นักวิจัยเทคโนโลยีแสงสว่างผู้ขนานนามว่า “เกรียงไกร พัฒนภักดี”

แสงสว่างไม่เพียงช่วยให้เรามองเห็น

แต่ยังเป็นหัวใจสำคัญของความปลอดภัยและคุณภาพชีวิต

โดยเฉพาะ 'โคมไฟถนน' ที่มีบทบาทสำคัญในการเสริมสร้างความปลอดภัยบนท้องถนน

ร่วมเปิดมุมมองกับ อาจารย์เกรียงไกร พัฒนภักดี หัวหน้าห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีไฟฟ้าและการส่องสว่าง ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า มจธ. และเลขาธิการสมาคมไฟฟ้าแสงสว่างแห่งประเทศไทย ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีไฟถนนที่มีประสบการณ์และผลงานวิจัยในการพัฒนาโคมไฟถนนอัจฉริยะ เพื่อตอบโจทย์การสร้างความปลอดภัยและประหยัดพลังงานในอนาคต

งานวิจัยที่กำลังดำเนินการ

         ก่อนอื่นนั้นขอแนะนำห้องปฏิบัติการเป็นอย่างแรก ที่เรียกว่า E-LU Lab หรือห้องปฏิบัติการไฟฟ้าและส่องสว่าง ซึ่ง E หมายถึง Eluminance ปริมาณแสงที่ตกกระทบพื้นที่ต่าง ๆ L หมายถึง Luminance แสงที่ตาคนเรามองเห็น และตัวสุดท้าย U หมายถึง Uniformity คือความสม่ำเสมอของแสง 

ฉะนั้น “ การออกแบบเชิงวิศวกรรมส่องสว่าง มี 3 องค์ประกอบหลักคือปริมาณแสงต้องเพียงพอ สม่ำเสมอ และต้องมีคุณภาพแสงที่ดี รวมถึงเรื่องของสีสันต่าง ๆ ”

         การออกแบบแสงสว่างฝั่งวิศวกรรมจะเน้นงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีแสงสว่าง ซึ่งปัจจุบันเราจะมุ่งเน้นการพัฒนาผลิตภัณฑ์ Smart Luminaire หรือ โคมไฟอัจฉริยะ ทั้งหลายรวมถึงระบบควบคุม โดยในส่วนของผมจะเน้นด้านไฟถนนเป็นหลัก

แนวทางการพัฒนาโคมไฟถนนอัจฉริยะ

ปัจจุบัน เทคโนโลยีไฟถนนในประเทศไทยยังไม่ได้พัฒนาให้เทียบเคียงกับต่างประเทศมากนัก ในขั้นตอนแรกที่เราทำอยู่เป็นการพัฒนาส่วนของมาตรฐานในประเทศ โดยเฉพาะเรื่องคุณสมบัติการสะท้อนแสงของผิวถนนในประเทศไทย ซึ่งเราอาจจะไม่เคยมีการเก็บข้อมูลหรือการวิจัยจำแนกว่า ผิวถนนของเรา มีการสะท้อนแสงแบบไหน ? ส่วนนี้จะเป็นจุดหนึ่งที่กำลังวิจัยอยู่

จนมาส่วนของแสงที่ผิวถนน คุณภาพของแสงที่สะท้อนกับผิวถนนจะขึ้นอยู่กับประเภทของผิวและอายุการใช้งาน เช่น ผิวถนนแห้ง ผิวถนนเปียก ผิวถนนที่ใช้งานมานาน ปัจจัยเหล่านี้ล้วนส่งผลต่อคุณภาพแสงที่ผู้ขับขี่มองเห็น ซึ่งปัจจุบันโคมไฟถนนไม่สามารถควบคุมการกระจายแสงได้เอง ทำให้เมื่อผิวถนนเปลี่ยนไป แสงที่สะท้อนก็เปลี่ยนแปลงตามไปด้วย งานวิจัยที่กำลังดำเนินการจึงเน้นการศึกษา ออกแบบพัฒนา "โคมไฟอัจฉริยะ" ที่สามารถปรับเปลี่ยนการกระจายแสงให้เหมาะสมกับสภาพผิวถนน เช่น ในช่วงที่ฝนตก โคมไฟจะสามารถปรับการกระจายแสงได้อย่างเรียลไทม์ให้เหมาะกับสภาพผิวถนนในตอนนั้น สิ่งนี้จะเป็นอีกหนึ่งงานที่แล็บกำลังดำเนินการครับ

