ญี่ปุ่นพัฒนา “ลำโพงผ้า” ดีไซน์บางเฉียบ แต่ซ่อนฟังก์ชันการใช้งานไว้ใต้ผ้าผืนบาง สามารถพับม้วน หรือแขวนตกแต่งในบ้านได้อย่างกลมกลืน

เมื่อเทคโนโลยีเสียงไม่จำเป็นต้องอยู่ในกล่องสี่เหลี่ยมอีกต่อไป นักพัฒนาจากญี่ปุ่นเสนอลำโพงแนวคิดใหม่ “ลำโพงผ้า” ที่ผสานอิเล็กทรอนิกส์เข้ากับเส้นใยสิ่งทอ ทำให้ผืนผ้าบาง ๆ สามารถเปล่งเสียงได้อย่างเป็นธรรมชาติ เปิดทางเลือกใหม่ให้การฟังเพลงกลมกลืนไปกับการใช้ชีวิตประจำวันในรูปแบบที่ต่างไปจากเดิม

จากงานวิจัยสู่แนวคิดลำโพงที่ไม่เหมือนเดิม

นวัตกรรม "ลำโพงผ้า" นี้ถูกพัฒนาขึ้นโดยบริษัทเทคโนโลยีสัญชาติญี่ปุ่นที่มุ่งเน้นการสร้างสรรค์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่น โดยอาศัยหลักการของลำโพงแบบอิเล็กโทรสแตติก (Electrostatic Speaker) ซึ่งแตกต่างจากลำโพงแม่เหล็กไฟฟ้าทั่วไป (Dynamic Speaker) ที่ใช้การสั่นของวอยซ์คอยล์ ลำโพงชนิดนี้ใช้สนามไฟฟ้าในการขับเคลื่อนเยื่อเมมเบรนที่บางเฉียบ

โดยงานวิจัยและพัฒนาพื้นฐานของเทคโนโลยีนี้ได้รับการเผยแพร่ในวงวิชาการด้านวัสดุและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่น เทคโนโลยีนี้ได้นำเส้นใยนำไฟฟ้ามาถักทอหรือผนวกเข้ากับโครงสร้างของผ้าอย่างละเอียดอ่อน ส่งผลให้พื้นผิวของสิ่งทอทั้งหมดทำหน้าที่เป็นตัวแปลงสัญญาณเสียง (Audio Transducer) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยกระบวนการนี้เองที่ทำให้ลำโพงสามารถขจัดชิ้นส่วนหนัก ๆ เช่น กรวยลำโพงหรือโครงเรือนที่แข็งออกไปได้อย่างสิ้นเชิง และยังเป็นก้าวสำคัญในการขยายขีดจำกัดของการออกแบบผลิตภัณฑ์เครื่องเสียงและสิ่งทออัจฉริยะในอนาคต

ความท้าทายที่ “บางเฉียบ” และหลักการทำงาน

หัวใจของลำโพงผ้า อยู่ที่ความบางเฉียบเหมือนแผ่นกระดาษหรือผ้าพันคอ ซึ่งถือเป็นจุดเด่นที่ท้าทายเทคโนโลยีเสียงแบบดั้งเดิม เมื่อสัญญาณเสียงถูกป้อนเข้าสู่ชั้นนำไฟฟ้าที่ฝังอยู่ในผ้า เยื่อเมมเบรนผ้าจะเกิดการสั่นสะเทือนตามสัญญาณไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว การสั่นสะเทือนเล็กน้อยแต่สม่ำเสมอทั่วพื้นผิวนี้เองที่ดันและแทนที่อากาศ ก่อให้เกิดคลื่นเสียงที่กระจายตัวออกมาอย่างเท่าเทียม

โดยมีความสามารถในการสร้างระดับความดังเสียงที่เพียงพอสำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวันทั่วไป (ประมาณ 68 ถึง 71 เดซิเบล) โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการฟังเพลงบรรยากาศรอบข้าง (Ambient Music) หรือการฟังส่วนตัวในระยะใกล้ ประสิทธิภาพการแปลงสัญญาณนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของวัสดุที่ยืดหยุ่นในการทำหน้าที่ทางอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง ซึ่งเปิดโอกาสให้เราสามารถซ่อนเสียงไว้ใต้เส้นใยได้อย่างแท้จริง ทำให้ลำโพงกลายเป็นส่วนหนึ่งของสภาพแวดล้อมโดยไม่มีใครสังเกตเห็น

บาง เบา และยืดหยุ่น มิติใหม่ของอุปกรณ์เสียง

จุดเด่นที่ทำให้ลำโพงผ้าแตกต่างจากอุปกรณ์เสียงแบบเดิม คือมิติทางกายภาพที่บางเฉียบในระดับไม่กี่มิลลิเมตร สามารถพับ ม้วน หรือแขวนได้เหมือนผ้าทั่วไป โดยไม่สูญเสียคุณสมบัติด้านเสียง ผิวสัมผัสยังคงความอ่อนนุ่ม ไม่แข็งกระด้างแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป ทำให้สามารถติดตั้งเข้ากับผนัง เพดาน หรือเฟอร์นิเจอร์ได้อย่างแนบเนียน เหมาะกับพื้นที่ที่ต้องการความเรียบง่ายและไม่รบกวนสายตา

