จากเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นเมื่อไม่กี่วันที่ผ่านมา คงไม่มีใครคาดคิดว่าปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นในประเทศไทย แต่เมื่อมันเกิดขึ้นจริง เราจึงไม่อาจเพิกเฉยกับประเด็นเรื่องความพร้อมในการรับมือได้อีกต่อไป
ในฐานะที่ MMThailand เป็นสื่อที่ติดตามเทคโนโลยีเพื่ออุตสาหกรรมและความปลอดภัย เราจึงอยากพาทุกคนไปรู้จักกับหนึ่งในเทคโนโลยีที่น่าสนใจอย่าง Distributed Acoustic Sensing หรือ DAS ที่ไม่เพียงใช้ตรวจจับแรงสั่นจากแผ่นดินไหวเท่านั้น แต่ยังพลิกบทบาทสายไฟเบอร์ธรรมดาให้กลายเป็นเครือข่ายตรวจจับความเคลื่อนไหวที่ครอบคลุมและแม่นยำระดับสูง
ในโลกที่โครงสร้างพื้นฐานใต้ดินและแผ่นดินไหวกลายเป็นประเด็นที่ไม่อาจมองข้าม เทคโนโลยีที่ช่วยให้เรามองเห็นสิ่งที่อยู่ “ใต้พื้นผิว” จึงมีความสำคัญมากขึ้นทุกวัน และ DAS คือหนึ่งในคำตอบของโจทย์นี้
แต่ DAS คืออะไร? ทำไมสายไฟเบอร์ออปติกที่เราเคยใช้แค่ส่งอินเทอร์เน็ต ถึงกลายมาเป็นเครื่องมือตรวจจับแผ่นดินไหว คลื่นเสียง หรือแม้แต่เสียงฝีเท้าของสัตว์ทะเลได้?
จุดเริ่มต้นของเทคโนโลยี DAS
เทคโนโลยี DAS ถือกำเนิดจากความพยายามของนักฟิสิกส์และวิศวกรด้านโทรคมนาคม ที่ต้องการตรวจสอบและเฝ้าระวังโครงสร้างพื้นฐานโดยไม่ต้องติดตั้งเซ็นเซอร์เป็นพัน ๆ ตัว ความคิดคือ หากแสงเลเซอร์เดินทางผ่านใยแก้วนำแสง แล้วเกิดการสะท้อนกลับเพียงเล็กน้อยตามจุดต่าง ๆ ของสาย เคลื่อนคลื่นสะท้อนเหล่านี้อาจบอกเราได้ว่า “ตรงไหนกำลังเกิดความผิดปกติ”
จากแนวคิดนี้ DAS จึงพัฒนาอย่างก้าวกระโดด โดยเฉพาะเมื่อระบบประมวลผลข้อมูลและ Machine Learning เข้ามาช่วยวิเคราะห์สัญญาณแสงที่สะท้อนกลับมาอย่างละเอียดถึงระดับเซนติเมตร
หลักการทำงานเชิงลึกของ DAS
หัวใจของ DAS คือการใช้แสงพัลส์ (light pulses) ที่ส่งผ่านเส้นใยไฟเบอร์ออปติก และตรวจจับ Rayleigh backscattering ซึ่งเป็นแสงที่สะท้อนกลับมาจากความไม่สมบูรณ์เล็กน้อยภายในเส้นใย เช่น รอยต่อ หรือแรงตึงบางจุด
เมื่อมีแรงดึง การสั่นสะเทือน หรือการเปลี่ยนแปลงแม้เพียงเล็กน้อย แสงที่สะท้อนกลับมาจะเกิด Phase Shift หรือการเปลี่ยนเฟส โดยระบบวิเคราะห์สามารถระบุตำแหน่งและลักษณะของการเปลี่ยนแปลงนั้นได้อย่างแม่นยำ โดยเฉลี่ยสามารถครอบคลุมระยะทางตั้งแต่ 10 ไปจนถึง 100 กิโลเมตรต่อสายไฟเบอร์เพียงเส้นเดียว
ลองนึกภาพว่าคุณมี “หู” คอยฟังเสียงและแรงสั่นทั่วแนวท่อส่งน้ำมันทั้งประเทศ โดยไม่ต้องติดเซ็นเซอร์ทุก 10 เมตร นี่ละครับคือสิ่งที่ DAS มอบให้