อาจารย์ช่วยขยายความเรื่องคุณสมบัติการสะท้อนแสงของผิวถนนให้ฟังหน่อยได้ไหมคะ

        แสงที่ผู้ขับขี่มองเห็น คือ แสงจากโคมไฟถนนสะท้อนผิวถนนและเข้าตาผู้ขับขี่ เพราะฉะนั้นปัจจัยที่สำคัญเลยคือ คุณสมบัติของการสะท้อนแสงของผิวถนน ว่าเป็นอย่างไร โดยผิวถนนปกติ ถ้าเป็นผิวถนนแห้งทั่วไป อาจมีความสามารถในการสะท้อนแสงต่างกันแล้วแต่วัสดุ เช่น ผิวถนนที่เป็นคอนกรีต ก็สะท้อนแสงแบบผิวด้าน ผิวด้านหมายถึง เมื่อแสงตกกระทบ ก็จะกระเจิงไปในทุกทิศทาง แต่ถ้าเป็นผิวแอสฟอลต์ หรือผิวที่ใช้งานมาระยะเวลาหนึ่ง ก็จะเป็นผิวถนนที่มีความเงาสูง รูปแบบการสะท้อนก็จะเป็นคนละแบบ

เพราะฉะนั้นตาของมนุษย์ เวลาขับขี่ แสงที่สะท้อนจากผิวถนนมา อาจจะเห็นต่างกัน แม้โคมไฟจะเป็นโคมเดียวกันก็ตาม ส่วนในสภาพผิวถนนเปียก ก็จะเป็นอีกรูปแบบ ผิวถนนเปียก จากแห้งกลายเป็นเปียก เป็นผิวถนนที่มีความเงาสูงมาก คล้าย ๆ กับกระจกเงา แล้วก็มีความเป็นไดนามิกด้วย จากเปียกไปแห้ง แห้งไปเปียก มีระยะเวลาในการเปลี่ยนแปลงอยู่ ซึ่งจะส่งผลกับคุณภาพของแสงที่ตาเราเห็นด้วย ตรงนี้คือ ความท้าทายของงานวิจัยเรื่องการควบคุมแสงสว่างในสภาวะที่มีการเปลี่ยนแปลง

 อนาคตของเทคโนโลยีไฟถนน

นอกจากที่พูดไปยังมีด้าน sustainable ก็คือไฟถนนเพื่อความยั่งยืนทั้งหลาย เช่น ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ที่เรานำมาใช้งานมากขึ้นในปัจจุบันในประเทศ เพราะบางส่วนต้องยอมรับว่า อาจมีความต้องการใช้แสงจากไฟถนนแต่ไม่มีระบบแสงสว่างหรือระบบไฟฟ้าเข้าถึง จึงจำเป็นต้องติดตั้งโคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีข้อจำกัดของปริมาณการกักเก็บพลังงานของแบตเตอรี่ ขนาดแผงอาทิตย์ หรือศักยภาพของพื้นที่ต่าง ๆ ในประเทศไทยที่อาจจะมีปริมาณแสงอาทิตย์ไม่เท่ากัน จึงต้องออกแบบตัวโคมหรือพัฒนาให้มีระบบบริหารจัดการการใช้พลังงานที่ดีสอดคล้องกับสภาวะแสงอาทิตย์หรือสภาพแวดล้อม ณ พื้นที่ต่าง ๆ อันนี้ก็เป็นอีกเรื่องหนึ่งที่กำลังดำเนินการวิจัย

