Insight Series: Beyond Light

สำรวจโลกของแสงจากสองมุมมอง

เมื่อวันจันทร์ที่ 24 มีนาคม 2568 ที่ผ่านมา สำนักหอสมุด มจธ. ได้มีการจัดงานเสวนา Insight Series ในหัวข้อ "Beyond Light" ซึ่งมุ่งเน้นการถ่ายทอดความรู้ด้านการออกแบบแสงสว่างผ่านมุมมองข้ามศาสตร์จากสองแขนง ได้แก่ สถาปัตยกรรมศาสตร์และการออกแบบและวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า โดยมีวิทยากรผู้ทรงคุณวุฒิร่วมแลกเปลี่ยนองค์ความรู้ ดังนี้

• ผศ. ดร.จรรยาพร สไตเลอร์ อาจารย์ประจำคณะสถาปัตยกรรมศาสตร์และการออกแบบ และผู้อำนวยการศูนย์วิจัยและนวัตกรรมการส่องสว่าง (LRIC)
• ดร.อัจฉราวรรณ จุฑารัตน์ อาจารย์คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์และการออกแบบ กรรมการสมาคมไฟฟ้าแสงสว่างแห่งประเทศไทย และมูลนิธิอาคารเขียว
• อาจารย์เกรียงไกร พัฒนภักดี หัวหน้าห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีไฟฟ้าและการส่องสว่าง และเลขาธิการสมาคมไฟฟ้าแสงสว่างแห่งประเทศไทย
• อาจารย์มาโนช แสนหลวง นักวิจัยประจำห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีไฟฟ้าและการส่องสว่าง ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า

บทความนี้จะพาทุกท่านย้อนกลับไปเก็บตกประเด็นสำคัญจากงานเสวนาฯ ที่ไม่เพียงแต่สะท้อนความรู้ด้านแสงสว่าง แต่ยังเปิดมุมมองใหม่ ๆ จากการบูรณาการองค์ความรู้ข้ามศาสตร์อีกด้วย

Part 1 Human Environment Centric Light

รู้หรือไม่ แสงสว่างไม่ได้มีบทบาทเพียงแค่ให้ความสว่างแต่ยังมีผลกระทบต่อสุขภาพ จิตใจ สิ่งแวดล้อม และคุณภาพชีวิตของมนุษย์ในหลายมิติ

ดร.อัจฉราวรรณ จุฑารัตน์ เปิดประเด็นด้วยมุมมองด้าน "แสงในฐานะคลื่นที่สัมพันธ์กับชีวิต" ที่ไม่เพียงช่วยในการมองเห็นแต่ยังส่งผลต่อนาฬิกาชีวภาพของมนุษย์ (Biological Clock) ที่ควบคุมวงจรการตื่นนอน การหลั่งฮอร์โมน และการทำงานในร่างกาย โดยเฉพาะแสงในเวลากลางคืนที่มีความเข้มสูงหรือแสงสีฟ้าจากหน้าจอโทรศัพท์ล้วนส่งผลต่อการหลั่งฮอร์โมนเมลาโทนิน ซึ่งเป็นฮอร์โมนที่ช่วยในการนอนหลับ หากร่างกายเราได้รับแสงเหล่านี้ในเวลากลางคืน การหลั่งเมลาโทนินจะลดลง ส่งผลให้เกิดภาวะนอนไม่หลับ พักผ่อนไม่เพียงพอ และอาจนำไปสู่ปัญหาสุขภาพในระยะยาว รวมถึงเสี่ยงต่อโรคทางประสาท เช่น โรคพาร์กินสัน

อีกทั้งแสงยังส่งผลต่อสัตว์และพืช เช่น แสงไฟจากริมถนนมีผลทำให้ข้าวไม่ออกรวงตามฤดูกาล เช่นเดียวกับค้างคาวหรือนกที่ไม่สามารถกลับรัง ทำให้ผสมพันธุ์ตามฤดูกาลไม่ได้ เนื่องจากทิศทางของแสงผิดเพี้ยนจากธรรมชาติ หรือเต่าทะเลที่ไม่สามารถวางไข่ในพื้นที่ที่มีแสงรบกวน

