ฉันมีเพื่อนคนหนึ่งในโปรตุเกส
คุณตาของเค้าเอารถจักรยานและเครื่องซักผ้า
มาสร้างเป็นรถเพื่อใช้รับส่งคนในครอบครัว
เขาทำเช่นนี้ เพราะเขาไม่มีเงินพอที่จะซื้อรถจริงๆได้
และพอดีว่าเขาก็รู้วิธีการสร้างรถเอง
ในสมัยก่อน คนเราเข้าใจวิธีการทำงานของสิ่งต่าง ๆ
รวมถึงวิธีการสร้างสิ่งเหล่านั้น เราจึงสามารถสร้าง และซ่อมแซมเองได้
หรืออย่างน้อยที่สุด
ก็ใช้เป็นข้อมูลในการตัดสินใจซื้อ
การลงมือทำด้วยตัวเองเอง (do-it-yourself) เหล่านี้
ได้หายไปในครึ่งหลังของคริสต์ศตวรรษที่ 20
แต่ตอนนี้ สังคมของนักประดิษฐ์นั้น ได้กลับมาใหม่ในรูปแบบ ”โอเพนซอร์ส”
ที่นำความรู้ว่าสิ่งต่างๆ นั้นทำงานอย่างไร
และมันทำด้วยอะไร ออกมาเผยแพร่
และฉันคิดว่าเราจำเป็นต้องคุยให้ลึกขึ้นไปอีกระดับ
คือข้อมูลว่าส่วนประกอบหรือวัสดุต่างๆ นั้นทำด้วยอะไร
ซึ่งโดยส่วนใหญ่แล้ว เรารู้กันดีอยู่แล้วว่า
วัสดุดั้งเดิมทั่วไปเช่นกระดาษและผ้าทำมาจากอะไร
รวมไปถึงวิธีที่จะผลิตมันขึ้นมา
แต่ตอนนี้ เรามีวัสดุใหม่ๆ ที่น่าพิศวง
เช่น พลาสติกที่เปลี่ยนรูปร่างได้เอง
สีที่สามารถใช้เป็นสื่อนำกระแสไฟฟ้า
เม็ดสีที่เปลี่ยนสีเองได้ เนื้อผ้าที่เปล่งแสงได้
ให้ฉันโชว์ตัวอย่างให้คุณดู
นี่คือหมึกนำไฟฟ้าที่เราสามารถใช้ระบายสีวงจรพิมพ์
แทนที่จะใช้วิธีแบบดั้งเดิม
เพื่อสร้างวงจรพิมพ์ หรือการเชื่อมด้วยสายไฟ
สำหรับตัวอย่างชิ้นเล็กๆ นี้
เราใช้มันสร้างเซ็นเซอร์สัมผัสที่ เมื่อแตะกับผิวหนัง
จะทำให้ไฟดวงเล็กๆนี้ติด
ศิลปินบางกลุ่มได้นำหมึกนำไฟฟ้านี้ไปใช้บ้างแล้ว
แต่การพัฒนาล่าสุดบ่งชี้ว่า ในไม่ช้าเราจะสามารถ
ใช้งานมันในเครื่องพิมพ์เลเซอร์และในปากกา
และนี่คือแผ่นอะคริลิคเรืองแสง
ที่มีการผสมสารเรืองแสงไว้ข้างใน
ซึ่งในขณะที่อะคริลิคปกติ
จะเรืองแสงหรือกระจายแสงเฉพาะรอบ ๆ ขอบ
แต่อะคริลิคใหม่นี้เรืองแสงทั่วทั้งพื้นผิว
เมื่อฉันเปิดไฟรอบๆ มัน
เท่าที่ทราบมีการประยุกต์ใช้อยู่สองรูปแบบสำหรับวัสดุนี้
คือใช้ในการออกแบบตกแต่งภายในและในระบบ มัลติ-ทัช
ตัวอย่างต่อไปคือ เม็ดสีที่เปลี่ยนสีได้
ตามอุณหภูมิที่กำหนด
ทีนี้ ฉันจะวางของชิ้นนี้บนจานร้อน
ที่ถูกตั้งค่าเป็นอุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิห้องเพียงเล็กน้อย
แล้วคุณจะเห็นว่าอะไรเกิดขึ้น
