How Wireless Energy From Space Could Power Everything | Ali Hajimiri | TED

Translator: Jimmy Tangjaitrong Reviewer: Sakunphat Jirawuthitanant

Energy and data are the major currencies of our lives today.

พลังงานและข้อมูลเป็นสกุลเงินหลัก ๆ ในชีวิตของเราในปัจจุบัน

Over the last couple of decades,

ในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา

we've seen data going from being wired to becoming wireless.

เราได้เห็นข้อมูลถูกส่งผ่านสาย สู่การส่งแบบไร้สาย

And this has helped democratize access to information.

และมันได้ช่วยทำให้การเข้าถึงข้อมูล เป็นประชาธิปไตย

Can we do the same thing with energy?

เราทำแบบเดียวกัน กับพลังงานได้หรือไม่

Can we send energy when we want,

เราสามารถส่งพลังงานเมื่อเราต้องการ

where we want and as much as we want

ไปยังที่ที่เราต้องการ และมากเท่าที่เราต้องการ

and in the process, eliminate the last wire?

พร้อมทั้งกำจัดสายไฟให้หมดไป ได้หรือไม่

If we could do this, the possibilities would be endless.

ถ้าเราทำได้ ความเป็นไปได้ต่าง ๆ จะไม่มีที่สิ้นสุด

From Earth to space.

จากโลกสู่อวกาศ

I'd like to tell you about our dream of wireless energy transfer today.

ผมอยากจะเล่าเกี่ยวกับความฝันของเรา ในการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย

It starts with something we are all familiar with -- waves.

มันเริ่มต้นด้วยบางสิ่ง ที่เราทุกคนคุ้นเคย -- คลื่น

So waves are very essential to our lives.

คลื่นมีความสำคัญต่อชีวิตของเรามาก

You can hear this talk because of acoustic waves.

คุณสามารถได้ยินเสียงพูดนี้ได้ เพราะคลื่นอะคูสติก

You can see this talk

คุณสามารถเห็นการพูดนี้ได้

because of a certain kind of electromagnetic waves, called light.

เนื่องจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ที่เรียกว่า “แสง”

And the odds are, if you're watching it on the internet,

พนันได้ว่าหากคุณกำลังดู ผ่านอินเทอร์เน็ต

you're using some sort of wireless connectivity

คุณกำลังใช้การเชื่อมต่อ แบบไร้สายบางชนิด

that relies on wireless and RF waves.

ที่อาศัยระบบไร้สาย และคลื่นความถี่วิทยุ

If you have two waves that have the same frequency

หากคุณมีคลื่นสองคลื่น ที่มีความถี่เท่ากัน

and are going up and down

และกำลังขึ้นลงขึ้นลง

and they come together at some point in space,

และพวกมันมาประจบกัน ณ จุดใดจุดหนึ่งในอวกาศ

they will add and make a wave that's twice the height

คลื่นเหล่านั้นจะบวกกัน และสร้างคลื่นที่มีความสูงเป็นสองเท่า

but carries four times the energy.

แต่มีพลังงานมากขึ้นถึงสี่เท่า

Now, if the same two waves come together at some other place in space,

ทีนี้ ถ้าคลื่นสองลูกดังกล่าวมารวมกัน ณ ที่อื่นในอวกาศ

but one is running half a period late,

แต่คลื่นลูกหนึ่งวิ่งช้าไปครึ่งหนึ่ง

they cancel

คลื่นเหล่านั้นจะตัดกัน

and you get very little energy, practically no energy.

และคุณจะได้รับพลังงานน้อยมาก แทบจะไม่มีพลังงานเลย

This is the basis for a process that has been known for a long time.

นี่เป็นพื้นฐานของกระบวนการ ที่รู้จักกันมานาน

It's called interference.

เรียกว่า “การแทรกสอด”

The idea here is that if you go and sit at the edge of a pond

แนวคิดก็คือว่าถ้าคุณไปนั่งที่ขอบสระ

and take both hands and put them in the water

แล้วเอามือทั้งสองจุ่มลงไปในน้ำ

and move them up and down, each hand makes a wave.