เราควรออกแบบแสงด้วยความเข้าใจทั้งคนและสิ่งแวดล้อม

การเลือกใช้คลื่นแสงที่เหมาะสม เช่น wavelength ประมาณ 550 นาโนเมตร จะไม่รบกวนพฤติกรรมการใช้ชีวิตของพืชและสัตว์ และการใช้เทคโนโลยี Power over Ethernet (POE) เพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นในการควบคุมระบบไฟในอาคาร ทั้งนี้ การออกแบบแสงของอาจารย์ยังสอดคล้องกับบริบทวัฒนธรรมและธรรมชาติ เช่น หอไตรกลางน้ำในภาคอีสานที่สะท้อนแสงบนผิวน้ำราวกับผ้าไหม -- เป็นความสัมพันธ์ระหว่างแสงและสถาปัตยกรรมที่มีรากวัฒนธรรมซ่อนอยู่

นอกจากเรื่องของ "สี" แล้ว “ความเข้มของแสง” ก็มีผลมากเช่นกัน มีการทดลองโดยใช้แอปวัดแสงบนมือถือร่วมกับกลุ่มตัวอย่าง 40 คน พบว่า

"สีของแสงไม่มีผลกระทบมากนัก แต่ความเข้มของแสงมีผลต่อการรับรู้และความสบายตาของผู้ใช้งาน"

แสดงให้เห็นว่าการออกแบบแสงที่ดี อาจไม่จำเป็นต้อง “ปรับทุกอย่างให้ดูดี” แต่ต้องเข้าใจว่า ใครจะอยู่กับแสงนั้น และแสงนั้น “กำลังพูดอะไร” กับร่างกายของเรา

ผศ. ดร.จรรยาพร สไตเลอร์ กล่าวถึงการใช้แสงสว่างเพื่อสุขภาพจิตและความเป็นอยู่ที่ดี (Lighting for Mental Health and Well-being) โดยทุกวันนี้ หลายคนเริ่มใส่ Smart Watch เพื่อติดตามคุณภาพการนอน และแม้จะหลับครบชั่วโมงแต่ผลลัพธ์กลับบอกว่าการนอนยังไม่มีคุณภาพเพียงพอ

งานวิจัยพบว่าในดวงตาของเรามี "เซลล์รับแสง" ที่ควบคุมฮอร์โมนภายในร่างกาย และไวต่อแสงสีน้ำเงินมากที่สุด โดยมีบทบาทในการควบคุมระบบนาฬิกาชีวิต ซึ่งกำหนดระบบการทำงานของร่างกายทั้งฮอร์โมน การนอนหลับ ความหิว อารมณ์ โดยใน 1 วันแสงธรรมชาติจะมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ซึ่งแสงธรรมชาติในตอนเช้าและกลางวันจะมีสีน้ำเงิน สีขาว (Cool White) ที่ช่วยให้เราตื่นตัว ขณะที่ช่วงเย็นแสงจะค่อย ๆ ลดความเข้มและเปลี่ยนเป็นสีอุ่น (Warm White) ซึ่งส่งเสริมการพักผ่อน วัฐจักรเหล่านี้ควรสะท้อนในการออกแบบแสงในอาคาร โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มนุษย์มักใช้เวลาร่วมด้วยมากที่สุด เช่น ที่อยู่อาศัย สำนักงาน โรงเรียน

ออกแบบแสงอย่างเข้าใจสมองและอารมณ์

การออกแบบแสงควรพิจารณา 3 ตัวแปรหลัก ได้แก่ อุณหภูมิสีของแสง ระดับความเข้มของแสง และรูปแบบการกระจายแสง

แสงที่ออกแบบอย่างเหมาะสมสามารถส่งเสริมสุขภาวะที่ดี จากการทดลองในกลุ่มคนทำงานวัย 35-40 ปี พบว่า แสงสีเขียวและสีน้ำเงินช่วยให้ร่างกายรู้สึกผ่อนคลายจากความเครียดได้เร็วเท่ากัน แต่โทนพาสเทล (สีที่อ่อนลง) จะให้ความรู้สึกที่ผ่อนคลายกว่าโทนสีเข้ม โดยเฉพาะในผู้หญิงที่มีความไวต่อการเปลี่ยนสีของแสงมากกว่าผู้ชาย

อาจารย์ยังได้ทดลองกับนักศึกษา 110 คน ทั้งในไทยและแคลิฟอร์เนีย โดยใช้แสง 4 สีหลัก (RGB + Amber) พบว่า กว่า 80% ของนักศึกษาแคลิฟอร์เนียเลือกแสงสี Amber ว่าให้ความรู้สึกผ่อนคลายมากที่สุด ซึ่งสอดคล้องกับการวัดระดับการตอบสนองของสมองในห้องทดลอง ส่วนนักศึกษาไทยแบ่งเป็น 50% ชอบสี Amber และอีก 50% ชอบแสงสีฟ้า

