นักวิทยาศาสตร์จีนพัฒนา “ชิปเส้นใย” (fiber chip) ยืดหยุ่นและมีลักษณะคล้ายเส้นด้าย ซึ่งสามารถทอรวมเข้าไปในเนื้อผ้าได้ ความก้าวหน้านี้อาจนำไปสู่สิ่งทอที่ทำหน้าที่เป็นจอแสดงผลแบบโต้ตอบ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ฝังในสมองขั้นสูงที่สามารถประมวลผลสัญญาณภายใน และระบบสัมผัสในโลกเสมือนจริงที่สมจริงยิ่งขึ้น

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฟูตั้นบูรณาการวงจรรวมที่รวมเอาความสามารถด้านการประมวลผล หน่วยความจำ และการรับ-ส่งสัญญาณ เข้าไว้ในเส้นใยโพลิเมอร์ยืดหยุ่นเพียงเส้นเดียวที่บางกว่าเส้นผมมนุษย์ ความสำเร็จนี้เผยแพร่ในวารสารเนเจอร์ (Nature) เมื่อวันพฤหัสบดี (22 ม.ค.) ถือเป็นการก้าวข้ามข้อจำกัดของชิปซิลิคอนแบบดั้งเดิมที่แข็งและแบนราบ

เผิงฮุ่ยเซิ่ง ผู้นำทีมวิจัย ระบุว่าร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยเนื้อเยื่ออ่อน ดังนั้นเทคโนโลยีเกิดใหม่อย่างส่วนต่อประสานสมอง-คอมพิวเตอร์ในอนาคตจึงจำเป็นต้องพึ่งพาระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความอ่อนนุ่มและยืดหยุ่น ทีมของเผิงใช้เวลากว่า 10 ปีพัฒนาเส้นใยสำหรับการให้แสง การแสดงผล และการจ่ายพลังงาน

อย่างไรก็ดี ความท้าทายอยู่ที่การสร้างระบบไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนและเสถียรบนวัสดุที่อ่อน โค้งงอได้ และสามารถยืดหรือบิดตัวได้นั้น เปรียบเสมือนการสร้างตึกสูงระฟ้าบนโคลนอ่อนนุ่มและขรุขระ แล้วยังต้องทำให้โครงสร้างนั้นทนต่อการเปลี่ยนรูปได้ด้วย

นวัตกรรมแบบ “ซูชิโรล”

ทีมวิจัยสามารถก้าวข้ามข้อจำกัดด้านพื้นที่ผิวอันเล็กจิ๋วของเส้นใยที่ดึงเอาแรงบันดาลใจจากแนวคิดการม้วนซูชิ โดยพัฒนาพื้นผิวเรียบระดับนาโนเมตรบนวัสดุยืดหยุ่นชนิดอีลาสโตเมอร์ และผลิตวงจรความแม่นยำสูงบนแผ่นวัสดุดังกล่าวด้วยกระบวนการลิโธกราฟี พร้อมเคลือบด้วยชั้นป้องกันความหนาแน่นสูงเพื่อให้ทนต่อสารเคมี ก่อนจะม้วนแผ่นฟิล์มที่มีวงจรให้เป็นเกลียวแน่นหลายชั้นเข้าไปภายในเส้นใย โครงสร้างลักษณะนี้เอื้อให้สามารถรวมทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทาน และตัวเก็บประจุเข้าไว้ได้อย่างหนาแน่น

ผลการทดสอบในห้องปฏิบัติการพบว่า วงจรในเส้นใยดังกล่าวสามารถทนต่อการงอและการเสียดสีซ้ำๆ ได้ถึง 10,000 รอบ และยังคงทำงานได้แม้ถูกบดทับโดยรถบรรทุกน้ำหนัก 15.6 ตัน โดยเส้นใยหนึ่งเซนติเมตรสามารถบรรจุทรานซิสเตอร์ได้มากถึง 1 แสนตัว ส่งผลให้เส้นใยยาวหนึ่งเมตรมีจำนวนทรานซิสเตอร์เทียบเท่ากับหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ของคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม

จุดเปลี่ยนสำคัญของวงการ

นวัตกรรมนี้มีศักยภาพเข้าไปเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมแนวหน้าหลายสาขา โดยในด้านส่วนต่อประสานสมอง-คอมพิวเตอร์ อุปกรณ์ตรวจวัดสัญญาณประสาทที่ใช้อยู่ในปัจจุบันยังคงมีลักษณะแข็ง และจำเป็นต้องเชื่อมต่อกับหน่วยประมวลผลภายนอก ขณะที่ชิปเส้นใยแบบใหม่อาจสามารถฝังเข้าไปในร่างกายเพื่อทำหน้าที่ตรวจจับ ประมวลผลล่วงหน้า และแม้แต่ส่งสัญญาณตอบกลับสัญญาณประสาทได้ภายในตัวเอง ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงต่อการติดเชื้อและทำให้อุปกรณ์ทำงานร่วมกับเนื้อสมองได้ดีขึ้น

นอกจากนี้ สำหรับสิ่งทออิเล็กทรอนิกส์ที่ผ่านมานั้น จอแสดงผลบนผ้าทำได้เพียงแสดงลวดลายหรือภาพนิ่งแบบง่ายๆ หากต้องการให้แสดงวิดีโอเคลื่อนไหวหรือโต้ตอบผ่านการสัมผัสได้ จำเป็นต้องมีระบบประมวลผลข้อมูลเข้ามาช่วย ซึ่งเสื้อผ้าที่ผสานชิปเส้นใยชนิดนี้จะสามารถแสดงข้อมูลการนำทาง ข้อมูลสุขภาพ หรือแม้แต่วิดีโอได้โดยตรงบนแขนเสื้อ

ทีมงานหวังว่าในอนาคตสิ่งทออิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของ “ชิปเส้นใย” จะสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไม่ต่างจากโทรศัพท์และคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน

(แฟ้มภาพซินหัว : “ชิปเส้นใย” ที่มหาวิทยาลัยฟูตั้น ในนครเซี่ยงไฮ้ทางตะวันออกของจีน วันที่ 19 ม.ค. 2026)