คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ {title}

การจำลองโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยเพื่อวิเคราะห์ค่าอัตราการดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและการถ่ายเทความร้อน


การจำลองโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยเพื่อวิเคราะห์ค่าอัตราการดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและการถ่ายเทความร้อนในศีรษะมนุษย์ขณะใช้โทรศัพท์มือถือ(ผลงานรางวัล Special Prize จากสมาคมนักประดิษฐ์เกาหลี: KIPA)

ปัจจุบันโทรศัพท์มือถือกลายเป็นอุปกรณ์จำเป็นสำหรับมนุษย์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ไม่เว้นแม้แต่เด็กหรือผู้สูงอายุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีกระแสของสมาร์ทโฟนที่รวบรวมความสามารถของโทรศัพท์มือถือ แทบเล็ต และคอมพิวเตอร์เข้าไว้ด้วยกันแล้ว โทรศัพท์มือถือจึงกลายเป็นอุปกรณ์สื่อสารที่ทรงประสิทธิภาพมาก และผูกพันอยู่กับกิจวัตรกิจกรรมของมนุษย์ในสังคมสมัยใหม่อยู่ตลอดเวลา หากวันใดลืมเอาโทรศัพท์มือถือมาหรือแบตเตอรี่ของโทรศัพท์หมดก็จะส่งผลต่อชีวิตประจำวันของเราทันที เพราะทุกอย่างที่จำเป็นล้วนถูกบันทึกอยู่ในโทรศัพท์ ตั้งแต่เบอร์ติดต่อที่จำเป็น อีเมลล์ เฟซบุ้ค โปรแกรมแชท รวมถึงรหัสผ่านที่เราไม่อยากจำเป็นต้น


ขณะนี้โทรศัพท์มือถือที่มีขายในท้องตลาดนั้นมีหลากหลายมาก แต่ละรุ่นก็มีคุณสมบัติและคุณลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกัน ไม่ใช่ว่าโทรศัพท์รุ่นใด ๆ ก็จะเหมือนกันหมด โดยคุณสมบัติที่สำคัญที่จะส่งผลกระทบต่อผู้ใช้งานโดยตรงคือ ความถี่และกำลังส่งซึ่งจะเป็นส่วนสำคัญที่จะทำให้เกิดอันตรายต่อสมองได้ สำหรับประเทศไทย ความถี่ของคลื่นโทรศัพท์มือถือที่ใช้ในปัจจุบันสำหรับประเทศไทยอยู่ที่ 850/ 900/ 1800/ 1900/ 2100 MHz แม้จะใช้โทรศัพท์ในรุ่นและยี่ห้อเดียวกันแต่หากใช้งานในย่านความถี่ที่แตกต่างกันแล้วผลกระทบที่มีต่อสมองย่อมแตกต่างกันไปด้วย เราจึงจำเป็นต้องมาศึกษาเรียนรู้เรื่องราวเกี่ยวกับผลกระทบของคลื่นโทรศัพท์มือถือที่มีต่อสมองกันให้เข้าใจอย่างถ่องแท้

ด้วยเหตุดังกล่าว ศ.ดร.ผดุงศักดิ์ รัตนเดโช นักวิจัยดีเด่นแห่งชาติประจำปี 2554 ดร.ธีรพจน์ เวศพันธุ์ และกลุ่มนักศึกษาระดับปริญญาตรี คือ นายวัจน์กร คุณอมรเลิศ นางสาวจันทกานต์ นูรักษาและนายอภิชาติ  แซ่ซือ จากภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ จึงได้ร่วมกันพัฒนาโปรแกรมที่ใช้ในการจำลองการกระจายตัวของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า รวมถึงความร้อนที่เกิดขึ้นบริเวณสมองเพื่อทำการศึกษาผลกระทบจากการใช้งานโทรศัพท์มือถือของผู้ใช้งานที่เป็นเด็กและผู้ใหญ่ที่สถานการณ์แตกต่างกัน ระยะเวลาที่ต่างกัน ที่ความถี่ต่างๆ จนประสบผลสำเร็จเป็นอย่างดีและเป็นที่ยอมรับทั้งในเวทีวิจัยทั้งระดับนานาชาติและระดับชาติ

(ผลงานของคณะผู้วิจัยที่ตีพิมพ์ใน  Int. J. Heat Mass Transfer, 2012 )

