คีย์บอร์ดชนิดใหม่ที่สามารถบอกได้ว่าคุณเป็นเจ้าของของมันหรือเปล่า มันไม่ให้ใครใช้มันได้ แม้ว่าคนคนนั้นจะรู้พาสเวิร์ดของคุณก็ตาม นอกเหนือไปกว่านั้น อุปกรณ์ชิ้นนี้ไม่ต้องการแบตเตอรี่ มันได้รับพลังงานมาจากการพิมพ์ของคุณ
?นี่จะเป็นการพัฒนาอันยิ่งใหญ่ของวงการความปลอดภัยในคอมพิวเตอร์? Zhong Lin Wang คาดการ์ณไว้ ซึ่งเขาเป็นนักวิทยาศาสตร์ทางด้านวัสดุที่ Georgia Institute of Technology ใน แอตแลนต้าและเป็นผู้ร่วมออกแบบคีย์บอร์ดชนิดใหม่นี้
?การแตะด้วยนิ้วมือของพวกเรามีประจุทางไฟฟ้าสถิตย์อยู่? Wang อธิบาย นั่นหมายความว่า มีความไม่สมดุลของอิเล็กตรอน การแตะด้วยนิ้วมือของคุณโดยทั่วไปแล้วจะมีประจุบวกเล็กน้อย ดังนั้นจะมีอิเล็กตรอนน้อยกว่าบริเวณโดยรอบ และนั่นเป็นไปได้ว่าการพิมพ์จะเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าในคีย์บอร์ดได้
ในการที่จะทำความเข้าใจงานนี้ ให้เราคำนึงถึงแม่เหล็ก ที่ขั้วด้านหนึ่งเป็นประจุบวก และอีกด้านหนึ่งเป็นประจุลบ ขั้วตรงข้ามกันจะดึงดูดกัน ดังนั้นถ้าเราปล่อยให้ขั้วที่เป็นบวกอยู่ถัดจากขั้วที่เป็นลบ ทั้งสองจะเข้ามายึดติดกัน ความคิดที่คล้ายกันนี้ถูกนำไปใช้กับประจุไฟฟ้าสถิตย์ ประจุบวกจะดึงดูดประจุลบ
ทีมวิจัยของ Wang ได้วางชั้นของโลหะอิเล็กโทรดใต้พื้นผิวของคีย์บอร์ดพลาสติก เมื่อนิ้วสัมผัสกับคีย์บอร์ด มันจะดึงดูดอิเล็กตรอนอิสระไปที่ส่วนบนของอิเล็กโทรด ส่วนล่างของอิเล็กโทรดจะทำการเก็บพวกมันไว้ เมื่อทำการเอานิ้วออกจากคีย์บอร์ด อิเล็กตรอนจะไหลกลับไปยังอิเล็กโทรดด้านล่าง การไหลของอิเล็กตรอนจะทำการสร้างกระแสไฟฟ้า
การเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าสามารถเพิ่มพลังงานให้กับคีย์บอร์ดได้ แต่มันต้องมีมากพอ ในการที่จะทำสิ่งนี้ให้สำเร็จนั้น ทีมวิจัยของ Georgia Tech ได้มุ่งความสนใจไปที่เทคโนโลยีระดับนาโนเมตร
ประเด็นสำคัญของคีย์บอร์ดชนิดใหม่นี้คือ มันถูกสร้างขึ้นจากพลาสติกที่ราคาไม่แพงซึ่งอาจจะเทียบเท่ากับคีย์บอร์ดมาตราฐานทั่วๆไป แต่แทนที่ผิวของมันจะเรียบ คีย์บอร์ดนี้ประกอบไปด้วยพลาสติกขนาดเล็กๆ หลายล้านชิ้นที่เรียกว่า nanowire โดย nanowire เหล่านี้มีหน้าที่พิเศษ พวกมันทำการเพิ่มพื้นที่ผิวในทุกๆ ปุ่มบนคีย์บอร์ด ซึ่งเป็นการเพื่มพื้นที่สัมผัสระหว่างพลาสติกกับนิ้วมือด้วย สิ่งนี้ทำให้เป็นที่แน่ใจได้ว่าจะมีพลังงานเพียงพอในการขับเคลื่อนคีย์บอร์ดได้
เนื่องจากนิ้วมือที่สัมผัสและหลังจากนั้นมีการดึงออกไป ทำให้กระแสไฟฟ้าไม่เสถียร มันยังมีเรื่องของแรงและความเร็วที่แตกต่างกันของคนที่พิมพ์แต่ละคนด้วย อัตราเร็ว แรงและรูปแบบของการพิมพ์นั้นจะแตกต่างกันจากคนหนึ่งไปสู่งอีกคนหนึ่ง