ประโยชน์ที่ก้าวข้ามขอบเขตการเฝ้าระวังแผ่นดินไหว
แม้ DAS จะเริ่มต้นจากงานเฝ้าระวังโครงสร้างพื้นฐาน เช่น สายท่อส่งน้ำมัน สายไฟ หรือสะพาน แต่ในปัจจุบันเทคโนโลยีนี้ได้ขยายขอบเขตไปถึงการ
- ตรวจจับแผ่นดินไหวในระดับมหภาคและจุลภาค
- เฝ้าระวังการขุดเจาะผิดกฎหมายหรือกิจกรรมใต้ดิน
- ตรวจจับเสียงฝีเท้าหรือการเคลื่อนไหวของสัตว์ทะเล (ใช้ในงานวิจัยสิ่งแวดล้อม)
- ติดตามเรือหรือการเคลื่อนตัวของธารน้ำแข็งในเขตขั้วโลก
การใช้ DAS ยังช่วยลดค่าใช้จ่ายในการติดตั้งเซ็นเซอร์แบบจุด (point sensors) และลดความยุ่งยากในการบำรุงรักษา เพราะคุณสามารถใช้สายไฟเบอร์ที่มีอยู่แล้วในพื้นที่เป็นโครงสร้างเฝ้าระวังได้ทันที
องค์กรที่นำ DAS ไปใช้ได้อย่างสำเร็จ
หนึ่งในกรณีศึกษาที่โดดเด่น คือการใช้ DAS ของ British Geological Survey (BGS) ร่วมกับ UK Telecom Providers ที่เปลี่ยนสายไฟเบอร์ในเครือข่ายโทรคมนาคมให้กลายเป็นระบบเฝ้าระวังแผ่นดินไหวของทั้งประเทศอังกฤษ โดยไม่ต้องขุดเจาะหรือลงทุนด้านฮาร์ดแวร์เพิ่มมากนัก
อีกตัวอย่างหนึ่งมาจาก เมืองโยโกฮาม่า ประเทศญี่ปุ่น ที่ใช้ DAS ครอบคลุมพื้นที่นิคมอุตสาหกรรมริมชายฝั่ง ซึ่งเสี่ยงต่อแผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิ การผสาน DAS เข้ากับระบบเตือนภัยและ AI ช่วยให้สามารถประเมินแรงสั่นสะเทือนและสั่งปิดระบบไฟฟ้าในเขตนิคมได้ภายในไม่กี่วินาที
ผู้อ่านคิดว่า ถ้าเรานำ DAS มาใช้กับระบบขนส่งสาธารณะ เช่น รถไฟใต้ดินในกรุงเทพฯ จะสามารถช่วยตรวจจับแรงสั่นที่อาจบ่งบอกถึงการทรุดตัวของโครงสร้างหรือภัยธรรมชาติที่กำลังจะมาได้หรือไม่?
มองไปข้างหน้า DAS กับอนาคตของเมืองอัจฉริยะ
Distributed Acoustic Sensing ไม่ได้เป็นแค่ “เทคโนโลยีตรวจจับ” แต่เป็นโครงข่ายประสาทสัมผัสที่ช่วยให้เมืองและอุตสาหกรรมมีความปลอดภัยในเชิงลึกแบบที่ไม่เคยมีมาก่อน
เมื่อระบบนี้ทำงานร่วมกับ AI, Big Data และระบบเตือนภัยอัตโนมัติ เมืองทั้งเมืองจะสามารถตอบสนองต่อเหตุการณ์ได้ในระดับเสี้ยววินาที และเมื่อเชื่อมโยงกับระบบพลังงาน ระบบน้ำ และระบบสื่อสาร — เมืองก็จะสามารถ “เรียนรู้และปรับตัว” ได้เองในอนาคต
แล้วคุณล่ะ พร้อมหรือยังที่จะเปิดรับเทคโนโลยีที่มองเห็นแรงสั่นได้ในระดับที่มนุษย์มองไม่เห็น?
Distributed Acoustic Sensing อาจไม่ใช่เทคโนโลยีที่เราสัมผัสได้โดยตรง แต่ผลลัพธ์ของมันกำลังอยู่รอบตัวเรา เงียบ ง่าย แต่เปลี่ยนแปลงโลกได้จริง
ขอบคุณข้อมูลบางส่วนจาก
- dasposter_noqr_captions.pdf