หนึ่งในการประยุกต์ใช้วัสดุชนิดนี้
คือการใช้ในขวดนมสำหรับเด็กทารก
เพื่อบ่งชี้ว่านมเย็นพอดื่มได้หรือยัง
และนี่เป็นเพียงแค่ส่วนหนึ่งของวัสดุที่รู้จักกันทั่วไป
ที่นับว่าเป็นวัสดุอัจฉริยะ
ไม่อีกกี่ปี่ข้างหน้า วัสดุพวกนี้ก็จะอยู่ในสินค้า
และเทคโนโลยีที่เราใช้ในชีวิตประจำวัน
เราอาจไม่ได้มีรถที่บินได้เหมือนในหนังไซ-ไฟ (ภาพยนต์บันเทิงคดีแนววิทยาศาสตร์)
แต่เราอาจมีกำแพงที่เปลี่ยนสีได้
ตามอุณหภูมิห้อง
แป้นพิมพ์ที่ม้วนเก็บได้
และ หน้าต่างที่เปลี่ยนเป็นสีทึบเมื่อเปิดสวิตช์
ฉันเองถูกอบรมมาให้เป็นนักวิทยาศาสตร์เพื่อสังคม
แล้ววันนี้ฉันมาพูดเกี่ยวกับวัสดุอัจฉริยะเพื่ออะไรนะ?
ก่อนอื่นเลย ต้องบอกว่าฉันเองเป็นนักประดิษฐ์
ฉันอยากรู้เสมอว่าสิ่งของต่างๆ ทำงานอย่างไร
และถูกสร้างขึ้นมาอย่างไร
แต่เนื่องจากฉันคิดว่า เราควรมีความเข้าใจที่ลึกเข้าไปอีก
เกี่ยวกับวัสดุต่างๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นโลกของเรา
ซึ่งตอนนี้ เรายังไม่รู้ว่า
ในอนาคตโลกเราจะมีวัสดุไฮ–เทคอะไรบ้าง
วัสดอัจฉริยะเหล่านี้เองก็ยากที่จะได้ผลิตได้ในปริมาณน้อยๆ
และยังไม่มีข้อมูลใดๆ ที่ยืนยันว่ามันจะถูกใช้งานจริง
และข้อมูลเกี่ยวกับการผลิตมันก็ยิ่งน้อยๆ เข้าไปอีก
ดังนั้นตอนนี้ วัสดุอัจฉริยะเหล่านี้จึงถูกจำกัดวง
ในวงความลับทางการค้าและสิทธิบัตร
ที่เฉพาะมหาวิทยาลัยและองค์กรที่ร่วมมือถึงสามารถเข้าถึงได้
ดังนั้นเมื่อสามปีกว่าที่แล้ว เคิร์สตี้ บอยล์ และฉัน
เริ่มต้นโครงการที่เราเรียกว่า ”โอเพนแมททีเรียล” (Open Materials)
ซึ่งเป็นเว็บไซต์ที่เรา
หรือใครก็ตามที่อยากร่วมงานกับเรา
ร่วมแชร์การทดลอง และเผยแพร่ข้อมูล
กระตุ้นให้เกิดการสนับสนุนเมื่อสามารถทำได้
และรวบรวมทรัพยากรต่างๆ เช่นเอกสารการวิจัย
และบทช่วยสอนจากนักประดิษฐ์เหมือนพวกเรา
เราอยากให้เว็บนี้เติบใหญ่
เกิดเป็นการร่วมสร้างฐานข้อมูล
ข้อมูลที่เกี่ยวกับการสร้างวัสดุอัจริยะเอง (do-it-yourself)
แต่เหตุใดเราถึงต้องสนใจด้วยว่า
วัสดุอัจฉริยะเหล่านี้ทำงาน หรือถูกสร้างขึ้นอย่างไร
ก่อนอื่นคือ เราไม่สามารถสร้างอะไรเราที่ไม่เข้าใจ
และถ้าเราใช้ในสิ่งที่เราไม่เข้าใจ
ในที่สุดจะกลายเป็นมันสร้างตัวตนของเรา
วัตถุเราใช้ เช่นเสื้อผ้าที่เราสวม