ผ่านมามีผลงานวิจัยทางการแพทย์จำนวนมากได้ระบุว่าการใช้โทรศัพท์มือถือมีความเชื่อมโยงกับการเกิดมะเร็งในสมองและความเสี่ยงจะเพิ่มขึ้นอีกหลายเท่าตัวหากผู้ใช้งานโทรศัพท์มือถือเป็นเด็กที่มีอายุต่ำกว่า 20 ปี แต่ก็เป็นเพียงงานวิจัยในเชิงคลินิกเท่านั้นแต่ยังมีผลงานวิจัยในเชิงกายภาพที่เป็นรูปธรรมจำนวนน้อยมากที่แสดงให้เห็นถึงผลกระทบที่แท้จริงที่เกิดกับผู้ใช้งานโทรศัพท์ ผลงานนี้จึงเป็นการเติมเต็มในส่วนการศึกษาผลกระทบในเชิงกายภาพให้ครบถ้วนมากยิ่งขึ้น

(ผลงานของคณะผู้วิจัยที่ตีพิมพ์ใน  ASME J. Heat Transfer, 2012)

ผลงานนี้มีจุดเด่นที่แตกต่างจากงานที่ผ่านมาคือสามารถคำนวณความร้อนที่เกิดขึ้นจากโทรศัพท์มือถือที่บริเวณศีรษะและสมองจากการดูดซับพลังงานของคลื่นไมโครเวฟที่แพร่ออกมาจากเสาอากาศของโทรศัพท์ซึ่งเป็นสาเหตุโดยตรงที่ส่งผลกระทบต่อการทำงานของสมองอย่างเฉียบพลันโดยไม่ต้องรอผลในระยะยาว เช่น อาจเกิดการปวดศีรษะ หน้ามืด เสียการทรงตัว และส่งผลต่อการหลั่งฮอร์โมนต่าง ๆ ได้ทันทีขณะใช้งานโทรศัพท์ หากโทรศัพท์เครื่องนั้นๆ ไม่ได้มาตรฐาน เช่น มีค่ากำลังส่งมากเกินมาตรฐานความปลอดภัยที่กำหนด

ซึ่งจากการศึกษาโดยใช้โปรแกรมที่ได้พัฒนาขึ้นพบว่าการใช้โทรศัพท์รุ่นที่มีความถี่ที่ต่ำกว่าคลื่นจะส่งผลกระทบต่อสมองส่วนกลางได้มากกว่าโทรศัพท์มี่มีความถี่สูงเนื่องจากคลื่นความถี่ต่ำจะสามารถทะลุทะลวงเข้าไปในศีรษะได้ลึกมากกว่านั่นเอง ในทางตรงกันข้ามสำหรับคลื่นความถี่ที่สูงแม้ว่าคลื่นจะไม่สามารถทะลุทะลวงเข้าสู่สมองส่วนกลางได้มากนักแต่กลับจะส่งผลมากกับบริเวณสมองส่วนนอกฝั่งที่อยู่ติดกับโทรศัพท์ได้มากกว่าการใช้งานโทรศัพท์ในย่านความถี่ที่ต่ำ สำหรับกำลังส่งของโทรศัพท์ถ้าใช้กำลังส่งที่มีค่าไม่เกินมาตรฐานก็จะมีผลกระทบต่อสมองไม่มากนัก จากการศึกษาพบว่าสำหรับการใช้งานโทรศัพท์มือถือที่มีกำลังส่งมาตรฐานที่ 1.5 วัตต์เป็นระยะเวลาต่อเนื่องไม่เกิน 30 นาที อุณหภูมิของสมองส่วนกลางจะมีค่าเพิ่มขึ้นไม่เกิน 0.1 องศาเซลเซียส ซึ่งยังถือว่าต่ำกว่าระดับอุณหภูมิที่จะส่งผลผลกระทบต่อร่างกายที่ต้องมีค่าอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นในระดับ 0.2-0.3 องศาเซลเซียสขึ้นไป แต่หากโทรศัพท์ที่ใช้งานมีกำลังส่งมากขึ้น แม้ว่าจะสามารถสื่อสารใช้ชัดเจนแต่ก็อาจส่งผลให้สมองมีการตอบสนองเชิงอุณหภูมิต่อคลื่นโทรศัพท์มากขึ้นตามกำลังส่งเช่นกัน สำหรับผู้ใช้งานที่เป็นเด็ก จากการศึกษาพบว่าคลื่นโทรศัพท์สามารถทะลุทะลวงเข้าไปสู่สมองส่วนกลางได้มากและอาจได้รับผลกระทบได้มากกว่าผู้ใหญ่เนื่องจากเด็กมีขนาดศีรษะที่เล็ก กะโหลกบางกว่า และเนื้อเยื่อสามารถดูดคลื่นไว้ได้มากกว่า โปรแกรมที่ได้พัฒนาขึ้นนี้ยังได้ทำการยืนยันผลความถูกต้องกับค่าที่วัดได้จากการใช้กล้องอินฟราเรดที่ใช้ในการวัดความร้อนบริเวณผิวของผู้ใช้งานโทรศัพท์อีกด้วย

