ประเทศไทยมีถ้ำประมาณ 3,000 แห่ง แบ่งเป็นถ้ำหินปูนประมาณ 2,000 แห่ง และเป็นถ้ำหินทรายประมาณ 1,000 แห่ง หลายถ้ำเปิดเป็นสถานที่ท่องเที่ยว หลายถ้ำแม้ไม่ใช่ที่ท่องเที่ยวแต่เจ้าหน้าที่หรือชาวบ้านต้องเดินทางเข้าออกเพื่อปฏิบัติภารกิจหรือสัญจรใช้งานตามวิถีชีวิตปกติ ซึ่งถ้ำส่วนใหญ่เมื่อเข้าไปภายในสัญญาณการสื่อสารจะถูกตัดขาดจากภายนอก หากเกิดเหตุฉุกเฉินหรือภัยพิบัติจะไม่สามารถติดต่อสื่อสารกับโลกภายนอกได้เลย กรณีที่เห็นเด่นชัดที่สุด คือ การค้นหาผู้รอดชีวิตกรณี 13 หมู่ป่าติดถ้ำหลวง-ขุนน้ำนางนอน จังหวัดเชียงราย
จากกรณีดังกล่าวนำมาซึ่งความต้องการวิจัยและพัฒนาระบบสื่อสารภายในถ้ำของ รศ.ดร.รังสรรค์ วงศ์สรรค์ สาขาวิศวกรรมโทรคมนาคม สำนักวิชาวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี ซึ่งได้ทำโครงการศึกษาแนวทางการใช้คลื่นความถี่สำหรับระบบสื่อสาร โดยถอดบทเรียนจากกรณีของ 13 หมู่ป่าถ้ำขุนน้ำนางนอน จังหวัดเชียงราย
รศ.ดร.รังสรรค์ กล่าวกับ The Story Thailand ว่า ปัญหาหลักของการค้นหาผู้รอดชีวิตกรณีที่มีภัยพิบัติเกิดขึ้นในถ้ำ คือ ระบบการสื่อสารที่ไม่สามารถใช้ในการค้นหาได้ภายในถ้ำ เนื่องจากอุปกรณ์ที่มีใช้อยู่ในปัจจุบันนั้นไม่สอดรับกับลักษณะภายในโพรงถ้ำที่มีทั้งความระดับความสูงต่ำ ความโค้ง ความหนาแน่นของชั้นหิน การส่งสัญญาณสื่อสารในคลื่นความถี่ย่านเดิมที่ใช้อยู่จึงเป็นความยากลำบาก
“วิธีการแก้ไขปัญหาของทีมค้นหาในกรณีถ้ำขุนน้ำนางนอนตอนนั้น คือ การลากสายไฟเบอร์เข้าไป แต่เข้าไปได้ไกลเพียงโถงทางเดินที่หนึ่งเท่านั้น ส่วนในจุดอื่นใช้วิธีการลากสายโทรศัพท์แบบเก่าของทหารเข้าไป พบว่าระบบสื่อสารที่ใช้งานอยู่ปัจจุบันใช้ได้ไกลเพียงระยะหนึ่งเท่านั้น และเหตุการณ์หนึ่งที่เกิดขึ้นคือมีน้ำไหลเข้ามาในถ้ำจำนวนมาก จึงมีการพยายามที่จะหาโพรงที่อยู่บนภูเขา เพื่อจะเจาะเข้าไปในโพรงถ้ำด้านล่าง โดยการเจาะผนังถ้ำ ซึ่งทำให้เห็นอุปสรรคอีกอย่างหนึ่งคือ แผนที่ถ้ำที่มีไม่สามารถระบุตำแหน่งละติจูดและลองติจูดด้านในถ้ำได้ เมื่อนำมาเทียบเคียงกับ Google Map เพื่อหาลองติจูดละติจูดภายนอกถ้ำ จึงทำให้เราไม่รู้เลยว่าโพรงถ้ำที่จะเจาะลงไปนั้นพิกัดอะไร” รศ.ดร.รังสรรค์ กล่าว