แนวโน้มอนาคตจะมีเรื่องของการใช้ Machine learning ในการพัฒนาโมเดลเพื่อทำนายปริมาณแบตเตอรี่ที่เราจะชาร์จรุ่นถัด ๆ ไป เพื่อให้นำพลังงานที่ชาร์จได้พรุ่งนี้หรือวันถัดไปเนี่ยมาประเมินว่าคืนนี้ จะเปิดหลอดไฟหรือโคมไฟมากน้อยแค่ไหน เพื่อให้ยังมีพลังงานคงเหลือใช้ต่อเนื่องโดยไฟไม่ดับอันนี้ก็เป็นเรื่องหนึ่งที่เรากำลังดำเนินการวิจัยอยู่ในปัจจุบันครับ    

ดำเนินงานไปเรื่อย ๆ เคยเจอปัญหาอะไรหนัก ๆ หรือไม่

ถ้าเป็นทางด้านวิจัย ตามที่กล่าวไปว่า เรื่องแสงสว่างอาจจะเป็นเรื่องที่ค่อนข้างเล็กในมุมมองคนภายนอก รวมถึงการสนับสนุนต่าง ๆ ทรัพยากรที่เรามีอยู่ในปัจจุบันอาจมีไม่มาก การทำวิจัยในระดับสูงจำเป็นต้องจัดหา ออกแบบ หรือพัฒนาเครื่องมือทดสอบ การวัดผลต่าง ๆ ที่ใช้ในการวิจัย ส่วนนี้ถือว่าเป็นปัญหาพอสมควร แต่ E-LU Lab นี้ผ่านมาเกือบ 10 ปีแล้ว พยายามเริ่มต้นจากการหาเครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย รวมถึงบางอย่างก็พัฒนาขึ้นเอง ซึ่งต้องใช้เวลาพอสมควรเพื่อให้มีความพร้อมสำหรับการวิจัยแต่ละโครงการ เมื่อเทียบกับต่างประเทศที่เขามีเครื่องมืออยู่แล้ว

แล้วอาจารย์ดำเนินงานวิจัยต่อได้อย่างไร

ข้อจำกัดเรื่องเครื่องมือ ทางเราพยายามพัฒนาเองโดยอาศัยการทำงานร่วมกับต่างประเทศหรือผู้ผลิตที่มีความเชี่ยวชาญด้านนี้ ซึ่งดำเนินความร่วมมือระยะยาวกับซัพพลายเออร์ทั้งในแง่ของการจัดซื้ออุปกรณ์และพัฒนาเครื่องมือร่วมกัน เช่น เครื่องมือทดสอบการสะท้อนแสงของผิวถนน ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ไม่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ จำเป็นต้องพัฒนาขึ้นเอง เมื่อมีเครื่องมือนี้ก็ถือว่าปลดล็อคไปได้ระดับหนึ่งในการวิจัยเรื่องเกี่ยวกับถนนในประเทศไทย

อาจารย์คิดว่าการเผยแพร่ความรู้มีความสำคัญอย่างไร

โดยส่วนตัว เรื่องของการเรียนการสอน แน่นอนว่าต้องมีหน้าที่สอนนักศึกษาในมหาวิทยาลัยในภาคการศึกษาอาจจะมีนักศึกษา 120 คน แต่นักศึกษาที่สนใจด้านไฟฟ้าแสงสว่างจริง ๆ อาจเหลือแค่ 5 คน 10 คน เราต้องมีหน้าที่ทำให้เขามีองค์ความรู้และนำไปใช้ประโยชน์ต่อตอนที่เขาทำงาน อย่างไรก็ตาม กว่าจะรอให้เขาเติบโต นำเอาความรู้ที่เราให้ไปพัฒนาต่อ ค่อนข้างยาก เพราะฉะนั้นในฐานะนักวิชาการ หรือในฐานะอาจารย์ นอกจากการให้การเรียนการสอนในมหาวิทยาลัยแล้วสิ่งสำคัญคือ การให้ความรู้โดยตรงกับผู้ใช้งานจริง