แล้วขยับขึ้นลง มือแต่ละข้างจะสร้างคลื่น

But because of the interaction of these waves,

เนื่องจากการมาบรรจบกันของคลื่นเหล่านี้

there will be some directions where you get more energy

จะมีบางทิศทางที่คุณได้รับพลังงานมากขึ้น

and there are some directions that you will get less.

และบางทิศทางที่คุณได้รับพลังงานน้อยลง

Can we make it go only in one direction?

เราสามารถทำให้คลื่น ไปในทิศทางเดียวได้หรือไม่

Well, you need more hands.

เอาละ คุณต้องการมือมากขึ้น

And they have to go perfectly synchronized.

และมือทั้งหมด ต้องประสานกันอย่างสมบูรณ์

But if you do that,

ถ้าคุณทำเช่นนั้น

what happens is that most of your energy starts traveling straight down.

สิ่งที่เกิดขึ้นก็คือ พลังงานส่วนใหญ่ จะเริ่มเดินทางตรงลงมา

Now, this is a remarkable thing

นี่เป็นสิ่งที่น่าทึ่ง

because if you think about each one of those little hands,

เพราะถ้าคุณนึกถึงมือเล็ก ๆ แต่ละข้าง

each one of those little sources,

แต่ละแหล่งเล็ก ๆ เหล่านั้น

they would send energy all over the place.

พวกมันจะส่งพลังงานออกไปทั่ว

But when they work together,

แต่เมื่อมันทำงานร่วมกัน

the result is that the energy is going mostly in one direction.

ผลที่ได้คือพลังงานส่วนใหญ่ จะไปในทิศทางเดียว

Now, if the timing was the reason for this happening,

ทีนี้ ถ้าเวลาเป็นสาเหตุของสิ่งนี้

maybe we can play with it.

บางทีเราอาจจะเล่นกับมันได้

Maybe we can mess with it and see what happens.

บางทีเราอาจจะยุ่งกับมัน และดูว่าจะเกิดอะไรขึ้น

So what if each one of these sources

แล้วจะเกิดอะไรขึ้น ถ้าแต่ละแหล่ง

goes a little bit after the one next to it?

เคลื่อนที่ช้ากว่าอันถัดไปเล็กน้อย

So in that case,

ในกรณีดังกล่าว

what happens is that these waves start going in different directions,

สิ่งที่เกิดขึ้นคือ คลื่นเหล่านี้ จะเริ่มเคลื่อนที่ไปคนละทิศละทาง

and you can change that direction

และคุณสามารถเปลี่ยนทิศทางนั้นได้

purely by controlling timing and nothing else.

โดยการควบคุมจังหวะเวลาล้วน ๆ

Now, this makes it possible to change this direction

สิ่งนี้ทำให้สามารถเปลี่ยนทิศทางได้

without any mechanical movement.

โดยไม่ต้องมีการเคลื่อนไหวทางกลไกใด ๆ

So it can be almost instantaneous.

มันจึงสามารถเกิดขึ้นแทบจะในทันที

You can go even further.

คุณทำได้มากกว่านั้นอีก

You can think about creating a magnifying glass.

คุณสามารถนึกถึงการสร้างแว่นขยาย

A focusing system,

ระบบโฟกัส

where you can actually send the energy,

ที่คุณสามารถส่งพลังงาน

most of it, close to 90 percent of it, in one focal point.

เกือบ 90 เปอร์เซ็นต์ ไปยังจุดโฟกัสเดียวได้

But again, since you're controlling the timing,

นั่นแหละครับ เนื่องจากคุณ เป็นผู้ควบคุมจังหวะเวลา

you can create different focal points, and you can send it to them.

คุณจึงสามารถสร้างจุดโฟกัสต่าง ๆ และส่งพลังงานไปยังจุดโฟกัสนั้น ๆ ได้

And this is the basis for wireless energy transfer.