จากจำนวนถ้ำทั้งหมดที่มีในประเทศไทยประมาณ 3,000 แห่ง (แบ่งเป็นถ้ำหินปูนประมาณ 2,000 แห่ง และเป็นถ้ำหินทรายประมาณ 1,000 แห่ง ซึ่งส่วนใหญ่จะอยู่บริเวณภาคตะวันออกเฉียงเหนือ) ทีมวิจัยได้เลือกศึกษาถ้ำ 2 แห่งคือ ถ้ำปาฏิหาริย์ หรือ ถ้ำมืด เป็นถ้ำหินทรายในจังหวัดอุบลราชธานี และถ้ำเชียงดาวซึ่งเป็นถ้ำหินปูน ในจังหวัดเชียงใหม่ โดยทั้งถ้ำมีความน่าสนใจในส่วนของพื้นที่ที่ยังส่งสัญญาณสื่อสารเข้าไปได้ไม่ไกล
ทั้งนี้ การวิจัยเรื่องการสื่อสารเพื่อคิดค้นวิธีหรือพัฒนาอุปกรณ์ที่สอดรับกับลักษณะของถ้ำ รวมถึงการทำแผนที่ขึ้นใหม่ในการหาพิกัดของละติจูดและลองติจูดภายในถ้ำให้ตรงกับกับพิกัดด้านนอกของถ้ำได้ จะช่วยให้การระบุตำแหน่งแม่นยำขึ้น ช่วยให้การค้นหาหรือช่วยผู้ประสบภัยทำได้เร็วยิ่งขึ้น จะสร้างประโยชน์ในอนาคตได้มากถ้าเกิดกรณีเช่นนี้อีก จึงเป็นที่มาให้ทีมนักวิจัยปรึกษากับทางกองทุนวิจัยและพัฒนากิจการกระจายเสียง กิจการโทรทัศน์และกิจการโทรคมนาคม เพื่อประโยชน์สาธารณะ (กทปส.) ของกสทช.ในการเสนอทำการวิจัยครั้งนี้
สื่อสารความถี่ต่ำ กู้ภัยพิบัติได้
โครงการศึกษาแนวทางการใช้คลื่นความถี่สำหรับระบบสื่อสารครั้งนี้มีการทำใน 4 ส่วน คือ เริ่มจากส่วนแรกทำการการศึกษาลักษณะของโพรงถ้ำด้านใน หากจะใช้การสื่อสารด้วยคลื่นความถี่วิทยุแบบไร้สายควรจะใช้ความถี่ย่านใด ซึ่งใช้ระยะเวลาศึกษาประมาณ 6 เดือน โดยการทดลองส่งคลื่นวิทยุตั้งแต่ความถี่ย่านต่ำสุดจนไปถึงสูงสุด และมีการทดสอบระยะทางที่คลื่นเดินทางได้ไกลที่สุดในบริเวณโถงทางเดินถ้ำ และทดสอบว่าคุณสมบัติของคลื่นแต่ละย่านมีผลต่อลักษณะของโพรงถ้ำอย่างไร เนื่องจากโพรงถ้ำแต่ละจุดมีลักษณะที่ไม่เหมือนกัน มีส่วนโค้งเว้าที่อาจทำให้คลื่นสูญเสียการเดินทาง แม้แต่ก้อนหินในถ้ำอาจจะทำให้เกิดอุปสรรคการส่งคลื่นระดับสายตา
สำหรับกรณีถ้ำขุนน้ำนางนอนนั้นทีมกู้ภัยต่างชาติที่เข้าช่วยเหลือในตอนนั้นใช้การสื่อสารของความถี่ในย่าน 87 KHz ซึ่งเป็นคลื่นความถี่ต่ำมาก แต่หลังจากทีมวิจัยได้ศึกษาพฤติกรรมการเดินทางของคลื่นในสองถ้ำของโครงการแล้วก็พบว่าควรเลือกใช้คลื่นย่านความถี่ 350 KHz เนื่องจากหลีกเลี่ยงการรบกวนสัตว์ในถ้ำคือค้างคาวที่สามารถรับรู้ในคลื่นความถี่ต่ำกว่า 200 KHz