บ้านที่เราอยู่ ทั้งหมดมีผลกระทบอย่างมากต่อ
ลักษณะนิสัย สุขภาพ และคุณภาพชีวิต
ดังนั้นถ้าเราอยู่ใน โลกที่ทำจากวัสดุอัจริยะ
เราควรรู้ และเข้ามัน
สิ่งที่สองที่สำคัญพอกัน
นวัตกรรมมักถูกค้นพบโดยไม่ได้ตั้งใจ
ดังนั้นในหลายๆ ครั้งนวัตกรรมถูกสร้างหรือปรับปรุง
โดยมือสมัครเล่น ไม่ใช่โดยผู้เชี่ยวชาญ
นับจากจักรยานภูเขา
ถึงเซมิคอนดัคเตอร์ ถึงคอมพิวเตอร์
ไปจนถึงเครื่องบิน
ที่ท้าทายที่สุดคือ วัสดุศาสตร์นั้นมีความซับซ้อน
และส่วนใหญ่ต้องใช้อุปกรณ์ราคาสูง
แต่นั่นไม่เสมอไปนะ
สองนักวิทยาศาสตร์ในมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์เข้าใจข้อนี้ดี
เมื่อพวกเขาเผยแพร่บทความเกี่ยวกับวิธีอย่างง่าย
สำหรับทำหมึกนำไฟฟ้า
จอร์แดน บังเกอร์ ผู้ซึ่งไม่มี
ประสบการณ์ด้านเคมีก่อนหน้านั้น
ได้อ่านบทความนั้น และทำการทดลองตาม
ในสถานที่ของเขา ใช้เฉพาะวัสดุและเครื่องมือ
ที่หาได้ทั่วไป
เขาใช้เตาอบขนมปัง
หรือแม้แต่เครื่องผสม vortex ที่ทำขึ้นเอง
ตามคำแนะนำจากนักวิทยาศาสตร์อีกคนหนึ่ง
แล้วจอร์แดนก็เผยแพร่ผลการทดลองของเขาออนไลน์
รวมถึงสิ่งเขาได้พยายามแต่ไม่สำเร็จด้วย
เพื่อให้ผู้อื่นสามารถศึกษา และนำไปปรับปรุงต่อได้
นวัตกรรมของ จอร์แดน เริ่มจาก
การใช้การทดลองที่สร้างขึ้นในแล็บขนาดใหญ่
ในมหาวิทยาลัย
มาทำขึ้นในโรงเก็บรถเล็กๆ ในชิคาโก
และใช้เฉพาะ วัสดุราคาถูกและเครื่องมือที่เขาทำเอง
เมื่อเขาเผยแพร่งานงานของเขาแล้ว
คนอื่นๆ ก็สามารถรับปรับปรุงต่อได้
และอาจประดิษฐ์กระบวนการที่ดีหรือง่ายขึ้นไปอีก
อีกตัวอย่างที่ฉันอยากพูดถึงคือ
แฮนน่าห์ เพอร์เนอร์-วิลสัน จาก คิด-ออฟ-โน-พาร์ท
เป้าหมายของโครงการของเธอคือการ
การโชว์คุณสมบัติต่างๆ ของวัสดุ
ในขณะเดียวกันก็มุ่งเน้นเรื่องความคิดสร้างสรรค์ และทักษะของผู้สร้าง
ชุดทดลองอิเล็กทรอนิกส์นั้นมีประสิทธิภาพมาก
เพราะมันช่วยสอนเรา ว่าสิ่งต่างๆ ทำงานอย่างไร
แต่ข้อจำกัดต่างๆ เนื่องจากการออกแบบชุดทดลองนั้น
ก็มีผลต่อวิธีการเรียนรู้ของเราด้วย
ดังนั้นแฮนน่าห์จึงเสนอวิธีที่แตกต่างไป
โดยสร้างเทคนิคหลายๆ แบบ
ที่จะสร้างวัสดุที่พิเศษ
ที่ช่วยให้เราหลุดพ้นจากข้อจำกัด ของสิ่งที่ได้ถูกออกแบบไว้ล่วงหน้า
โดยเฉพาะการสอนเราเกี่ยวกับตัวของวัสดุเอง