และนี่คือพื้นฐาน ของการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย

It's as if you have an army of ants

ประหนึ่งว่าคุณมีกองทัพมด

that are working in perfect synchronization.

ที่ทำงานประสานกันอย่างสมบูรณ์แบบ

And each one of them contributes a little bit of energy.

มดแต่ละตัวส่งพลังงานตัวละนิดละหน่อย

But as a whole, they send it to the right place.

แต่ทั้งกองทัพ พวกมันส่งพลังงานไปยังที่ที่เหมาะสม

Now,

เอาละ

obviously here, timing is everything, like life and comedy.

เห็นได้ชัดว่า จังหวะเวลาคือทุก ๆ สิ่ง เฉกเช่นชีวิตและเรื่องตลก

(Laughter)

(เสียงหัวเราะ)

So we’ve taken this concept,

เราจึงนำแนวคิดนี้

and we've built these electronic chips, integrated circuits,

มาสร้างชิปอิเล็กทรอนิกส์ วงจรรวม

that each one of them generates a little bit of power.

ซึ่งแต่ละชิปสร้างพลังงานเพียงเล็กน้อย

But again, as a group, they are designed to work in perfect synchronization

แต่อย่างที่ว่าไว้ ชิปทั้งหมดถูกออกแบบมา ให้ทำงานประสานกันอย่างสมบูรณ์แบบ

and drive these little antennas that transmit the energy.

และขับเคลื่อนเสาอากาศขนาดเล็ก ที่ใช้ส่งพลังงาน

Now this army of ants, or army of antennas,

ตอนนี้กองทัพมด หรือกองทัพเสาอากาศ

is working together to create those focal points of energy.

กำลังทำงานร่วมกัน เพื่อสร้างจุดโฟกัสของพลังงาน

And what I will show you next

สิ่งที่ผมจะแสดงให้คุณเห็น

is some examples of how that actually operates.

คือตัวอย่างบางส่วนของวิธีการใช้งานจริง

So what you have here, for example,

ตัวอย่างเช่น นี่คือ

is a generator unit that's sending power wirelessly to the two receivers.

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ส่งพลังงานแบบไร้สาย ไปยังเครื่องรับสองเครื่อง

And here the point is to see how well-defined these focal points are.

ประเด็นก็คือ เพื่อดูว่าจุดโฟกัสเหล่านี้ ถูกกำหนดไว้ดีเพียงใด

That LED panel basically is receiving that power and showing it.

แผงแอลอีดีกำลังรับพลังงาน และแสดงมันให้เห็น

So you can see energy is going only where it needs to go and nowhere else.

จะเห็นได้ว่าพลังงานนั้น ถูกส่งไปในที่ที่จำเป็นเท่านั้น

You can take this and put one of these generators

คุณสามารถวางเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหล่านี้

on the ceiling of your conference room or your living room

ไว้บนเพดานห้องประชุม หรือห้องนั่งเล่นของคุณ

and transmit energy to various devices that need energy.

แล้วส่งพลังงานไปยังอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ต้องการพลังงาน

Now this generator on the ceiling is going to power a light bulb.

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนเพดานนี้ จะจ่ายไฟไปยังหลอดไฟ

Now, as we move the light bulb,

เมื่อเราย้ายหลอดไฟ

what happens is that you see

สิ่งที่เกิดขึ้นก็คือ

that there's no energy in the new location,

ไม่มีพลังงานในตำแหน่งใหม่

but the system finds it, tracks it

แต่ระบบจะค้นหามัน ติดตามมัน

and sends it to the new location.

และส่งพลังงานไปยังตำแหน่งใหม่

And you can see that it dynamically tracks it back and forth.

และคุณจะเห็นว่า มันติดตามไปมาอย่างคล่องแคล่ว

You can use this to send energy to one light bulb

คุณสามารถใช้มันส่งพลังงาน ไปยังหลอดไฟดวงหนึ่ง

or to the next one or to both of them at the same time.