“เมื่อทดสอบเสร็จแล้วก็ได้ข้อสรุปว่า กรณีของย่านความถี่ต่ำ เราสามารถส่งคลื่นจากบนภูเขาทะลุผ่านพื้นดินลงมายังโพรงถ้ำ สามารถส่งถึงปลายโพรงถ้ำได้เลย จึงทำให้เราได้ส่วนที่ 2 และ3 ของโครงการนี้ คือ ชุดสื่อสารแบบอนาล็อกหนึ่งชุดจากการศึกษาเบื้องต้น และมีการทำในส่วนที่ใช้สื่อสารภายในถ้ำโดยออกแบบโครงข่ายสื่อสารแบบดิจิทัลอีกหนึ่งชุดโดยใช้คลื่นความถี่ย่าน 2.4 GHz เพื่อแก้ไขอุปสรรคการสื่อสารที่ต้องพบกับลักษณะของโพรงถ้ำที่แคบมาก ซึ่งคลื่นความถี่นี้สามารถเดินทางในลักษณะระดับสายตาได้”
เขาเล่าว่า ส่วนที่ 4 ที่ได้ทำคือ การระบุตำแหน่งในถ้ำ จากเดิมเจ้าหน้าที่กู้ภัยจะต้องแบกขนเครื่องมือที่เป็นกล้องเพื่อวัดระดับความสูงหรือวัดระยะทางทำให้การนำเข้าไปในถ้ำค่อนข้างยาก จึงเปลี่ยนเป็นใช้วิธีการลากสายวัด รวมถึงมีการใช้เลเซอร์ในการวัดระยะบางส่วนเพื่อคำนวณหาตำแหน่งละติจูดและลองติจูด ซึ่งวิธีแบบเดิมค่อนข้างมีจุดบกพร่องทำให้พิกัดละติจูดและลองติจูดที่ได้ ไม่ชัดเจน ไม่ตรงกับส่วนนอกของถ้ำ
โดยทีมได้นำไจโรสโคป ขนาดเล็กซึ่งเป็นตัวที่ใช้ติดตั้งบนเครื่องบินและรถไฟฟ้าเพื่อบอกระยะในการเคลื่อนตัว การมีไจโรสโคปจะเป็นส่วนหนึ่งให้การหาละติจูดและลองติจูดในส่วนของถ้ำที่มีความลาดเอียงให้มีผลที่ออกมาความแม่นตรงมากขึ้น
ซึ่งวิธีพิสูจน์ความแม่นตรงมี 2 วิธี คือ 1.การหาโพรงถ้ำที่มีปล่องอยู่ด้านบนวัดจากบริเวณจากปล่องลงไปล่างสุด และ2.สามารถใช้วิธีทดสอบในอาคารโดยวัดในอาคารขึ้นไปยังดาดฟ้าได้เช่นเดียวกัน และสิ่งที่ทีมพัฒนาขึ้นมาคือ การออกแบบคำสั่งบางอย่างในโปรแกรมที่มีอยู่เดิมแล้วใช้วิธีส่งข้อมูลค่าตำแหน่งและที่วัดคู่ขนานไปในซอฟต์แวร์ทำให้ออกมาเป็นภาพ 2 มิติและ 3 มิติได้
“ทีมวิจัยจึงทดลองนำเทคนิคที่ทีมเรามีมาใช้ และมองว่าหากมีการทำแผนที่ถ้ำที่เป็น 3 มิติอย่างแม่นยำ พร้อมทั้งมีละติจูดลองติจูดที่ชัดเจน ต่อไปในอนาคตไม่ว่าจะเกิดภัยพิบัติขึ้นจนทำให้คนต้องเข้าไปติดในโถงของโพร่งถ้ำ นักกู้ภัยสามารถเคลื่อนที่เข้ามาบริเวณโถงที่มีละติจูดลองติจูดที่ระบุไว้ได้ และสามารถบอกความหนาจากเพดานถ้ำไปถึงด้านบนภูเขาได้ เราก็จะรู้พิกัดที่จะเจาะผนังถ้ำลงมาได้ การทำแผนที่แบบนี้ยังช่วยในส่วนของนักท่องเที่ยวให้รู้พิกัดได้อย่างแม่นยำอีกด้วย” รศ.ดร.รังสรรค์ กล่าว