Wang อธิบายว่าถ้าทำการพิมพ์วลีที่เหมืนอกันโดยบุคคลสามคน กระแสไฟฟ้าที่ได้ออกมานั้นจะมีความแตกต่างกันอย่างมาก ดังนั้นการพิมพ์สามารถใช้เป็นเครื่องมือระบุตัวตนทางชีวภาพได้
คีย์บอร์ดจะทำการบันทึกข้อมูลเกี่ยวกับรูปแบบของการพิมพ์และส่งมันให้กับโปรแกรมคอมพิวเตอร์ โปรแกรมจะทำการตรวจสอบรูปแบบของการพิมพ์ว่าถูกต้องหรือไม่ ถ้าไม่ สัญญาณเตือนจะดังขึ้น และคอมพิวเตอร์จะทำการล็อค
คีย์บอร์ดชนิดใหม่นี้ยังมีคุณสมบัติสามารถทำความสะอาดตัวของมันเองได้ด้วย เนื่องจาก nanowire บนคีย์บอร์ดสามารถป้องกันน้ำ น้ำมันและสิ่งสกปรกได้ ซึ่งหลักการของมันคล้ายกันกับหลักการของน้ำกลิ้งบนใบบัว
Limming Dai เป็นนักวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ที่ทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีระดับนาโนเมตรที่ Case Western Reserve University เขาไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องกับคีย์บอร์ดชนิดใหม่นี้ แต่เขาคิดว่าการออกแบบนั้นมีความสำคัญอย่างมาก
?มันอาจจะถูกนำไปใช้ในหน้าจอสัมผัสได้? Dai กล่าว โดยที่สมาร์ทโฟนหรือโน๊ตแพดอาจจะได้รับพลังงานมาจากการเคลื่อนที่บางอย่างจากการพิมพ์หรือการวาดภาพได้
?งานในอนาคตอาจจะเป็นการสร้างคีย์บอร์ดที่มีประโยชน์มากกว่านี้ขึ้นไปอีก? Dai กล่าวเพิ่มเติม ยกตัวอย่างเช่น การออกแบบต่อไปอาจจะมีการใส่ตัวเก็บประจุเข้าไปใน nanowire ก็เป็นได้
ในขณะเดียวกัน ทีมวิจัยของ Wang ได้ทำการสร้างคีย์บอร์ดต้นแบบไว้แล้ว ถ้าโรงงานเกิดความสนใจที่จะให้ทุนในการผลิต คีย์บอร์ดเหล่านี้อาจจะอยู่ในร้านค้าในเวลาเพียงสองปีก็เป็นได้
กลุ่มวิจัยของได้ทำการตีพิมพ์ผลงานและการออกแบบของเขาไว้ในวารสารทางวิชาการระดับนานาขาติ ACS Nano เมื่อวันที่ 27 มกราคม
ที่มา:
K. Kowalski. ?Rewritable paper: Prints with light, not ink.? Science News for Students, January 15, 2015.
S. Ornes. ?New nano-cages snag and hold gases.? Science News for Students, August 27, 2014.
K. Kowalski. ?Invisible plastic ?ink? foils counterfeiters.? Science News for Students, August 25, 2014.
S. Oosthoek. ?Biometrics: New IDs that are uniquely you.? Science News for Students, August 7, 2014.
K. Kowalski. ?Electricity: Cutting the cords.? Science News for Students, May 9, 2014.
S. Perkins. ?Cool Jobs: Repellent chemistry.? Science News for Students, September 17, 2013.
Original Journal Source: J. Chen et al. ?Personalized keystroke dynamics for self-powered human-machine interfacing.? ACS Nano. Vol. 9, January 27, 2015, p. 105. doi: 10.1021/nn506832w.
Video: KeSimpulan. ?ACS Nano: Personalized keystroke dynamics for self-powered human?machine interfacing.?