หรือดวงถัดไป หรือทั้งสองดวงพร้อมกัน

Now you can use something like this, for example, to power a drone.

คุณสามารถใช้สิ่งนี้เพื่อขับเคลื่อนโดรน

This is a battery-less drone

นี่คือโดรนไร้แบตเตอรี่

that's being purely powered by that generator

ที่ขับเคลื่อนโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

facing up from the bottom.

ที่หันขึ้นจากด้านล่าง

And it can also use the same tracking approach to track the drone.

เราสามารถใช้วิธีการติดตามแบบเดียวกัน เพื่อติดตามโดรนได้ด้วย

So now that we know that we can send energy wirelessly,

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าเราสามารถ ส่งพลังงานแบบไร้สายได้

the question is, how far can we go?

คำถามคือ เราจะส่งไปได้ไกลแค่ไหน

Really, how far can we go?

จริง ๆ นะ เราจะส่งไปได้ไกลแค่ไหน

Could we put photovoltaics in space,

เราสามารถส่งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ไปยังอวกาศ

solar panels in space,

แผงโซลาร์เซลล์ไปยังอวกาศ

and collect the energy and send that wirelessly to Earth?

และรวบรวมพลังงาน และส่งกลับมายังโลกแบบไร้สายได้หรือไม่

This is not a new idea.

นี่ไม่ใช่แนวคิดใหม่

The first time it was mentioned,

ครั้งแรกที่มันถูกพูดถึง

it was in a short science-fiction story by Isaac Asimov from 1941.

มันถูกพูดถึงในนิยายวิทยาศาสตร์ขนาดสั้น โดย ไอแซค อาซิมอฟ ในปี 1941

And what I love about this story is that

สิ่งที่ผมชอบเกี่ยวกับเรื่องนี้ก็คือ

it's about a self-conscious robot.

มันเป็นเรื่องเกี่ยวกับ เจ้าหุ่นยนต์ขี้ประหม่า

And the humans describing this idea to the self-conscious robot,

และมนุษย์ก็ได้อธิบายแนวคิดนี้ ให้เจ้าหุ่นยนต์ขี้ประหม่าฟัง

after which the robot says,

หลังจากนั้นเจ้าหุ่นยนต์ก็พูดว่า

"Do you expect me to believe such a far-fetched, crazy notion?

“ท่านคิดว่าข้าพเจ้าจะเชื่อ ความคิดบ้าบอเหลือเชื่อแบบนี้หรือ

What do you take me for?"

ท่านคิดว่าข้าพเจ้าเป็นหุ่นยนต์แบบไหน”

The first question almost always asked is that,

คำถามแรก ที่มักจะถูกถามเสมอก็คือ

“Why do you want to put your solar panels in space?

“ทำไมคุณถึงอยาก ส่งแผงโซลาร์เซลล์ไปในอวกาศ

Why don’t you put them up in the desert and be done with it?” Right?

ทำไมไม่ติดตั้งมันไว้ในทะเลทราย แล้วจัดการมันให้เสร็จล่ะ” ใช่ไหมครับ

A few reasons.

สองสามเหตุผล

First is that in space you get about eight times more energy

ประการแรกคือในอวกาศ คุณได้รับพลังงานมากกว่าถึงแปดเท่า

because you don't have day and night,

เพราะไม่มีกลางวันและกลางคืน

you don't have clouds, you don't have seasons,

ไม่มีเมฆ ไม่มีฤดูกาล

and you don't have the atmospheric absorption.

และไม่มีการดูดซับของชั้นบรรยากาศ

Also, now that you have this ability to send energy where you want

นอกจากนี้ เมื่อคุณมีความสามารถ ในการส่งพลังงานไปยังที่ที่คุณต้องการ

and when you want dynamically,

และในเวลาที่คุณต้องการอย่างคล่องแคล่ว

you can imagine that you have dispatchable power.