หนึ่งในการทดลองที่น่าสนใจของแฮนน่าห์คือ
การทดลองนี้ซึ่งฉันชอบมาก
["ลำโพงกระดาษ"]
ที่เราเห็นนี่เป็นเพียงกระดาษหนึ่งแผ่น
และมีเทปทองแดงเชื่อมต่อกับเครื่องเล่น mp3
และแม่เหล็ก
(เพลง: "มีความสุขร่วมกัน - Happy Together")
โดยการอ้างถึงงานวิจัยโดย มาร์เชลโล โคเอลโฮ จากมหาวิทยาลัยเอ็มไอที (MIT)
แฮนน่าห์สร้างลำโพงกระดาษหลายแบบ
จากวัสดุที่หลากหลาย
ตั้งแต่เทปทองแดง ถึงผ้าและหมึกที่นำไฟฟ้าได้
เช่นเดียวกับจอร์แดนและนักประดิษฐ์อีกหลายๆ คน
แฮนน่าห์เผยแพร่ผลงานของเธอ
และอนุญาตให้ คนอื่นสามารถคัดลอกหรือทำซ้ำได้
และการที่กระดาษอิเล็กทรอนิกส์นั้น เป็นเทคโนโลยี่ที่มีอนาคตมาก
โดยเฉพาะในวงการวัสดุศาสตร์
มันทำให้เราสามารถสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ที่มีความยืดหยุ่นสูงขึ้น ด้วยราคาที่ถูกลง
งานทดลองของแฮนน่าห์
และการที่เธอได้แชร์ผลงานของเธอกับคนอื่น
ได้เปิดประตูให้กับโอกาสใหม่ๆ
ที่มีทั้งความสร้างสรรค์ ความดึงดูดใจ และเป็นนวัตกรรม
สิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับการเป็นนักประดิษฐ์
คือการ ที่เราสร้างสิ่งต่างๆ จากความรัก และความอยากรู้อยากเห็น
เราจะไม่กลัวที่จะล้มเหลว
เรามักจะแก้ปัญหาจากมุมที่แปลกใหม่
และในกระบวนการนั้นเอง เรามักพบทางเลือกใหม่
หรือกระทั่งวิธีที่ดีกว่าการทำสิ่งต่าง ๆ
ดังนั้น เมื่อยิ่งมีคนทดลองวัสดุต่างๆ มากขึ้น
ก็จะมีนักวิจัยที่อยากแชร์งานวิจัยของพวกเขา
และผู้ผลิตที่อยากแชร์ความรู้ของพวกเขา
และมันจะนำมาซึ่งโอกาสที่ดีขึ้นในการสร้างเทคโนโลยี
ที่มีประโยชน์แก่ทุกคน
ดังนั้นฉันรู้สึกหมือนที่ เท็ด เนลสัน (Ted Nelson) เคยรู้สึก
ที่เขาได้เขียนไว้ในช่วงปี 1970 ว่า
"คุณต้องเข้าใจคอมพิวเตอร์เดี๋ยวนี้"
ซึ่งในขณะนั้น คอมพิวเตอร์มักจะเป็นเมนเฟรมขนาดใหญ่
ที่เฉพาะนักวิทยาศาสตร์เท่านั้นจะให้ความสนใจ
และไม่มีใครกล้าฝันว่าจะมีคอมพิวเตอร์ที่บ้าน
ดังนั้นมันอาจดูแปลกหน่อยที่ฉันยืนอยู่ที่นี่ และบอกคุณว่า
"คุณต้องเข้าใจวัสดุอัจฉริยะตอนนี้"
ขอเพียงให้คุณทราบว่า การหาความรู้เบื้องต้น
เกี่ยวกับเทคโนโลยีที่กำลังเติบโตนี้
เป็นวิธีที่ดีที่สุดเพื่อให้แน่ใจว่า เราจะได้ร่วม
ในการกำหนดอนาคตของเราเอง
ขอบคุณค่ะ
(เสียงปรบมือ)