Mockup Lighting: ทดลองแสงเพื่อความรู้สึก

Learning Garden และ ศาลาวีรชน ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี มีการจัดทำ Mockup Lighting ให้กลุ่มเป้าหมายได้สัมผัสแสงในบรรยากาศจริง เพื่อหาความเหมาะสมระหว่างอุณหภูมิสี ความเข้มแสง และการกระจายแสงที่ทำให้รู้สึกผ่อนคลายหรือมีสมาธิ โดยเปิดให้นักศึกษาเข้าร่วมแสดงความคิดเห็นและทดลองประสบการณ์แสงด้วยตัวเอง

ซึ่งอาจารย์ได้ทิ้งท้ายว่า การสร้างบรรยากาศที่เหมาะสมก่อนนอน เช่น การลดแสงสีฟ้า การใช้ผ้าม่านทึบ หรือการใส่ Eye Mask อาจช่วยให้ร่างกายเข้าสู่ภาวะพักผ่อนได้ดีกว่าการออกกำลังกายตอนเช้าเพียงอย่างเดียว เพราะการ “ตั้งนาฬิกาชีวิต” ให้ตรงเวลา คือกุญแจสำคัญของสุขภาพที่ยั่งยืนในระยะยาว

Part 2 เทคโนโลยีและนวัตกรรมไฟฟ้าแสงสว่างยุคใหม่

ในมุมมองด้านวิศวกรรม อ.มาโนช แสนหลวง ได้นำเสนอการพัฒนาเทคโนโลยี Adaptive Lighting Control หรือระบบควบคุมแสงอัจฉริยะที่สามารถปรับเปลี่ยนแสงตามบริบทการใช้งานและจังหวะชีวิตของผู้ใช้แบบเรียลไทม์

เริ่มจาก "การเข้าใจมนุษย์" ไม่ใช่แค่ "การควบคุมแสง"

หัวใจของการควบคุมแสงอย่างมีประสิทธิภาพ ไม่ได้อยู่แค่ในระบบไฟฟ้าหรือโคมไฟ แต่คือการเริ่มต้นจากการทำความเข้าใจ “นาฬิกาชีวิต” หรือ Circadian Rhythm ของมนุษย์ ซึ่งมีความสัมพันธ์โดยตรงกับแสง โดยเฉพาะในช่วงคลื่นความยาว 480 นาโนเมตร (แสงสีน้ำเงิน) ที่มีอิทธิพลต่อการหลั่งฮอร์โมน ความง่วง ความตื่นตัว และความรู้สึกผ่อนคลาย

เพื่อรองรับการออกแบบที่ “เข้าใจสายตา” มากกว่าการ “มองเห็น” เพียงอย่างเดียว นักวิจัยจึงเสนอแนวทางการออกแบบแบบ Non-Visual Lighting Design ซึ่งมุ่งส่งเสริมแสงที่มีผลต่อระบบประสาทและฮอร์โมน โดยใช้ค่าเชิงคุณภาพ เช่น Circadian Stimulus (CS) ซึ่งควรมีค่าอยู่ในช่วง 0–0.7 เพื่อกระตุ้นความตื่นตัว หรือช่วยให้เข้าสู่โหมดผ่อนคลายได้อย่างเหมาะสม

เทคโนโลยีเซนเซอร์กับการวัดแสงที่สัมพันธ์กับมนุษย์

หนึ่งในความท้าทายของการควบคุมแสงคือ การวัด “แสงที่ตาได้รับจริง” ไม่ใช่แค่ความสว่างบนพื้นที่พื้นหรือเพดาน

ระบบควบคุมแสงใหม่จึงเริ่มพัฒนา เซนเซอร์ RGB ที่สามารถวัดปริมาณแสงตามสเปกตรัม ที่สัมพันธ์กับดวงตา และทำการ แปลงข้อมูล (convert) ให้เป็นค่าที่ใช้ได้กับการประเมิน Equivalent Melanopic Lux (EML) ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ใช้ในเกณฑ์ WELL (เช่น UL 24480) เพื่อประเมินคุณภาพแสงที่มีผลต่อสุขภาพในระดับสากล โดยตัวอย่างการใช้งานคือ การติดตั้ง Task Light (แสงบนโต๊ะ) ร่วมกับ General Light (แสงจากเพดาน) และเซนเซอร์วัดแสงเฉพาะที่ระดับโต๊ะ ซึ่งสามารถตรวจวัดสภาพแสงรอบข้าง และส่งข้อมูลกลับสู่ระบบเพื่อปรับแสงอัตโนมัติให้เหมาะสมกับระดับสายตามนุษย์จริง ๆ ในขณะนั้น