จินตนาการว่า คุณจะมี พลังงานที่สามารถสั่งจ่ายได้ทันที

On top of that,

มากไปกว่านั้น

it's an always-available power.

มันเป็นพลังงานที่พร้อมให้ใช้งานเสมอ

This can be used for a place, for example,

มันสามารถใช้กับสถานที่ที่ ยกตัวอย่างเช่น

let's say an island hit by a hurricane

สมมติว่ามีเกาะแห่งหนึ่งโดนพายุเฮอริเคน

where there’s no power.

จนไม่มีไฟฟ้าใช้

Or a city in war zone

หรือเมืองในเขตสงคราม

where the power infrastructure is being constantly attacked.

ที่ซึ่งโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงาน ถูกโจมตีอย่างต่อเนื่อง

You can think about using this to send power

คุณสามารถคิดถึงการใช้สิ่งนี้ เพื่อส่งพลังงาน

to a remote village in sub-Saharan Africa

ไปยังหมู่บ้านห่างไกล ในทะเลทรายซาฮาราในแอฟริกา

where there is no infrastructure for power transmission.

ที่ซึ่งไม่มีโครงสร้างพื้นฐาน สำหรับการส่งพลังงาน

And that way democratize the access to energy.

และวิธีการนั้นทำให้ การเข้าถึงพลังงานเป็นประชาธิปไตย

Or send it somewhere above the Arctic circle.

หรือส่งไปที่ไหนสักแห่ง เหนือวงกลมอาร์กติก

So all of these things are great.

ทั้งหมดนี้ยอดเยี่ยมมากครับ

But the question is,

แต่คำถามคือ

if it has been known for such a long time and it's such a great thing,

ถ้ามันถูกรู้จักมานาน แถมยังเป็นสิ่งที่ดีขนาดนี้

why hasn't it been done so far?

ทำไมมันยังไม่ถูก นำมาทำให้เป็นจริง

The main reason is that the way it has been envisioned before,

สาเหตุหลักก็คือ วิธีที่มัน ถูกจินตนาการไว้ก่อนหน้านี้

they've been thinking about it as a big elephant.

พวกเขาไปคิดถึงมัน ในลักษณะที่เป็นช้างยักษ์

If you're thinking about putting big solar panels in space,

หากคุณคิดที่จะติดตั้ง แผงโซลาร์เซลล์ขนาดยักษ์ในอวกาศ

collecting the power, generating a lot of energy,

รวบรวมพลังงาน สร้างพลังงานจำนวนมาก

and then putting it into a massive parabolic dish antenna

ส่งไปยังจานสะท้อน แบบพาราโบลาขนาดมหึมา

and sending it to a fixed location on Earth.

และส่งตรงไปยังตำแหน่ง ที่เฉพาะเจาะจงบนผืนโลก

Sending things to space is expensive.

การส่งอะไรก็ตามไปยังอวกาศ มีราคาแพง

You pay dollars -- and that's plural -- per gram.

คุณจ่ายเป็นดอลลาร์ -- นั่นเป็นพหูพจน์นะครับ -- ต่อกรัม

The other problem is that even if you could afford it,

อีกปัญหาก็คือ ต่อให้คุณจ่ายไหว

assembly of something like this in space

แต่การประกอบอะไรแบบนี้ ในอวกาศ

is still beyond the capabilities that we have today.

ก็ยังเกินความสามารถที่เรามีอยู่ในปัจจุบัน

So we came up with a very different approach

ดังนั้น เราจึงคิด วิธีการที่แตกต่างออกไป

where we took our generators

โดยเรานำเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของเรา

and turned them into flexible, fabric-like structures.

มาเปลี่ยนให้เป็นโครงสร้าง ที่ยืดหยุ่นได้เหมือนผ้า

We are utilizing the amazing power of electronics,

เราใช้พลังอันน่าทึ่ง ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

integrated electronics and flexible electronics,

ซึ่งเป็นอิเล็กทรอนิกส์แบบบูรณาการ และอิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่นได้

to make this very lightweight, flexible, fabric-like structures

เพื่อสร้างโครงสร้างคล้ายผ้า ที่มีน้ำหนักเบา ยืดหยุ่นได้นี้

that you can roll and pack.

