เครื่องตรวจวัดสัญญาณแผ่นดินไหว นวัตกรรมฝีมือคนไทย เตือนภัยตึกสูงล่วงหน้า

28 มีนาคม 2569 ถือเป็นวันครบรอบ 1 ปี เหตุแผ่นดินไหวใหญ่ ขนาด 8.2 ใกล้เมืองมัณฑะเลย์ ประเทศเมียนมา ซึ่งความเสียหายที่เกิดขึ้นนั้น ไม่ได้สะเทือนแต่ประเทศเมียนมา แต่มันยังส่งผลถึงประเทศไทยในหลายจังหวัดด้วย รวมไปถึง กรุงเทพมหานคร ที่อยู่ไกลนับพันกิโลเมตร โดยเฉพาะ การพังถล่มของ อาคารสำนักงานการตรวจเงินแผ่นดิน (สตง.) แห่งใหม่ ที่อยู่ระหว่างก่อสร้างในเขตจตุจักร ซึ่งมีความสูง 29 ชั้นและมีมูลค่าโครงการกว่า 2,100 ล้านบาท

ถึงแม้เหตุแผ่นดินไหว จะทำการแจ้งเตือนได้ยาก แต่ก็ใช่ว่าจะแจ้งเตือนไม่ได้ ถ้าอย่างน้อยมีเวลาสักหน่อย ก็อาจจะช่วยเหลือ “ผู้คน” ให้หนีออกมาจากตึกสูงได้

จากเหตุการณ์ดังกล่าว นำไปสู่การเดินหน้าในการสร้าง “นวัตกรรม” ในการแจ้งเตือนแผ่นดินไหวของ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ NARIT ด้วยการคิดค้น “เครื่องตรวจวัดสัญญาณแผ่นดินไหว” ด้วยฝีมือคนไทยเกือบ 100%

*****************

จุดเริ่มต้น “เครื่องตรวจวัดสัญญาณแผ่นดินไหว” ฝีมือคนไทย

นายกิติภูมิ กาญจนา วิศวกรดูแลกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ขนาด 40 เมตร สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ NARIT เล่าถึงที่มาของการสร้างเครื่องตรวจวัดสัญญาณแผ่นดินไหว ว่า “ต้องบอกว่าเป็นงานด่วนจริงๆ (หัวเราะ) จุดเริ่มต้นของการสร้างเครื่องวัดสัญญาณแผ่นดินไหว มาจากเหตุแผ่นดินไหวใหญ่ในเดือนมีนาคมปีที่แล้ว จากนั้น เราก็ได้เริ่มต้นประดิษฐ์เครื่องดังกล่าว ในช่วงเดือนพฤศจิกายนที่ผ่านมา โดยใช้เวลาในการทำงาน ประมาณ 40 วัน”

นายกิติภูมิ เล่าต่อว่า ความจำเป็นในวลานี้ คือ เราต้องการระบบการเตือนภัยแผ่นดินไหวได้ล่วงหน้า โดยคำว่า “ล่วงหน้า” ในที่นี้หมายถึงเมื่อเกิดแผ่นดินไหวแล้ว สามารถส่งสัญญาณมาบอกเราได้ก่อน ซึ่งไม่ใช่ “การทำนาย” ดังนั้น เราจึงจำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าวให้เยอะ ครอบคลุมสถานีทั่วประเทศ เพื่อแจ้งเตือนแผ่นดินไหวให้ได้เร็วที่สุด ดังนั้น เราจึงเริ่มสร้างเครื่องต้นแบบขึ้นมา โดยมีเป้าหมายในการใช้ติดตั้งทั่วประเทศ กว่า 200 จุด

สำหรับการทำงาน และการใช้งานของเครื่องวัดสัญญาณแผ่นดินไหวนั้น วิศวกรดูแลกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ขนาด 40 เมตร จาก NARIT กล่าวว่า NARIT ได้มีการดีไซน์การจับสัญญาณคลื่น P-WAVE (Primary Wave) เป็นหลัก ซึ่ง P-WAVE จะเป็นคลื่นที่เกิดก่อน S-WAVE (Secondary Wave) ซึ่งคลื่น P-WAVE นั้น จะมีความถี่สูงและความเร็วที่สูงกว่า ดังนั้น หากเราตรวจจับสัญญาณได้ เราก็มีโอกาสแจ้งเตือนได้สูงกว่า