รศ.ดร.รังสรรค์ เล่าว่า ความสำเร็จของโครงการนี้ คือ สามารถระบุลองติจูดและละติจูดได้ทั้ง 13 ตำแหน่งในถ้ำเชียงดาว ส่วนระบบสื่อสารก็สามารถติดตั้งสถานีสื่อสารที่อยู่บนภูเขา และการปักหมุดลงมาเพื่อทำการสื่อสารไปยังโพรงถ้ำด้านล่างได้ไกลสุดที่ระดับน้ำ 740 เมตร
“สิ่งที่ต้องทำต่อคือพัฒนาต่อคือการศึกษาไปยังถ้ำอื่น ๆ ด้วย เพราะยังมีถ้ำจำนวนมากที่มีจุดที่ยังไม่ได้วางระบบสื่อสาร หากมีการทำลักษณะนี้ในทุกถ้ำจะช่วยในเชิงการท่องเที่ยวและมีประโยชน์อย่างมากในมุมของการช่วยเหลือเมื่อเกิดภัยพิบัติ” รศ.ดร.รังสรรค์ กล่าว
ส่วนโครงการวิจัยในระยะต่อไปมองว่า ต้องการนำคลื่นความถี่ 2.4 GHz ติดตั้งกับระบบสถานีทวนสัญญาณที่ตั้งอยู่ในถ้ำสามารถเชื่อมต่อกับระบบที่ใช้คลื่น 350 KHz ออกไปด้านนอกถ้ำได้ด้วย ซึ่งมีการเริ่มทดลองนำคลื่นในย่านความถี่ 3 MHz มาใช้เป็นตัวเชื่อมโยงสำหรับภาคพื้น เมื่อเกิดเหตุการณ์สามารถส่งต่อมายังสถานีหน้าถ้ำได้ และต้องการให้สามารถส่งระยะของการเคลื่อนที่ละติจูดและลองติจูดในถ้ำออกมาแบบเรียลไทม์ หรือสโลว์สแกนให้ด้านนอกถ้ำได้รู้ว่าเจ้าหน้าที่กำลังเคลื่อนตัว ไปส่วนใดของถ้ำ
“หากเกิดภัยพิบัติขึ้น เจ้าหน้าที่ด้านนอกจะได้ใช้ระบบสื่อสารชุดแรกที่เป็นระบบสื่อสารอะนาล็อกจากผิวด้านบนภูเขา และเจ้าหน้าที่ที่ถูกส่งเข้าไปในถ้ำเพื่อกู้ภัยพิบัตินั้นจะใช้ชุดสื่อสารชุดที่ 2 ที่เป็นโครงข่ายสื่อสารดิจิทัล 2.4 GHz. ซึ่งเป็นชุดเล็กสามารถที่จะใช้ติดต่อได้ตลอดแนวถ้ำ การสื่อสารที่ต่อเนื่องก็จะช่วยให้เจ้าหน้าที่ด้านนอกรู้สถานการณ์ที่เกิดขึ้นด้านในอย่างละเอียด” รศ.ดร.รังสรรค์ กล่าว
งานวิจัย ไม่ควรอยู่บนหิ้ง
รศ.ดร.รังสรรค์ มองว่า ปัจจุบันนี้ทีมนักวิจัยในมหาวิทยาลัยต่าง ๆ มักจะไม่ทำการวิจัยในคลื่นความถี่ต่ำ แต่จะวิจัยในคลื่นความถี่สูง ซึ่งในบางครั้งที่เกิดเหตุการณ์ภัยธรรมชาติคลื่นความถี่สูงไม่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ ส่วนคลื่นความถี่ต่ำคนส่วนใหญ่จะมองว่าเป็นเรื่องของความโบราณและใช้เทคโนโลยีเก่ามากในการทำ ซึ่งการออกแบบการสื่อสารของคลื่นในเมืองไทยยังไม่มีใครทำ
