เพราะเรากล้าทำในสิ่งที่คนอื่นไม่กล้า Nissan พาเยี่ยมชมศูนย์วิจัยแห่งนวัตกรรมที่ประเทศญี่ปุ่น

การมองไปข้างหน้าถึงอนาคตนับเป็นสิ่งที่ Nissan (นิสสัน) ให้ความสำคัญและมีความภาคภูมิใจมาโดยตลอด และวิสัยทัศน์ที่ก้าวไปข้างหน้านี้ตอกย้ำให้เห็นว่าบุคลากรของนิสสันมีทัศนคติที่ใฝ่รู้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เรื่องราวของนักวิจัยที่เรากำลังจะนำเสนอต่อไปนี้ เป็นเรื่องราวของนักวิจัยรุ่นใหม่ที่มีความปราดเปรื่องพร้อมจะท้าทายกับตัวเองอยู่เสมอไม่เว้นแต่ละวัน และยังไล่ล่าตามหาฝัน และพร้อมรับมือกับทุกปัญหา ทีมนักวิจัยรุ่นใหม่ของเรามุ่งมั่นผลักดันตัวเองให้มีพัฒนาการเพื่อค้นคว้าหาแนวทางแก้ไขปัญหาที่มีความซับซ้อน โดยขับเคลื่อนภายใต้หลักการสำคัญของนิสสันที่ว่า "กล้าทำในสิ่งที่คนอื่นไม่กล้า" ซึ่งที่ศูนย์วิจัยของนิสสัน พวกเขาทำงานด้วยแนวคิดที่ล้ำสมัยมุ่งสู่การพัฒนาเทคโนโลยีแห่งอนาคตเพื่อการขับขี่รถยนต์ในยุคหน้า

ศูนย์วิจัยของนิสสัน

นิสสัน มอเตอร์ ประเทศญี่ปุ่น มีศูนย์วิจัยและพัฒนาถึงสองแห่งซึ่งตั้งอยู่ในพื้นที่จังหวัดคานากาวะ โดยหนึ่งในอาคารนั้นเปิดดำเนินการมาตั้งแต่ปี 2501 พิสูจน์ว่านิสสันให้ความสำคัญกับการลงทุนด้านการวิจัยและพัฒนามาอย่างยาวนาน ที่แห่งนี้ถือเป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาเทคโนโลยีหลาย ๆ อย่างของนิสสัน รวมถึงการพัฒนาโซลูชันต่าง ๆ ซึ่งจะกลายเป็นนวัตกรรมที่สำคัญในอนาคต วัตถุประสงค์หลักของนักวิจัยของนิสสันคือการพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงเพื่อช่วยให้นิสสันสามารถนำไปใช้งานได้จริง ตลอดจนประเมิน  เทรนด์ในปัจจุบันเพื่อวิเคราะห์ถึงความต้องการในอนาคต
นิสสันแบ่งกระบวนการวิจัยออกเป็น 4 ส่วน ดังนี้:

1. การขับเคลื่อนพลังงานไฟฟ้าสู่เป้าหมายการลดคาร์บอนเป็นศูนย์ (Carbon Neutrality)
2. การพัฒนาบริการด้านการขับเคลื่อนเพื่อสร้างสรรค์ประสบการณ์ใหม่ ๆ
3. ผลักดันการใช้นวัตกรรมปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence: AI) ให้เหนือกว่ารถยนต์ธรรมดา และขยายการไปสู่การผลิตเพื่อใช้จริง
4. คิดค้นนวัตกรรมเทคโนโลยีการผลิตใหม่ ๆ เพื่อยานยนต์แห่งอนาคต

ศูนย์วิจัยแห่งนี้เปรียบเสมือนเข็มทิศของนิสสัน เป็นจุดนัดพบของเหล่านักวิจัยที่มารวมตัวกันด้วยพลังขับเคลื่อนจากภายในที่เป็นอันหนึ่งอันเดียวกัน มุ่งสู่การเปลี่ยนแปลงโลกด้วยเทคโนโลยีใหม่ ๆ