ดังนั้นควรแนะนำบุตรหลานให้หลีกเลี่ยงการใช้งานโทรศัพท์ที่ไม่จำเป็น อาจใช้งานระบบแฮนด์ฟรีหรือใช้การส่งข้อความแทน ซึ่งผู้วิจัยก็มีข้อแนะนำสำหรับผู้ใช้งานโทรศัพท์มือถือดังนี้

1.หลีกเลี่ยงการใช้งานโดยไม่จำเป็น หากต้องใช้ก็ใช้ให้น้อยที่สุด

2.หลีกเลี่ยงการใช้โทรศัพท์ในที่แคบ เช่น ในรถยนต์ เนื่องจากคลื่นจะมีการสะท้อนเข้าสู่ร่างกายของผู้ใช้งานได้เป็นปริมาณมากขึ้น

3.เวลานอนพยายามอย่าวางโทรศัพท์มือถือไว้ใกล้ตัว

4. หากต้องพกพาโทรศัพท์มือถือ พยายามหาซองใส่หรือใส่ในกระเป๋าเพื่อลดการแพร่ของคลื่นสู่ร่างกาย

5. พยายามใช้อุปกรณ์เสริม เช่น Small talk, Bluetooth หรือ Hand free อย่าพยายามพูดโทรศัพท์โดยยกมาแนบกับหูโดยตรง

ผลงานนี้เป็นประโยชน์อย่างกว้างขวางทั้งในแวดวงอุตสาหกรรมการสื่อสารและวงการแพทย์ เนื่องจากเป็นงานแรกของประเทศไทยและเป็นงานแรก ๆ ของโลกที่ได้พิจาณาถึงผลของความร้อนที่เกิดขึ้นในบริเวณสมองจากการใช้งานโทรศัพท์มือถือเป็นเวลานาน ซึ่งเป็นผลทางกายภาพที่แท้จริงที่เกิดจากอันตรกิริยาระหว่างคลื่นของโทรศัพท์มือถือต่อเนื้อเยื่อสมองที่จะเชื่อมโยงไปสู่การวิจัยในทางการแพทย์ที่จะศึกษาถึงผลในเชิงชีววิทยาที่มีต่อเซลล์สมองต่อไป และเชื่อมโยงไปสู่ภาคอุตสาหกรรมการสื่อสารที่จะนำไปใช้เป็นมาตรการในการออกแบบโทรศัพท์ให้มีความปลอดภัยต่อผู้ใช้งานมากยิ่งขึ้น ผลงานนี้ยังได้รับการตีพิมพ์ลงในวารสารวิชาการชั้นนำของโลกหลายรายการและล่าสุดยังได้รับรางวัล Special Prize จาก จากสมาคมนักประดิษฐ์เกาหลี (KIPA-Korea Invention Promotion Association)ที่มอบพิเศษให้กับนักประดิษฐ์ที่มีผลงานโดดเด่นที่สุดเพียงสองรางวัล ในงานวันนักประดิษฐ์ประจำปี 2556  จัดโดยสภาวิจัยแห่งชาติ ระหว่างวัน ที่ 2 – 5 กุมภาพันธ์ 2556 ณ ศูนย์การประชุมอิมแพ็ค เมืองทองธานี จังหวัดนนทบุรี

คณะผู้วิจัยขอขอบคุณทุนวุฒิเมธีวิจัย และทุนพัฒนาศักยภาพอาจารย์รุ่นใหม่จากสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.)-มหาวิทยาลัยอีสเทิร์นเอเชีย และทุนโครงการมหาวิทยาลัยวิจัยแห่งชาติ (NRU) ที่ให้การสนับสนุนการวิจัยในครั้งนี้ สนใจรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับงานวิจัยนี้ติดต่อได้ที่  ศ.ดร.ผดุงศักดิ์ รัตนเดโช หรือเข้าไปดูรายละเอียดบทความวิจัยฉบับเต็มได้ที่ http://www.phadungsak.me.engr.tu.ac.th/downloads/asme%202012_3.pdf

 

 

ข่าวหน่วยงาน

กิจกรรมคณะฯ

ยังไม่มีข่าวกิจกรรมในขณะนี้