ประสิทธิภาพในการกระจายเสียงรอบทิศทางของพื้นผิวผ้าทั้งหมด ช่วยให้เสียงครอบคลุมพื้นที่ได้อย่างทั่วถึงและสม่ำเสมอโดยไม่จำเป็นต้องใช้ลำโพงแบบมีจุดกำเนิดเสียงเดี่ยว (Point Source Speaker) ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อความสวยงามของห้อง การนำเทคโนโลยีนี้มาใช้จึงตอบโจทย์กลุ่มผู้ใช้งานที่ต้องการเสียงคุณภาพสูงแต่ไม่ต้องการให้ลำโพงมาบดบังหรือลดทอนความงดงามของสถาปัตยกรรมและการตกแต่งภายในห้อง ถือเป็นการยกระดับประสบการณ์การใช้พื้นที่อยู่อาศัยให้เป็นอัจฉริยะและกลมกลืนยิ่งขึ้น

ศักยภาพด้านฟังก์ชันและอุปกรณ์สวมใส่

แม้จะมีขนาดบางเฉียบ แต่ "ลำโพงผ้า" ก็สามารถรองรับฟังก์ชันที่ครบถ้วนสำหรับการเชื่อมต่อยุคใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฐานะส่วนประกอบของอุปกรณ์พกพาและอุปกรณ์สวมใส่แห่งอนาคต ด้วยน้ำหนักที่เบามาก (มีน้ำหนักเพียงไม่กี่กรัมต่อพื้นที่ใช้งาน) ทำให้สามารถนำไปรวมเข้ากับผลิตภัณฑ์ที่ต้องคำนึงถึงความสะดวกในการพกพา เช่น กระเป๋าเดินทางเป้ หรือแม้แต่เสื้อผ้า เพื่อใช้ในการนำทางด้วยเสียง หรือการแจ้งเตือนส่วนตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นอกจากนี้ คุณสมบัติความยืดหยุ่นและทนทานของผ้ายังช่วยให้ลำโพงสามารถโค้งงอ พับ หรือม้วนได้โดยไม่กระทบต่อคุณภาพเสียง ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ลำโพงแบบทั่วไปไม่สามารถทำได้ สิ่งนี้เป็นการเปิดโอกาสครั้งใหญ่ให้กับนักพัฒนาอุปกรณ์สวมใส่ (Wearable Devices) ในการสร้างสรรค์ผลิตภัณฑ์ที่มีระบบเสียงฝังอยู่ได้อย่างไร้รอยต่อ และยังเป็นทางเลือกในการสร้างระบบเสียงแบบส่วนตัวในพื้นที่ขนาดเล็ก หรือพื้นที่ที่ต้องการความเรียบง่าย

แนวโน้มอุตสาหกรรมวัสดุอัจฉริยะในอนาคต

เทคโนโลยีลำโพงผ้าสะท้อนทิศทางของ smart material ที่ผสานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เข้ากับวัสดุใกล้ตัว ผู้ผลิตมองเห็นศักยภาพในการต่อยอดไปสู่การใช้งานในพื้นที่สาธารณะ โรงแรม หรือยานพาหนะ ซึ่งต้องการระบบเสียงที่กลมกลืนกับสภาพแวดล้อมมากกว่าการติดตั้งอุปกรณ์เพื่อสร้างความโดดเด่น ลำโพงผ้าจะให้เสียงที่มีความเป็นธรรมชาติและครอบคลุมพื้นที่มากกว่า เนื่องจากหลักการสั่นสะเทือนแบบแผ่น (Panel Vibration) คุณภาพเสียงที่ได้จะมีความใสและคมชัด เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับเสียงพูดและเสียงดนตรีบรรยากาศ

แม้ว่าปัจจุบันความดังอาจยังไม่เทียบเท่ากับลำโพงขนาดใหญ่ที่ใช้ในงานคอนเสิร์ต แต่ประสิทธิภาพด้านการใช้พลังงาน (Power Efficiency) ก็อยู่ในระดับที่น่าสนใจสำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวัน การนำเส้นใยนำไฟฟ้าเข้ามาเป็นส่วนหนึ่งของวัสดุสิ่งทอ ยังชี้ให้เห็นถึงความก้าวหน้าในการพัฒนาสิ่งทออัจฉริยะ (Smart Textiles) ที่ไม่เพียงแต่ให้ความอบอุ่นหรือความสบายเท่านั้น แต่ยังสามารถทำหน้าที่ทางอิเล็กทรอนิกส์ได้หลากหลาย ทั้งการรับสัญญาณ การประมวลผล และการเปล่งสัญญาณเสียง

นวัตกรรม "ลำโพงผ้า" คือหลักฐานสำคัญที่แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าของเทคโนโลยีวัสดุศาสตร์และอิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่น การเปลี่ยนสิ่งทอธรรมดาให้สามารถเปล่งเสียงได้อย่างแนบเนียนด้วยมิติที่บางเฉียบและน้ำหนักเบา จึงช่วยประหยัดพื้นที่และยกระดับงานดีไซน์ภายใน นี่คือทางเลือกใหม่สำหรับผู้บริโภคที่ต้องการความกลมกลืนและประสิทธิภาพในเวลาเดียวกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในยุคที่ความอัจฉริยะของอุปกรณ์ถูกฝังอยู่ทุกอณูของชีวิตประจำวัน ทำให้เสียงสามารถถูกซ่อนไว้ใต้เส้นใย แต่กลับช่วยเติมเต็มประสบการณ์การใช้ชีวิตของผู้คนอย่างเงียบ ๆ ได้อย่างเป็นธรรมชาติ

เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร

ที่มาข้อมูล: techspot, sensia, yahoo, engtechnica
ที่มาภาพ: sensia

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

มิติใหม่! "ลำโพงผ้า" ดีไซน์บางเฉียบ ซ่อนเสียงไว้ใต้เส้นใย ได้ฟังก์ชันครบ