ลองพูดคุยกับเหล่านักวิจัย

เราได้พูดคุยกับนักวิจัยรุ่นใหม่ในสาขาที่กำลังเป็นที่นิยม 

งานวิจัยที่ลึกถึงระดับจุลภาค: สร้างสรรค์ผงโลหะที่สมบูรณ์แบบ

สายงานการพิมพ์ 3 มิติ: โมเอะ เมกาตะ (อายุงาน 3 ปีที่นิสสัน)

โมเอะ เมกาตะ เป็นนักวิจัยด้านวัสดุการพิมพ์ 3 มิติ (Moe Mekata, 3D printing materials researcher) เราถามเธอถึงความหลงใหลในการค้นคว้า และความตื่นเต้นจากการพัฒนาความสามารถในการพิมพ์งาน 3 มิติให้กับนิสสัน

โมเอะสนใจเรื่องเทคโนโลยีการผลิตมาตั้งแต่สมัยเรียนมหาวิทยาลัย หลังจากจบการศึกษาเธอเลือกเข้าร่วมงานกับนิสสัน แทนที่จะเลือกทำงานกับผู้ผลิตรายอื่น ๆ เนื่องจากการผลิตรถยนต์ประกอบด้วยกระบวนการผลิตหลากหลายรูปแบบ

โมเอะบอกเราด้วยความรู้สึกที่ตื่นเต้นว่า “การผลิตชิ้นส่วนโลหะด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติทำให้โลกของการผลิตรถยนต์นั้นเปลี่ยนไป เนื่องจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถผลิตชิ้นส่วนรูปทรงใดก็ได้โดยไม่ต้องอาศัยแม่พิมพ์ ซึ่งช่วยให้เราลดน้ำหนักชิ้นส่วนลงได้โดยใช้โมเดลโครงสร้าง 3 มิติและการบูรณาการส่วนประกอบเข้าด้วยกัน นอกจากนี้ เครื่องพิมพ์ 3 มิติยังช่วยให้เราสามารถปรับความแข็งแรงของชิ้นส่วนหรือวัสดุ (เช่น อะลูมิเนียม หรือ เหล็ก) ขึ้นอยู่กับตัวชิ้นส่วนเองหรือประสิทธิภาพที่ต้องการ มันเหมือนฝันเลยค่ะ! อีกไม่นาน เราจะสามารถสร้างชิ้นส่วนเฉพาะต่าง ๆ ได้ตามที่วิศวกรต้องการ”

วัสดุที่ใช้ในการพิมพ์ 3 มิติแบบดังกล่าวคือผงโลหะ เม็ดเล็ก ๆ ที่ประกอบกัน ตัวผงจะทับซ้อนและ หลอมรวมกันทีละชั้น จนก่อตัวเป็นชิ้นเดียวกัน ซึ่งต่างจากการผลิตชิ้นส่วนโดยทั่วไปที่ต้องอาศัยการหล่อ การตัด และการเชื่อม ด้วยวิธีการนี้เองจะช่วยลดขยะ ซึ่งงานวิจัยของโมเอะมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาผงโลหะที่นำมาใช้ในกระบวนการ หนึ่งในความท้าทายที่นำไปสู่การต่อยอดเชิงพาณิชย์คือ การพัฒนาคุณภาพของผงโลหะให้ดีขึ้นแต่ยังคงต้นทุนไว้เท่าเดิม