“ในส่วนงานวิจัยของประเทศไทยส่วนใหญ่เรามุ่งหวังในเรื่องของการทำวิจัยแล้วนำไปตีพิมพ์ในต่างประเทศ แต่สุดท้ายแล้วงานส่วนนั้นไม่ได้กลับนำมาใช้ในประเทศ เนื่องจากต้นทุนสูงมากกว่าที่จะนำมาใช้ในประเทศไทย ผมอยากทำงานในลักษณะที่มันเป็นประโยชน์กับประเทศชาติ คือเราคิดเอง เราทำเองและเรานำกลับมาใช้เอง ทำให้ประเทศชาติมั่นคง” รศ.ดร.รังสรรค์ กล่าว
สิ่งที่เป็นคุณค่าจากการวิจัยในโครงการนี้ คือ การสร้างทรัพยากรบุคคลที่เป็นวิศวกรขึ้นมาอีกกลุ่มหนึ่งที่ทำงานทางด้านคลื่นความถี่ต่ำ ซึ่งสามารถทำให้เกิดขึ้นครบถ้วนสมบูรณ์ได้ อย่างน้อยการสร้างทีมวิจัยในมหาวิทยาลัย จะทำให้เส้นทางการวิจัยงานทางด้านการสื่อสารไร้สายมีครบทุกช่วงความถี่ ทั้งความถี่ต่ำ ความถี่สูง เพราะฉะนั้นหากมีทีมวิจัยที่ ทำงานครบในทุกส่วนมันจะเกิดประโยชน์ต่อประเทศชาติมาก
“อยากให้นักวิจัยไทยกลับมาทำงานวิจัยอะไรก็ได้ ไม่จำเป็นต้องวิจัยเกี่ยวกับคลื่นความถี่ต่ำหรือความถี่สูง อยากให้นักวิจัยทำการวิจัยแล้วก็สร้างขึ้นมาเพื่อทดลองใช้จริงกันในประเทศไทย ไม่อยากให้มุ่งไปที่การทำวิจัยเพื่อจะตีพิมพ์ในการสร้างตำแหน่งรองศาสตราจารย์และศาสตราจารย์เท่านั้น อยากให้นำงานวิจัยที่ทุ่มเทคิดออกมาทำจริง แทนที่จะไปขึ้นหิ้งให้เอาลงมาด้านล่างบ้าง เอามาทำให้เกิดประโยชน์ต่อประเทศชาติ ถ้าเราไม่ทำแบบนี้แล้วก็ไม่สามารถตามทันญี่ปุ่น เกาหลี หรือจีนได้ อยากให้นักวิจัยกลับมาคิดในส่วนนี้ ซึ่งมีคำพูดอยู่หนึ่งคำที่ผมจำอยู่ในหัวเสมอจากคำพูดของ รศ.ดร.สุธี อักษรกิตติ์ คือ ‘Thai think ,Thai Made, Thai utilite ,Thai sustain…. ไทยคิด ไทยทำ ไทยใช้ ไทยมั่นคง’ เป็นสิ่งที่นักวิจัยไทยควรทำ” รศ.ดร.รังสรรค์ กล่าวทิ้งท้าย
อศินา พรวศิน – สัมภาษณ์
นัจกร สุทธิมาศ – เรียบเรียง
บทสัมภาษณ์อื่น ๆ ที่น่าสนใจ
“Character Building” ภารกิจหลักของครูปัจจุบัน
Vulcan Coalition สตาร์ตอัพ Deep Tech ผู้ขับเคลื่อนเทคโนโลยี AI ด้วยฝีมือคนพิการ