ปัจจุบันตนเองเป็นเลขาธิการสมาคมไฟฟ้าแห่งประเทศไทย บทบาทหนึ่งคือเรื่องการให้ความรู้หรือพัฒนาผู้ประกอบการในประเทศให้มีความรู้ทางนักวิชาการด้านวิศวกรรมแสงสว่าง เทคโนโลยีแสงสว่าง รวมถึงผลักดันให้ผู้ประกอบการมีศักยภาพมากขึ้น เพื่อให้ทันกับเทคโนโลยีในต่างประเทศ เพราะฉะนั้นการให้ความรู้โดยตรงไปยังผู้ประกอบการกับบุคลากรในหลาย ๆ ที่ หรือหลายมหาวิทยาลัยอาจจะไม่ได้มุ่งเน้นความรู้ด้านแสงสว่าง ทำให้บุคลากรที่จบมาทางด้านไฟฟ้าอาจจะมีความรู้พื้นฐานด้านไฟฟ้าแต่ด้านไฟฟ้าแสงสว่างยังมีไม่มาก ดังนั้นสิ่งนี้จึงสำคัญที่ต้องช่วยกันให้ความรู้กับผู้ใช้งานจริงในปัจจุบันนี้ 

จริงหรือไม่ ที่ไฟถนนยิ่งสว่างยิ่งปลอดภัย?

      ทั้งจริงและไม่จริง จริงคือ ยิ่งมีปริมาณแสงเยอะก็ทำให้มองเห็นวัตถุต่าง ๆ ได้ชัดเจนขึ้น ที่ไม่จริงคือ ปริมาณแสงเยอะไม่ได้มีแค่ปริมาณอย่างเดียว ต้องดูคุณภาพการให้แสงสว่างด้วย แสงที่เยอะเกินไปอาจทำให้เกิดแสงจ้าตา ส่งผลให้เรามองเห็นวัตถุได้ยากขึ้น นอกจากนั้นการให้แสงเยอะเกินไปในทิศทางที่ไม่เหมาะสมก็ทำให้เกิดแสงจ้าตาได้หลายมิติ รวมทั้งทำให้เกิดมลภาวะทางแสง (Light Pollution) ซึ่งมีการรบกวนที่อยู่อาศัย เช่น ถ้าเป็นไฟถนน ให้แสงเยอะไป โอเค คนเดินถนนอาจจะสว่าง รู้สึกปลอดภัย แต่แสงที่มากไปในทิศทางที่ไม่ถูกต้องก็ไปรบกวนที่อยู่อาศัย ทำให้เราเกิดการนอนหลับได้ไม่ดี ส่งผลต่อสุขภาพโดยตรง 

ใครที่สนใจในงานของอาจารย์ สามารถติดตามได้ที่ช่องทางไหนบ้าง

สามารถมาที่ E-LU Lab ได้ โดยแล็บจะอยู่ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี อาคาร CB4 หรือตึก S12 ชั้น 2 จะมีห้องวิจัย ห้องการทดสอบแสง และที่ชั้น 5 จะมีห้องเกี่ยวกับไฟที่ใช้ในการปลูกพืช ก็ท่านใดที่สนใจงานวิจัยเกี่ยวข้องกับฟิสิกส์แสงสว่าง สามารถเข้ามาเยี่ยมชมได้

เร็ว ๆ นี้ ทางมหาวิทยาลัยจะมีการจัดเสวนาที่เกี่ยวข้องกับทางด้านแสงสว่าง โดยจะมีผู้เชี่ยวชาญและนักวิจัยที่ทำด้านแสงสว่างในมจธ. ทั้งด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและสถาปัตย์ เรียนเชิญทุกท่านเข้าร่วมงาน Insight Series: Beyond Light ขอขอบคุณครับ