตโนมัติในระบบประปาขนาดใหญ่ ไปสู่การการตรวจวัดตัวแปรอื่น ๆ ในระบบประปาขนาดใหญ่ เช่น อัตราการใช้น้ำประปาในพื้นที่ที่สนใจเฉพาะ และต่อยอดโครงการอนุรักษ์โครงสร้างโบราณสถาน ไปสู่เครือข่ายเซนเซอร์ตรวจวัดตัวแปรต่าง ๆ โบราณสถาน เช่น การสั่นสะเทือน ความชื้น เป็นต้น
นับว่า 5G เป็นเทคโนโลยีที่เป็นคลื่นลูกใหญ่เข้ามาเปลี่ยนแปลงในทุกมิติ โดยเทคโนโลยีดังกล่าวสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในหลากหลาย เช่น ภาคอุตสาหกรรมสามารถนำ AI หรือมาใช้ในกระบวนการผลิต รองรับกับแรงงานคนที่มีแนวโน้มขาดแคลนในอนาคต ภาคการเกษตรสามารถใช้ IOT ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตสินค้าเกษตรได้ดียิ่งขึ้น และทำให้คุณภาพชีวิตของคนไทยก้าวสู่ Smart Life สำหรับประเทศไทย คณะกรรมการกิจการกระจายเสียง กิจการโทรทัศน์ และกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ (กสทช.) กำหนดให้มีการประมูลคลื่นความถี่ ในวันที่ 16 กุมภาพันธ์ 2563 และหากเป็นไปตามแผน คาดว่า ประเทศไทยจะใช้เทคโนโลยี 5G ในเดือนมิถุนายน – กรกฎาคม 2563 อย่างแน่นอน ผศ.ดร.ดามพ์เมษ กล่าวทิ้งท้าย
ติดตามความเคลื่อนไหวของคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ (มธ.) หรือ TSE ได้ที่ เฟซบุ๊กแฟนเพจ www.facebook.com/ENGR.THAMMASAT หรือเว็บไซต์ www.engr.tu.ac.th