นายกิติภูมิ ยกตัวอย่างว่า หากมีการติดตั้งเครื่องวัดสัญญาณแผ่นดินไหวในเชียงใหม่ และ กรุงเทพฯ เครื่องไหน สามารถวัดสัญญาณได้ก่อน ก็จะทำให้เราสามารถแจ้งเตือนล่วงหน้าได้ เช่น จุดศูนย์กลางใกล้เชียงใหม่ เราจะมีเวลา 2-3 นาทีในการแจ้งเตือนคนกรุงเทพฯ ซึ่งเป็นเมืองใหญ่ให้มีความปลอดภัยได้มากขึ้น

อุปกรณ์และขั้นตอนการผลิต

ในส่วนการผลิตและการใช้งานนั้น นายกิติภูมิ อธิบายว่า เทคโนโลยีที่ใช้ ประกอบด้วย อุปกรณ์เซนเซอร์ความไวสูง ใช้วัดการสั่นสะเทือน อุปกรณ์ขยายสัญญาณ ที่่วัดระดับคลื่นรบกวน (Noise) นอกจากนี้ ยังมีอุปกรณ์อื่นๆ อีกหลายชิ้น เกือบทุกชิ้นผลิตโดย NARIT ทั้งหมด โดยเราเริ่มต้นที่ห้องปฏิบัติการความละเอียดสูงในการขึ้นรูป นอกจากนี้ เรายังมี ห้อง Electronics Lab ในการใช้ประกอบวงจรด้านใน โดยมีการเชื่อมอุปกรณ์ที่ใช้รับสัญญาณดาวเทียม GNSS (Global Navigation Satellite System) เพื่อระบุตำแหน่ง และระบุเวลา

สำหรับต้นทุนการผลิต ในตัวต้นแบบใช้เงินประมาณ 1 แสนกว่าบาท แต่หากว่าทำเยอะกว่านี้ ต้นทุนก็อาจจะลดลง อย่างไรก็ตาม วัสดุต่างๆ ที่นำมาใช้ประกอบนั้น บางส่วนต้องนำเข้าจากต่างประเทศ ชิ้นส่วนบางอย่างในประเทศไทยก็มี

สิ่งที่แพงที่สุด ไม่ใช่อุปกรณ์ แต่คือ ซอฟต์แวร์ ที่อยู่ด้านใน เราเลือกใช้ Open Source ทั้งหมด เพราะเราไม่ต้องจ่ายค่าลิขสิทธิ์ และในอนาคตคนอื่นสามารถนำไปพัฒนาต่อได้

วิธีการใช้งานวัดคลื่นแผ่นดินไหว

ในส่วนการใช้งาน นายกิติภูมิ เผยว่า หากเราวางเครื่องนี้บนพื้นโลก เราจะได้รับสัญญาณรบกวนเยอะมาก ซึ่งมันจะทำหน้าที่ขยายสัญญาณเล็กๆ ที่ถูกซ่อนอยู่ จึงไม่เหมาะกับการวางบนผิวดิน การใช้งานจริงๆ เราจำเป็นต้องฝังเครื่องไว้ใต้ดิน โดยขุดหลุมลึก สัก 1 เมตรก็ได้ หรือ ถ้าให้ดีที่สุด เราอาจขุดบ่อ 2 ชั้น ลึก สัก 1 เมตร จะทำให้สัญญาณนิ่งขึ้น คลื่นรบกวนน้อยลง

สิ่งสำคัญอย่างหนึ่งของการใช้งาน “เครื่องวัดคลื่นสัญญาณแผ่นดินไหว” คือเรื่อง “เวลา” หากเราจับสัญญาณได้ที่เชียงใหม่ก่อน จากนั้นก็มาพบที่กรุงเทพฯ จะทำให้เรารู้ทิศทางทันทีว่า จุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวมาจากด้านบน ก็คือ เชียงใหม่ แต่ถ้าเกิดพบสัญญาณที่กรุงเทพฯ ก่อน แล้วตรวจจับได้ที่เชียงใหม่ตามมา แปลว่าแผ่นดินไหวเกิดขึ้นด้านล่างของไทย คือ กรุงเทพฯ เกิดแผ่นดินไหวก่อน

และนี่เอง ก็คือเหตุผลสำคัญ ที่เราจำเป็นต้องติดตั้งเครื่องดังกล่าวจำนวนมาก โดยในเบื้องต้นติดตั้งแล้ว 3 สถานี ประกอบด้วย สถานีแรก กล้อง 40 เมตร ที่ดอยสะเก็ด สถานีที่ 2 ที่แม่ฟ้าหลวง และสถานีที่ 3 คือ ดอยอินทนนท์ และเคยทดลองใช้แล้วได้ผล

“หากแต่ละสถานีส่งสัญญาณมาที่เซิร์ฟเวอร์ อาจมีเวลาเหลือมกัน ยกตัวอย่างเช่น หากสถานีที่ดอยสะเก็ด มีค่า 0 sec แปลว่าเราสามารถเอาข้อมูลนี้มาอ้างอิงกับสถานีทั่วโลกได้เลย เพราะความแม่นยำระดับสูง เนื่องจากเราใช้เวลาจากดาวเทียมมาเทียบกัน”

การวิจัยพัฒนา สู่การต่อยอดการใช้งานที่หลากหลาย!