ซึ่งคุณสามารถม้วน และบรรจุได้

And this allows you to have these satellites packed for launch

มันทำให้คุณสามารถบรรจุ เข้าไปในดาวเทียมเหล่านี้ เพื่อส่งขึ้นไป

and deployed in space,

และนำไปใช้ในอวกาศ

where each one of these units

โดยที่แต่ละหน่วย

would be about several tens of meters on the side.

จะมีขนาดกว้างด้านละหลายสิบเมตร

And then you can pack a whole bunch of them

จากนั้นคุณก็สามารถบรรจุมันทั้งหมด

and create a constellation of them

และสร้างกลุ่มดาวเทียม

that flies in space

ที่บินอยู่ในอวกาศ

and forms your power station to send green energy to Earth.

และสร้างสถานีพลังงาน เพื่อส่งพลังงานสีเขียวมายังโลก

This will be flying in formation around the Earth.

มันจะบินเป็นขบวน รอบโลก

Obviously, this is not the size of the planet

แน่นนอนว่า นี่ไม่ใช่ขนาดของโลก

because we're talking about a kilometer across for the whole whole constellation

เพราะเรากำลังพูดถึงระยะทาง หนึ่งกิโลเมตรสำหรับกลุ่มดาวทั้งหมด

and the planet is a little bit larger than a kilometer.

และโลกมีขนาดใหญ่กว่าหนึ่งกิโลเมตรเล็กน้อย

We've been developing, as a proof of concept,

เพื่อเป็นการพิสูจน์แนวคิด เราจึงได้พัฒนา

technology demonstrator,

เครื่องสาธิตเทคโนโลยี

and this is called Maple,

ที่มีชื่อว่า “เมเพิล”

which demonstrates the power of flexible structures

ซึ่งแสดงให้เห็นถึง พลังของโครงสร้างที่ยืดหยุ่น

and electronic circuitry

และวงจรอิเล็กทรอนิกส์

to generate and transmit power in space.

เพื่อสร้างและส่งพลังงานในอวกาศ

We integrated that with two other technology demonstrators

เรารวมมันเข้ากับระบบทดลองต้นแบบ อีกสองระบบ

for deployable structures and photovoltaics

สำหรับโครงสร้างที่ปรับใช้งานได้ และเซลล์แสงอาทิตย์

that were developed by three teams,

ที่ถูกพัฒนาโดยสามทีม

led by myself and two of my colleagues.

นำโดยตัวผม และเพื่อนร่วมงานอีกสองคน

And we integrated into a satellite that was launched recently.

และเราได้รวมเข้ากับดาวเทียม ที่เพิ่งยิงออกไปเมื่อไม่นานนี้

And the purpose of this experiment

จุดประสงค์ของการทดลองนี้

has been to demonstrate the power transfer,

ก็เพื่อสาธิตการถ่ายโอนพลังงาน

wireless power transfer in space.

แบบไร้สายในอวกาศ

Now that brings me back to the promise of wireless energy transfer

นั่นทำให้ผมนึกถึงความคาดหวัง ของการโอนถ่ายพลังงานแบบไร้สาย

and what it could mean for us.

และความสำคัญที่มันมีต่อเรา

I believe this technology is too compelling to go away.

ผมเชื่อว่าเทคโนโลยีนี้ มันน่าสนใจเกินกว่าที่จะหายไป

And I believe it's bound to appear in our lives in one form or another.

และผมเชื่อว่ามันจะต้องปรากฏขึ้น ในชีวิตของเรา ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง

And that is something to look forward to.

และนั่นคือสิ่งที่น่าตั้งตารอ

Thank you.

ขอบคุณครับ

(Applause)

(เสียงปรบมือ)