ในปัจจุบันเครื่องพิมพ์ 3 มิติได้รับความสนใจมากขึ้น ไม่ใช่เพียงเพราะประสิทธิภาพ และคุณภาพ แต่เป็นเพราะพวกมันมีบทบาทสำคัญต่อความพยายามเพื่อบรรลุเป้าหมายการปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์ของนิสสัน ชิ้นส่วนที่ผลิตจากการพิมพ์ 3 มิติสามารถช่วยให้ให้รถยนต์ไฟฟ้า หรือ อีวี (Electric Vehicles: EVs) มีน้ำหนักเบาลง จึงช่วยเพิ่มระยะการขับขี่ได้ไกลยิ่งขึ้น นี่ถือเป็นก้าวสำคัญ เพราะรถยนต์ไฟฟ้ามักจะมีน้ำหนักที่หนักกว่าปกติอันเนื่องมาจากชุดแบตเตอรี่ในตัวรถ และด้วยการรวบรัดขั้นตอนในการสร้างชิ้นส่วนให้เหลือเพียงหนึ่งขั้นตอน จากที่ก่อนหน้านี้ต้องอาศัยวิธีการผลิตหลายขั้นตอน เครื่องพิมพ์ 3 มิติจะปรับรูปทรงของชิ้นส่วนให้เหมาะสมเพียงขั้นตอนเดียว ซึ่งจะช่วยลดปริมาณวัสดุเหลือใช้ 
 
 “คุณภาพผงโลหะโดยภาพรวมนั้นเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพขั้นสุดท้ายของชิ้นส่วนรถที่ผลิตจากการพิมพ์ 3 มิติ นั่นจึงเป็นเหตุผลที่เราตั้งเป้าที่จะพัฒนาผงโลหะใหม่ๆ ที่มีคุณภาพสูงในแบบที่ไม่มีใครสามารถนำไปดัดแปลงได้”

พร้อมผลักดันให้รถยนต์ไฟฟ้าเป็นที่นิยมมากยิ่งขึ้น: กับการเดินหน้าสู่การพัฒนาที่ยิ่งใหญ่

แบตเตอรี่แบบ All-solid-state: ฮิโรกิ คาวาคามิ (อายุงาน 7 ปีที่นิสสัน) และ คาซึฮิโระ โยชิโนะ (อายุงาน 4 ปีที่นิสสัน)

All-solid-state เป็นแบตเตอรี่เจเนอเรชันใหม่ ฮิโรกิ คาวาคามิ (Hiroki Kawakami) และ คาซึฮิโระ โยชิโนะ (Kazuhiro Yoshino) ทุ่มเทอย่างหนักในการวิจัยและพัฒนาเพื่อให้แบตเตอรี่ชนิดนี้สามารถใช้งานได้จริง ฮิโรกิทำงานร่วมกับนักวิจัยและนักศึกษาจากทั่วโลกที่มหาวิทยาลัยเพอร์ดู (Purdue University) ในสหรัฐอเมริกา ขณะที่คาซึฮิโระกำลังทำงานร่วมกับนักวิจัยที่ศูนย์วิจัยของนิสสันในญี่ปุ่น

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมีอิเล็กโทรไลต์เหลวที่คอยนำพาลิเธียมไอออน ในทางกลับกัน อิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบ All-solid-state นั้น ตามคำจำกัดความ คือ เป็นแบบแข็ง แต่ทำไมแบตเตอรี่ชนิดนี้กำลังได้รับความสนใจ วันนี้เรามาหาคำตอบจากนักวิจัยของนิสสันทั้งสองกัน

“ข้อดีที่สำคัญที่สุดของแบตเตอรี่แบบ All-solid-state คือ ความหนาแน่นของพลังงานที่เพิ่มขึ้นเป็นอย่างมาก โดยการใช้วัสดุอิเล็กโทรดที่เก็บลิเธียมไอออนและอิเลคตรอนที่มากขึ้นนี้เอง จึงสามารถเก็บพลังงานได้มากขึ้นโดยใช้ปริมาณที่น้อยลง” คาซึฮิโระ อธิบายด้วยความตื่นเต้น “ถ้าแบตเตอรี่นี้ถูกนำไปใช้ในรถยนต์ไฟฟ้า เราคาดว่าจะได้ระยะการขับขี่ที่เพิ่มขึ้นมาก อิเล็กโทรไลต์แบบแข็งยังทำให้การชาร์จไฟฟ้าเร็วขึ้นอีกด้วย เหตุผลเหล่านี้ช่วยให้แบตเตอรี่แบบ All-solid-state กลายเป็นปัจจัยในการเร่งให้เกิดการใช้รถยนต์ไฟฟ้าอย่างแพร่หลาย

ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของโครงการสำหรับนักวิจัยรุ่นใหม่ที่นิสสันได้มอบหมายให้ปฏิบัติงานในต่างประเทศ ฮิโรกิทดสอบโดยจำลองสถานการณ์จริงทุกวันเพื่อตรวจสอบการทำงานภายใน รวมถึงประสิทธิภาพแบตเตอรี่ เขาส่งข้อมูลนี้ไปยังศูนย์วิจัยของนิสสัน ซึ่งคาซึฮิโระใช้ข้อมูลนี้เพื่อสร้างต้นแบบและใช้ทดสอบเสมือนว่าเป็นแบตเตอรี่จริง เขาทำการทดลองร่วมกับทีมเพื่อพิสูจน์ว่าเป้าหมายที่วางไว้เป็นไปได้หรือไม่

เราควรพัฒนาแบตเตอรี่ All-solid-state ไปในทิศทางใดเพื่อให้สามารถใช้งานได้จริง

"หนึ่งในส่วนที่ยากที่สุดในการพัฒนาแบตเตอรี่ All-solid-state คือ การสัมผัสระหว่างกันของอนุภาควัสดุที่ทำปฏิกิริยา ซึ่งเก็บลิเธียมไอออนไว้ในอิเล็กโทรด และอนุภาคอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งลิเธียมไอออนจะผ่านเข้าไป" ฮิโรกิ กล่าว

“เพื่อให้การสัมผัสของอนุภาคเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ เราจำเป็นต้องใช้เครื่องจักรที่ใช้แรงดันสูงจากภายนอก สิ่งสำคัญคือเพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสที่เพียงพอแม้แรงดันต่ำ ระหว่างวัสดุที่ทำปฏิกิริยาของอิเล็กโทรดกับอิเล็กโทรไลต์ เราทำงานอย่างเต็มที่ทุกวันเพื่อหาวิธีแก้ปัญหานี้ผ่านกระบวนการลองผิดลองถูก”

ฮิโรกิ อธิบายด้วยความรู้สึกที่ตื่นเต้นเช่นเดียวกับโมเอะ ว่า "ยังมีอีกหลายอย่างเกี่ยวกับแบตเตอรี่ที่เราต้องทำความเข้าใจ มีหลายประเด็นที่เรายังต้องหาทางแก้ไขเพื่อให้เข้าใจได้อย่างลึกซึ้ง เราพูดคุยกับนักวิจัยและนักศึกษาในท้องถิ่นทุกวันถึงประเด็นปัญหายาก ๆ ซึ่งแต่ละคนมีวิธีคิดที่แตกต่างกัน จากนั้นจึงแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกันซึ่งกันและกัน นับเป็นเรื่องดีเมื่อทุกคนเข้าใจถึงวิธีการแก้ปัญหาที่ตรงกัน"

คาซึฮิโระ ผู้ซึ่งค้นคว้าวิจัยเกี่ยวกับแบตเตอรี่แบบ All-solid-state ตั้งแต่สมัยเรียนมหาวิทยาลัย มองว่าหนึ่งในสิ่งที่ดีที่สุดเกี่ยวกับนิสสัน คือการที่นิสสันรับฟังคนรุ่นใหม่และให้โอกาสพวกเขาจัดการรับมือกับปัญหาได้ด้วยตัวเอง “ผมกับเพื่อนนักวิจัยรุ่นใหม่ท้าทายตัวเองทุกวัน แค่เพียงคำพูดไม่สามารถบรรยายความรู้สึกที่เราได้รับเมื่อประสบความสำเร็จตามที่วางไว้ได้”

ภายใต้บรรยากาศของศูนย์วิจัยนิสสันที่เต็มไปด้วยกำลังใจ โมเอะ ฮิโรกิ และคาซึฮิโระ พยายามผลักดันตัวเองอย่างต่อเนื่องให้บรรลุเป้าหมาย และส่งมอบเทคโนโลยีแห่งอนาคตให้แก่ลูกค้าของเรา