ระบบ Adaptive Lighting Control ยังสามารถตั้งค่า “โหมด” ที่ตอบสนองต่อกิจกรรมต่าง ๆ ได้โดยตรง เช่น

• Daylight Mode – ปรับให้เข้ากับแสงธรรมชาติภายนอก (โดยใช้เซนเซอร์เปรียบเทียบ)
• Working Mode – ใช้แสงสีขาวกลางถึงเย็นเพื่อเสริมสมาธิ
• Relax Mode – ใช้แสงอุ่นที่ช่วยกระตุ้นการหลั่งเมลาโทนิน เพื่อเข้าสู่ภาวะผ่อนคลาย
• Manual Mode – ผู้ใช้งานสามารถปรับเองได้ตามความต้องการ

จากแสงในอาคารสู่แสงในภาคเกษตร

นอกจากแสงสำหรับมนุษย์ ระบบ IoT ควบคุมแสงยังถูกนำไปพัฒนาในบริบทอื่น เช่น แสงสำหรับการเพาะปลูกพืชในระบบ Smart Farming ซึ่งต้องอาศัยการควบคุมสเปกตรัมอย่างละเอียด เพื่อส่งผลต่อการสังเคราะห์แสงของพืช คล้ายกับที่มนุษย์ตอบสนองต่อแสงผ่านฮอร์โมนต่าง ๆ

อ.เกรียงไกร พัฒนภักดี นำเสนอเรื่องการพัฒนาโคมไฟถนน LED Solar ที่มุ่งเน้นการประหยัดพลังงานและตอบโจทย์พื้นที่ห่างไกล โดยออกแบบให้ทำงานได้ดีในทุกสภาพอากาศและใช้เทคโนโลยี AI และ Machine Learning ในการพยากรณ์พลังงานที่ใช้ล่วงหน้า เพื่อให้แสงสว่างเพียงพอแม้ในพื้นที่ที่มีฝนตกต่อเนื่องเป็นเวลานาน

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การนำระบบไฟถนน LED ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์มาใช้งานในพื้นที่ห่างไกล เช่น พื้นที่ชนบท หรือถนนไร้ระบบจำหน่ายไฟฟ้า กลายเป็นทางออกที่น่าจับตามอง ด้วยความสามารถในการติดตั้งแบบ Stand-alone โดยไม่ต้องพึ่งพาโครงข่ายไฟฟ้ากระแสสลับที่มีต้นทุนสูงและใช้เวลานานในการวางระบบ

อย่างไรก็ตาม ความคาดหวังเรื่อง “ไฟสว่างตลอดคืน” ไม่ได้เกิดขึ้นง่าย ๆ โดยเฉพาะเมื่อโคมไฟเหล่านี้กลับดับไปในช่วงตี 2 ทั้งที่ควรเปิดใช้งานตั้งแต่ 18.00 – 06.00 น. สะท้อนให้เห็นถึง ข้อจำกัดเชิงเทคนิค ที่ยังรอการพัฒนาอย่างรอบด้าน

ในจังหวัดที่ไฟฟ้ายังไปไม่ถึง เช่น พื้นที่ชนบทในภาคใต้ ระบบไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์มีความ “คุ้มค่า” ที่สุด เพราะไม่ต้องลงทุนวางสายจำหน่าย หรือสถานีแปลงไฟ และสามารถใช้งานได้ทันทีหลังติดตั้ง แต่ในพื้นที่เดียวกันนี้เอง กลับมีปัจจัยด้าน “ภูมิอากาศ” ที่เป็นอุปสรรคโดยตรง เช่น จังหวัดระนอง ซึ่งมีฝนตกเฉลี่ยถึง 5–7 วันต่อเนื่อง ทำให้ ปริมาณแสงอาทิตย์แปรปรวน ส่งผลให้โคมไฟไม่สามารถชาร์จพลังงานได้เต็มที่ และอาจไม่สามารถเปิดไฟได้ครบตลอดคืน