เมื่อถามถึงเป้าหมายในอนาคตของการวิจัยพัฒนาครั้งนี้ วิศวกรดูแลกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ขนาด 40 เมตร สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) กล่าวว่า โดยในเฟสที่ 2 เราจะขยายเพิ่มเป็น 10 สถานี ถ้าได้เฟสที่ 3 ก็จะผลักดันให้มี 200 สถานี โดยเราจะมีระบบข้อมูลมา process เพื่อตรวจสอบดูว่า เกิดเหตุแผ่นดินไหว ตรงไหน เมื่อไร หรือไม่ อาจจะต้องมีระบบอัลกอริทึมช่วยตรวจสอบ

“มีหลายคนถามว่า ทำไมเราต้องทำเอง หากเราซื้อแล้วเกิดเสีย ต้องเสียเงินซ่อม หากเราทำเอง เราสามารถซ่อมเอง ดูแลระยะยาวได้ และหากเราต้องการซ่อมบำรุง อุปกรณ์หรือซอฟต์แวร์ เราก็สามารถทำได้ โดยเรารู้ก่อนด้วย ว่า เครื่องนี้จะเสียเมื่อไร เรารู้เพราะเราพัฒนามันขึ้นมาเอง ดังนั้น ในเชิงระยะยาว มั่นใจว่า จะยังได้ข้อมูลจากระบบนี้ ไม่ใช่ว่าเงินหมดก็ต้องทิ้งเครื่อง นี่คือความสำคัญ”

นายกิติภูมิ ย้ำว่า สิ่งที่เราทำ ความจริงสามารถ Spin-off เทคโนโลยีได้ไปทำอย่างอื่นได้ด้วย เนื่องจากเราวัดการสั่นที่ค่อนข้างแม่นยำ จนสามารถระบุได้ว่า เป็นการสั่นจากอะไร เช่น การสั่นจากรถยนต์ หรือรถทหารกำลังวิ่งอยู่ คนเดิน ก็สามารถแยกได้จากลักษณะความถี่ที่เกิดขึ้น

ดังนั้น เราสามารถ Spin-off เทคโนโลยีนี้ ไปทำรั้วทหาร รั้วอิเล็กทรอนิกส์ เป็นเซนเซอร์เล็กๆ ฝั่งในแนวชายแดนได้ หากมีใครเข้ามา เซนเซอร์เล็กๆ ก็จะจับได้ เครื่องนี้ 3 แกน เราอาจจะถอดเหลือ 1 แกน มาใช้ได้

“จะเห็นได้ว่าเราวิจัยพัฒนาสิ่งหนึ่ง แต่ไม่ได้เพื่อสิ่งนั้นสิ่งเดียว เราสามารถนำมาใช้ต่อยอดได้ หากมีใครบุกรุกเข้ามา เราก็จะรู้ได้ มีการแจ้งเตือนจากจุดในแผนที่ ซึ่งมันจะช่วยให้เจ้าหน้าที่ทำงานได้ง่ายขึ้น ทดแทนการใช้กำลังคนต้องเฝ้าชายแดน ซึ่งพื้นที่ชายแดนก็กว้างมาก แม้กระทั่งไฟป่า ก็สามารถแจ้งเตือนได้ และในอนาคต เราอาจจะให้ AI มาช่วยในการวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมากได้ด้วย” วิศวกร NARIT กล่าวทิ้งท้าย.

* หมายเหตุ

P-WAVE (Primary Wave) เป็นคลื่นอัดที่เกิดจากการที่อนุภาคของหินถูกอัดและขยายตัวตามแนวทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น เปรียบเสมือนการดันสปริงให้หดและขยาย

S-WAVE (Secondary Wave) เป็นคลื่นเฉือนที่ทำให้อนุภาคของหินเคลื่อนที่ตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของคลื่น (สั่นขึ้น-ลง หรือซ้าย-ขวา) ทำให้ไม่สามารถเดินทางผ่านตัวกลางที่เป็นของเหลวได้

Story : Thai PBS Sci & Tech
Video Creator : รัตนพล ทิพย์มะณี

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

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech