เทคโนโลยี 3D

วรากรณ์  สามโกเศศ
มหาวิทยาลัยธุรกิจบัณฑิตย์
21 ตุลาคม 2557

          เรากำลังจะมีแว่นตา รองเท้า เก้าอี้ หมวก ฯลฯ ที่สร้างขึ้นมาอย่างเหมาะเจาะกับอวัยวะของเราเป็นการเฉพาะเนื่องจากพรินเตอร์ของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่จะสามารถพิมพ์ออกมาเป็นสิ่งของจริง ๆ หลังจากวัดสัดส่วนอวัยวะของเราแล้ว ปัจจุบันพรินเตอร์สามารถพิมพ์เป็นสิ่งของจริงในสามมิติ ไม่ใช่สองมิติซึ่งคือรูปภาพบนกระดาษดังเดิม นี่คือเทคโนโลยีที่เรียกกันว่า 3D

          ในภาคอุตสาหกรรมมีการพิมพ์ออกมาเป็นสิ่งของต้นแบบเพื่อเอาไปผลิตจริงต่อไป บางครั้งก็ออกมาเป็นสินค้าจริง ๆ ที่เอาไปขายได้เลย ที่เล่ามานี้ไม่ใช่นิยายวิทยาศาสตร์ หากแต่เป็นสิ่งที่กำลังเกิดขึ้นอย่างกว้างขวางใน 2-3 ปีที่ผ่านมา ทั้ง ๆ ที่เทคโนโลยีนี้เริ่มมา 30 กว่าปีแล้ว

          ซอฟต์แวร์โปรแกรมที่ใส่ไว้ในเครื่องพิมพ์จะประมวลข้อมูลที่ได้รับและสั่งให้พิมพ์ออกมาโดยใช้วัสดุหลายชนิดผสมกัน บางลักษณะพิมพ์เป็นชั้น ๆ ค่อย ๆ หนาขึ้นจนเป็นรูปร่างที่จับต้องได้ ถ้าจะว่าไปแล้วพรินเตอร์ชนิดนี้จริง ๆ แล้วก็คือหุ่นยนต์ที่มนุษย์สร้างขึ้นมาใช้งานนั่นเอง

          เครื่องมือและวัสดุซึ่งร่วมกันสร้างเทคโนโลยี 3D ขึ้นมานั้นมีการพัฒนาขึ้นมากในช่วงทศวรรษ 1980 และปรับปรุงเปลี่ยนแปลงให้ดีขึ้นเป็นลำดับจนมีพรินเตอร์หลายประเภทนับตั้งแต่ระดับอุตสาหกรรมจนถึงชนิดตั้งโต๊ะใช้ในบ้าน ราคาก็ลดลงไปเป็นอันมาก เมื่อปี 2010 พรินเตอร์ชนิด ตั้งโต๊ะมีราคา 20,000 เหรียญ (600,000 บาท) ปัจจุบันมีราคาเพียง 1,000 เหรียญ (30,000 บาท) และจะลงไปอีกเรื่อย ๆ

          ผู้เชี่ยวชาญเทคโนโลยีบอกว่าเทคโนโลยี 3D มีความสำคัญต่อมนุษยชาติในการลดต้นทุนการผลิตของชิ้นหนึ่งลงอย่างมหาศาลจนมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อโลก กล่าวคือแต่ดั้งเดิมมาสินค้ามีต้นทุนลดต่ำลงเนื่องจากการผลิตจำนวนมากจนเกิด “การประหยัดอันเกิดจากขนาดการผลิต” (Economy of Scale) แต่เมื่อมีเทคโนโลยี 3D การลดลงของต้นทุนก็เกิดขึ้นได้โดยไม่ต้องอาศัยปรากฏการณ์ดังกล่าวอีกต่อไป

          ลองจินตนาการดูว่าการผลิตช้อนชั้นดีขึ้นมาชิ้นหนึ่งจะใช้แรงงานต้นทุนขนาดไหน เริ่มตั้งแต่การออกแบบให้ถือได้อย่างถนัดมือ มีขนาดเหมาะแก่การเข้าปาก ทำความสะอาดได้ง่าย น้ำหนักกำลังดี และสวยงามน่าใช้ เมื่อผลิตก็ต้องทดลองหาวัสดุมาตัด ทุบ แต่ง ฯลฯ จนได้ออกมาเป็นต้นแบบ ถ้าจะเปลี่ยนการออกแบบหรือการผลิตครั้งหนึ่งก็ต้องเริ่มวงจรใหม่ แต่สำหรับ 3D จะออกแบบกี่ร้อยพันแบบ ผลิตกี่ร้อยพันชิ้น ก็เกิดขึ้นได้ง่ายเพียงแต่ปรับข้อมูลใส่เข้าไปในโปรแกรมก็จะได้ช้อนออกมาจริง ๆ เป็นร้อย ๆ เป็นพันคันในเวลาอันสั้น เมื่อเลือกได้อันที่ชอบจึงนำมาใช้เป็นต้นแบบเพื่อเอาไปผลิตจริงอีกทีหนึ่ง

          กล่าวกันว่าเทคโนโลยี 3D มีผลกระทบต่อโลกเหมือนกับการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำในปี ค.ศ. 1750 ซึ่งต่อมาพัฒนาเป็นพลังงานไอน้ำจนทำให้เกิดโรงงานอุตสาหกรรมและวัฒนธรรมโรงงานอุตสาหกรรม มนุษย์บางส่วนของสังคมจึงมีชีวิตแบบชาวโรงงานไป

          ตัวอย่างของการใช้เทคโนโลยี 3D ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ มีดังนี้ (ก) การผลิตเสื้อผ้าโดย ผู้ออกแบบอาศัย 3D ในการทดลองผลิตเสื้อผ้าแฟชั่นต่าง ๆ เพื่อหาต้นแบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการออกแบบรองเท้ากีฬาต้นแบบ และรองเท้ากีฬาประเภทที่สอดรับอย่างเหมาะเจาะกับเท้าของนักกีฬา แต่ละคน

          (ข) อุตสาหกรรมรถยนต์ อาศัย 3D ในการผลิตอะไหล่ต้นแบบจำนวนมาก หรือแม้แต่ผลิตรถยนต์ต้นแบบทั้งคัน สิ่งที่พยายามแสวงหามิใช่เพียงรูปแบบที่งดงาม หากการทำงานของอะไหล่อย่างมีประสิทธิภาพที่สุดในราคาที่ต่ำ

          (ค) อุตสาหกรรมผลิตปืนซึ่งเป็นอุตสาหกรรมใหญ่และมีดีมานด์จากทั่วโลกปีละนับแสน ๆ กระบอก เทคโนโลยี 3D ช่วยออกแบบทั้งปืนสั้นและยาวที่มีขนาดกระสุนต่าง ๆ กัน เมื่อพิมพ์เสร็จออกมานั้นอาจเห็นเป็นเพียงปืนพลาสติกที่ไร้พิษสง อย่างไรก็ดีเมื่อนำไปผลิตปืนจริงอย่างเป็นกอบเป็นกำแล้วก็กลายเป็นสินค้าที่น่ากลัว แต่ที่น่าหวาดหวั่นยิ่งขึ้นก็คือการลดต่ำลงของราคาปืนอันเนื่องมาจากการใช้ 3D

          (ง) อุตสาหกรรมผลิตอุปกรณ์แพทย์ เทคโนโลยี 3D ช่วยออกแบบและผลิตอุปกรณ์การแพทย์ต้นแบบต่าง ๆ ตั้งแต่มีดผ่าตัด คีมหนีบเส้นเลือด ฟันปลอม ขาเทียม มือเทียมที่ออกแบบเฉพาะของแต่ละคน ฯลฯ

          กล่าวโดยสรุปในเรื่องอุตสาหกรรม เทคโนโลยี 3D ช่วยผลิตสินค้าจริงที่จับต้องได้เพื่อเป็นต้นแบบการผลิตต่อไป นอกจากนี้ยังผลิตสินค้าประเภท “ตามสั่ง” เพื่อให้สอดรับกับอวัยวะของผู้บริโภคแต่ละคน

          มีผู้นำเทคโนโลยี 3D ไปใช้ในการแพทย์อย่างสร้างสรรค์หลายเรื่อง ล่าสุดที่น่าตื่นเต้นก็คือการใช้ 3D ฝึกหัดการผ่าตัดสมองซึ่งเป็นงานผ่าตัดที่ละเอียดอ่อนมาก วิธีการก็คือใช้ 3D จำลองกระโหลกและสมองของคนไข้ตลอดจนข้อมูลทั้งหมดอย่างละเอียด เมื่อได้กระโหลกและสมองจำลองซึ่งมีลักษณะเหมือนของจริงทุกประการแล้ว แพทย์ฝึกหัดก็จะทำการผ่าตัดสมองจำลองเพื่อแก้ไขปัญหาเช่นเจาะกระโหลกเพื่อเอาท่อไปใส่เพื่อระบายน้ำในสมอง

          การฝึกหัดผ่าตัดสมองจากสถานการณ์จริงแต่ทำบนสมองจำลองทำให้เกิดความเชี่ยวชาญ และสามารถประเมินทักษะและความรู้ของหมอฝึกหัดได้ชัดเจน ถึงผิดพลาดก็พิมพ์กระโหลกและสมองใหม่ขึ้นได้ การผ่าตัดสมองที่ต้องการไม่ให้มีความผิดพลาดเลยสามารถเกิดขึ้นได้จากการฝึกหัดที่ใช้เทคโนโลยี 3D เช่นว่านี้

          3D พัฒนาไปอย่างไม่หยุดยั้งจนถึงกับพิมพ์โมเลกุลของสารเคมีต่าง ๆ และเซลล์ อวัยวะของร่างกายเพื่อสร้างความเข้าใจเรื่องโครงสร้างอันอาจนำไปสู่การผสมของโมเลกุลเพื่อสร้างยาขึ้นมารักษาเป็นการเฉพาะคน นอกจากนี้ยังมีการพิมพ์เซลล์อวัยวะจำลองขึ้นเพื่อพยายามศึกษา ต่อยอดให้เซลล์บางชนิดในอวัยวะสามารถงอกขึ้นใหม่ได้

          3D กำลังเปลี่ยนแปลงโลกอยู่เงียบ ๆ อย่างลึกซึ้งในหลายด้านเพื่อพัฒนาคุณภาพชีวิตมนุษย์ ทั้งในด้านสุขภาพ การผลิตในภาคอุตสาหกรรม การศึกษา การค้นคว้าวิจัย ฯลฯ

          ถ้าเทคโนโลยี 3D สามารถช่วยให้มนุษย์มีจิตใจสูงขึ้นโดยอาศัยความคิดเชิงสร้างสรรค์ใดก็แล้วแต่ (พิสูจน์ให้เห็นเป็นรูปธรรมว่าหัวใจและอวัยวะอื่น ๆ ของคนดีมีคุณภาพเหนือกว่าคนเลวเสมอจนอายุยืนยาวกว่า) ชาวโลกอาจมุ่งมั่นทำความดีกันมากขึ้นก็เป็นได้