ศักยภาพของโซลาร์เซลล์และแนวทางการปรับปรุง

การออกแบบระบบไฟถนนแบบแยกส่วน (Split Type) แทนแบบ All-in-One (AIO) กลายเป็นแนวทางสำคัญที่ช่วยให้สามารถปรับทิศทางของแผงโซลาร์เซลล์ให้รับแสงได้เต็มที่ ไม่ถูกจำกัดโดยแนวถนนที่อาจไม่หันหน้ารับแสงโดยตรง

การออกแบบขั้นสูงยังรวมถึง:

• การติดตั้งแผงเซลล์ทั้งแนวราบ (Horizontal) และแนวดิ่ง (Direct) เพื่อรับแสงได้หลากหลายทิศ
• ถาดหมุนแผงเซลล์อัตโนมัติ เพื่อหันรับแสงตลอดวัน
• แบตเตอรี่แบบ Multi-Module ที่แยกเป็นหลายหน่วยในระบบเดียว เพิ่มความเสถียรและสำรองไฟได้มากขึ้น
• การผนวกพลังงานลม หรือการชาร์จร่วมกับระบบไฟฟ้ากระแสสลับ (Hybrid System) ซึ่งแม้จะลงทุนสูง แต่เหมาะกับพื้นที่เฉพาะที่มีความเสี่ยงต่อความมืดเป็นพิเศษ

ระบบควบคุมอัจฉริยะและการคาดการณ์ล่วงหน้า

จุดเปลี่ยนสำคัญในระบบโคมไฟถนนยุคใหม่คือ การพัฒนา “สมองกล” ให้ระบบสามารถตัดสินใจได้เอง ว่าควรปล่อยพลังงานเท่าไหร่ โดยอิงจากปริมาณพลังงานที่เหลืออยู่ และการคาดการณ์ล่วงหน้าว่าจะสามารถชาร์จไฟได้เท่าไรในวันถัดไป

ระบบนี้ประกอบด้วย:

• เซนเซอร์ตรวจจับแรงดันไฟในแบตเตอรี่ เพื่อตีความว่าแบตเตอรี่เหลืออยู่กี่เปอร์เซ็นต์
• ระบบลดแสงอัตโนมัติ (Dimming) ในพื้นที่ที่แบตไม่เพียงพอ เช่น หรี่เหลือ 50% ช่วงดึก
• โมเดลการคำนวณล่วงหน้า (Day+1, +2, +3) เพื่อกำหนดการเปิด-ปิดไฟในวันถัดไปให้เหมาะสมกับพลังงานที่คาดว่าจะได้รับ

ปัญญาประดิษฐ์ (AI) กับการพยากรณ์พลังงาน

แนวทางที่น่าสนใจคือการนำ Machine Learning (ML) มาใช้วิเคราะห์ข้อมูลย้อนหลัง เช่น ความชื้น อุณหภูมิ ดัชนีก้อนเมฆ และประวัติการได้รับรังสีดวงอาทิตย์ เพื่อสร้างโมเดลพยากรณ์ปริมาณแสงในแต่ละวัน และวางแผนการใช้พลังงานให้มีประสิทธิภาพสูงสุด

การติดตามและบำรุงรักษา: ปิดจุดอ่อนของระบบอัตโนมัติ

การมีระบบติดตามผลแบบเรียลไทม์ (Monitoring System) ที่สามารถรับส่งข้อมูลไร้สายกลับมายังศูนย์ควบคุมกลาง เป็นหัวใจของการดูแลรักษาในระยะยาว โดยเฉพาะในพื้นที่ห่างไกลที่การซ่อมบำรุงต้องมีการวางแผนล่วงหน้า

การมีข้อมูลครบถ้วน เช่น ระดับแบตเตอรี่ ความเข้มแสง และอัตราการเปิดไฟ จะช่วยให้วิศวกรสามารถคาดการณ์ช่วงเวลาที่ต้องเปลี่ยนแบตหรือซ่อมระบบได้แม่นยำยิ่งขึ้น

จากมุมมองของวิทยากรทั้ง 4 ท่าน จะเห็นได้ว่าแสงสว่างไม่ใช่แค่สิ่งที่ช่วยทำให้เรามองเห็น แต่เป็นองค์ประกอบสำคัญที่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อสุขภาวะของมนุษย์และระบบนิเวศโดยตรง ความรู้ด้านการออกแบบแสงสว่างจึงเป็นสิ่งสำคัญที่ช่วยในการสร้างสังคมที่มีคุณภาพชีวิตที่ดีและรักษาสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน