วารสารวิจัย มทร.ธัญบุรี ปีที่ 15 ฉบับที่ 1 (มกราคม - มิถุนายน 2559)

วารสารมหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยรี าชมงคลธญั บรุ ี ปที ี่ 15 ฉบบั ท่ี 1 มกราคม-มิถุนายน 259 วัตถปุ ระสงค์ วารสารวิจัยของมหาวิทยาเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี (RJ-RMUTT) เป็นวารสารที่เผยแพร่องค์ความรู้ และ ประสบการณ์ทางด้านวิชาการและวิจัยทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โดยมีจุดหมายและวัตถุประสงค์ของ วารสารวิจยั ดังนี้ 1. เพ่อื เผยแพรแ่ นวความคดิ งานวิจยั การพัฒนาและประเดน็ สาคัญในด้านวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 2. เพ่ือกระตุ้นให้เกดิ การอภิปรายทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยที กุ สาขาวิชา ซึ่งเป็นทงั้ งานวจิ ยั พ้นื ฐาน และงานวจิ ยั ประยุกต์ ท้ังนี้วารสารวิจัยของมหาวิยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรีอยู่ในฐานข้อมูลดัชนีการอ้างอิงวารสารไทย (Thai Journal Citation Index Centre, TCI Centre) โดยผ่านการรับรองคุณภาพจาก TCI และจะมุ้งเน้นพัฒนา คณุ ภาพเพอื่ เขา้ สฐู่ านขอ้ มลู สากลตอ่ ไป รองศาสตราจารย์ ดร. ประเสริฐ ทป่ี รึกษา ผูช้ ่วยศาตราจารย์ ดร. สมหมาย ป่นิ ปฐมรัฐ อธิการบดี นายพงศพ์ ิชญ์ ผวิ สอาด รองอธกิ ารบดี ผชู้ ่วยศาตราจารย์ ดร. สิรแิ ข ตว่ นภูษา รองอธกิ ารบดี Prof.Dr. Sean พงษ์สวัสด์ิ รองอธิการบดี Prof.Dr. Hee Young Danaher Northumbria University (UK) Prof.Dr.kiyoshi Lee Yeungnam University (Korea) Prof.Dr. Hiroyuki Yoshikawa Kyoto University (Japan) Prof. Dr. Seiichi Hamada Kyoto Institute of Technology (Japan) Kawahara Nagaoka University of Technology (Japan) ผู้ช่วยศาตราจารย์ ดร. วารุณี บรรณาธิการบริหาร อริยวิรยิ ะนนั ท์ ผ้อู านวยการสถาบันวิจัยและพัฒนา ผ้ชู ว่ ยศาตราจารย์ ดร. จักรี บรรณาธกิ ารวชิ าการ ศรนี นท์ฉตั ร มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลธัญบุรี ศาสตราจารย์ ดร. ผดุงศกั ดิ์ กองบรรณาธิการ ศาสตราจารย์ ดร. พเิ ชษฐ รตั นเดโช มหาวิทยาลยั ธรรมศาสตร์ รองศาสตราจารย์ ดร. วบิ ลู ย์ ล้ิมสวุ รรณ มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกล้าธนบุรี ช่นื แขก มหาวิทยาลยั เทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

รองศาสตราจารย์ ดร. มนัส ชยั จนั ทร์ มหาวทิ ยาลยั วลัยลกั ษณ์ รองศาสตราจารย์ ดร. กฤษณ์ชนม์ ภกู ิตตพิ ชิ ญ์ มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลธญั บรุ ี ผชู้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร. ศิวกร อ่างทอง มหาวิทยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลธัญบุรี ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. อมร ไชยสัตย์ มหาวิทยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลธัญบรุ ี ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. นริศร์ บาลทพิ ย์ มหาวิทยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลธัญบรุ ี นายนิติ วทิ ยาวิโรจน์ มหาวิทยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลธญั บุรี จัดทาโดย สถาบนั วจิ ยั และพัฒนา มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยีราชมงคลธญั บรุ ี เลขท่ี 39 หมู่ที่ 1 ตาบลคลองหก อาเภอธญั บรุ ี จังหวดั ปทมุ ธานี 12110 โทรศัพท์ 0 2549 4681 โทรสาร 0 2577 5038 และ 0 2549 4680 Website: http://www.ird.rmutt.ac.th คณะผูจ้ ัดทา นางสาวกชกร ดาราพาณชิ ย์ สถาบนั วจิ ัยและพฒั นา นางสาวสรญั ญา นางสาวฉตั รวดี จันทร์แตง สถาบันวิจัยและพัฒนา นางสาวณัฐวรรณ นางสาวพัชรี สายใยทอง สถาบันวจิ ยั และพฒั นา ธรรมวชั รากร สถาบนั วจิ ยั และพัฒนา แซ่ฉ่วั สถาบนั วจิ ัยและพัฒนา ออกแบบปก นางสาวเบญสริ ์ยา ปานปุณญเดช สานกั วิทยบรกิ ารและเทคโนโลยสี ารสนเทศ นางสาวปุณณานันท์ พนั ธ์แก่น สถาบันวจิ ยั และพัฒนา จัดทารปู เล่ม นางสาวสรญั ญา จนั ทรแ์ ตง สถาบันวจิ ยั และพฒั นา

คานา วารสารวิจยั ของมหาวิทยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลธัญบรุ ี (RJ-RMUTT) เป็นวารสารทสี่ ง่ เสริมงานด้านวจิ ยั และ ดาเนนิ งานวจิ ยั ทางดา้ นวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยซี ึง่ อยใู่ นฐานขอ้ มูลของศูนย์ดชั นีการอา้ งอิงวารสารไทย (Thai Journal Citation Index, TCI Centre) รับตพี ิมพบ์ ทความวจิ ัย บทความวชิ าการ เปดิ รบั บทความทง้ั เป็นภาษาไทยและ ภาษาอังกฤษ โดยครอบคลมุ ในสาขาวชิ าต่างๆ ท่เี ก่ียวขอ้ งกบั วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โดยมจี ุดมุง่ หมายเพ่อื เผยแพร่ และถ่ายทอดผลงานวิจยั และวิชาการ รวมถึงแนวคิดในการพฒั นางานวิจยั เพอ่ื กระต้นุ ให้เกดิ เป็นแนวทางการอภปิ ราย ทกุ สาขาซง่ึ เปน็ ทั้งงานวิจัยพ้ืนฐาน และวจิ ยั ประยกุ ต์ ท้ังภายใน และภายนอกมหาวิทยาลยั สาหรับวารสารฉบบั นี้ ไดร้ วบรวมบทความทางวิชาการและบทความจากผลการวิจยั ท้งั สิน้ จานวน 9 บทความ ประกอบด้วยบทความจากผลงานวิจัยจากหลากหลายสาขา ซ่งึ ไดผ้ า่ นการกลัน่ กรองจากผทู้ รงคณุ วฒุ ิ (peer review) ท้ังภายนอกและภายในมหาวทิ ยาลยั กองบรรณาธิการหวังเปน็ อยา่ งยงิ่ วา่ ทุกบทความจะเปน็ ประโยชนแ์ ละสามารถช่วย พัฒนางานวิจยั แก่ผ้ทู ่สี นใจใหก้ า้ วหน้าต่อไปได้ กองบรรณาธิการ

สารบญั การจาลองเชิงคอมพิวเตอร์สาหรับการรกั ษามะเรง็ ตับโดยใชค้ วามรอ้ นจากคลน่ื ไมโครเวฟ 1 ผา่ นทางท่อนาคล่นื Computer Simulation for the Treatment of Liver Cancer by Using Microwave Coaxial Antenna จติ รภาณุ กลุ ทอง, สมศกั ดิ์ วงษป์ ระดับไชย, สชุ ยั พงษ์พากเพียร, พรทิพย์ แกง่ อนิ ทร์ และ ผดงุ ศักด์ิ รัตนเดโช การหุ้มอนุภาคนาโนแม่เหลก็ ด้วยพอลิเมทลิเมทาครเิ ลต โดยใชก้ ารระเหยตัวทาละลายแบบง่าย 13 ในระบบอิมัลชนั Encapsulation of Magnetic Nanoparticles with Polymethyl methacrylate using a Simple Emulsion Solvent Evaporation สาวติ รี เสอื เอง็ , ศริ วิ รรณ ทา้ วจัตรุ สั , นพวรรณ เหมอื นบาง, วรายุทธ สะโจมแสง, ปรยี าภรณ์ ไชยสัตย์ และ อมร ไชยสตั ย์ การเพมิ่ ประสทิ ธิภาพการจาแนกกล่นิ ของจมกู อเิ ลก็ ทรอนิกสโ์ ดยใช้โครงข่ายประสาทเทียม 21 Efficiency Enhancement of Electronic Nose Classification Using Artificial Neural Network ชนะ จนั ทรศ์ รี และ จกั รี ศรีนนท์ฉัตร การจดจาวัตถจุ ากประสาทสัมผสั ทางกายโดยการใชภ้ าพถา่ ยระยะประชดิ ความละเอียดตา่ ร่วมกับการ 27 วิเคราะหอ์ งค์ประกอบหลักและ z-score Tactile Object recognition using low resolution image from close up image and Principle Component Analysis and z-score สมชาย เปาะทองคา และ จกั รี ศรีนนทฉ์ ตั ร การศกึ ษาและการใชป้ ระโยชนก์ ารแปลงเวฟเล็ตสาหรับการบีบอัดสัญญาณเสยี ง 32 Studying and Exploiting Wavelet Transform for Speech Compression สุภาธิณี กรสิงห์, จักรี ศรนี นทฉ์ ัตร การพฒั นาระบบบรหิ ารจดั การงานซอ่ มบารงุ บนเวบ็ ไซต์ของคณะเภสชั ศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั มหิดล 42 Development of Maintenance Management System Based on Web Application of Faculty of Pharmacy, Mahidol University โสรัจ ทศั นเจรญิ , ชาญเดช แสงงาม, สริ ิมา วดู เดน่ , อรพรรณ์ โขมะสรานนท์ และ นนั ทวรรณ จินากลุ

สารบัญ (ต่อ) 51 57 ความสัมพันธร์ ะหว่างปริมาณฝนดาวเทยี มกับฝนสถานีในพน้ื ทล่ี ุ่มนา้ นา่ น 64 The relationship between satellite rainfall and the gauge rainfall in Nan River Basin สุบรร ผลกะสิ ความหลากชนดิ และการแพรก่ ระจายของปลาในวงศ์ Cyprinidae บรเิ วณพน้ื ที่ต้นน้าตาปี Diversity and Distribution of Cyprinid Fishes in Tapi Upstream System ธีรวฒุ ิ เลิศสุทธิชวาล และ จันทนา ขวัญใจ A Study on Speckle Noise Reduction and Feature Extraction in Ultrasonic Images Napa Sae-Bae and Somkait Udomhunsakul

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 1 การจาลองเชงิ คอมพวิ เตอรส์ าหรับการรักษามะเรง็ ตับโดยใช้ความร้อนจากคลน่ื ไมโครเวฟผา่ นทางท่อนาคล่ืน Computer Simulation for the Treatment of Liver Cancer by Using Microwave Coaxial Antenna จิตรภาณุ กลุ ทอง, สมศักดิ์ วงษป์ ระดับไชย*, สชุ ยั พงษพ์ ากเพยี ร, พรทิพย์ แก่งอินทร์ และผดงุ ศักด์ิ รตั นเดโช ภาควชิ าวศิ วกรรมเครอ่ื งกล คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั ธรรมศาสตร์ (ศนู ย์รังสิต) 99 หมู่ 18 ตาบลคลองหนง่ึ อาเภอคลองหลวง จังหวดั ปทุมธานี *E-mail: [email protected] บทคดั ยอ่ Abstract ในปัจจุบันการรักษาโรคมะเร็งตับมีอยู่หลากหลายวิธี เช่น The current treatment for liver cancer has many การผ่าตดั หรือการใช้เคมีบาบัด แต่บ่อยครั้งท่ีการรักษาด้วยวิธี ways, such as surgery or use of chemotherapy but ดังกล่าวอาจส่งผลกระทบต่อผู้รักษาหรือยังมีข้อจากัดในการ often the treatments may affect to the patient or รักษาบางประการ การใช้พลงั งานความร้อนจากคล่ืนไมโครเวฟ treatment is still limited in some respects. Microwave ในการักษาโรคมะเร็ง (Microwave ablation : MWA) เป็นอีก ablation (MWA) is one promising alternative for liver ทางเลือกหนึ่งสาหรับการรักษาโรคมะเร็งตับ งานวิจัยน้ีจึงมี cancer treatment. The objective of this research is วัตถุประสงค์เพ่ือศึกษาการรักษาโรคมะเร็งตับโดยใช้พลังงาน study the treatment of liver cancer using microwave ความร้อนจากคลื่นไมโครเวฟผ่านทางท่อนาคลื่นไมโครเวฟ heat energy by microwave antenna with using a (Microwave antenna) ด้วยการจาลองโดยใช้โปรแกรม computer program simulation. The influences of คอมพิวเตอร์ อิทธิพลของค่ากาลังของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า microwave power input, heating time and distance (Microwave power input) ระยะเวลาในการให้ความร้อน from the microwave antenna on temperature และระยะห่างจากท่อนาคลื่นท่ีส่งผลต่อการกระจายตัวเชิง distribution within the liver. This research focuses on อุณหภมู ภิ ายในเนื้อเย่ือตับจะถูกศึกษา โดยในงานวิจัยนี้จะเน้น the effects of temperature distribution results ศึกษาผลการกระจายตัว เชิงอุณหภูมิท่ีได้จากการใช้ calculated from a porous media model compared แบบจาลองไบโอฮีท (Bioheat model) และแบบจาลองวัสดุ with the results calculated from a bioheat model as พรุน (Porous media model) เพื่อนาไปเปรียบเทียบความ well as the experimental results in order to show the ถกู ต้องกับผลการทดลองจริง การควบคู่ของสมการโมเมนตัมใน validity of the numerical results, nonlinear transient สภาวะไม่คงตัว (แบบจาลองบริงค์แมน (Brinkman model)) momentum equations (Brinkman model) and สมการถ่ายเทความร้อนในสภาวะไม่คงตัวและสมการการ transient heat transfer equation and electromagnetic แพรก่ ระจายตัวของคล่นื แม่เหลก็ ไฟฟา้ จะถูกแก้ปัญหาโดยใช้วิธี wave propagation equation are solved using the แบบไฟไนต์เอลิเมนต์ (Finite element method : FEM) axisymmetric finite element method (FEM). An axially แบบจาลองแบบสมมาตรรอบแกนสองมิติจะถูกพิจารณาใน symmetric model is considered in this study. The การศึกษา ผลจากการศึกษาพบว่าผลกระจายตัวเชิงอุณหภูมิที่ results are the temperature distribution result of the ได้จากการใชแ้ บบจาลองวัสดุพรนุ จะใกล้เคยี งกับผลการทดลอง porous media model is in agreement with จริงมากกว่าการใช้แบบจาลองไบโอฮีท โดยแบบจาลองเชิง experimental data better than bioheat model. ตัวเลขในการศึกษานจ้ี ะสามารถใชเ้ ป็นพ้นื ฐานในการพัฒนาการ Numerical model in this study can be used as basis รักษาโรคมะเรง็ ตบั โดยการใช้ความรอ้ นจากคลื่นไมโครเวฟ for the development of liver cancer treatment by using the heat energy from the microwave. คำสำคญั : ไมโครเวฟ มะเร็งตับ การกระจายตวั เชิงอุณหภูมิ Keywords : Microwave, Liver cancer, Temperature distribution

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 2 บทนา มิลลิเมตร จากทางด้านหัวของท่อนาคลื่น ดังแสดงในรูปที่ 1 ด้านในจะประกอบด้วยตัวไดอิเล็กตริก (dielectric) ตัวนา โรคมะเรง็ ตบั เป็นโรคที่พบได้ในอันดับต้น ๆ ในประเทศไทย ภายใน (inner conductor) และภายนอก (outer และหลายประเทศ สาเหตุที่แท้จริงยังเป็นท่ีศึกษาวิจัย คาดว่า conductor) และด้านนอกของท่อนาคล่ืนจะหุ้มด้วยปลอก สาเหตุที่กระตุ้นการเกิดโรคมะเร็งตับท่ีสาคัญได้แก่ การอักเสบ (catheter) ที่ทา จากโพลีเตตระฟลูโอโรเอทีลีน ของตับเรื้อรงั จากเช้ือไวรสั ตับอักเสบบีและซี ซ่ึงเป็นปัจจัยเสี่ยง (polytetrafluoroethylene; PTFE) และท่อนาคล่ืนจะทางาน ของการเกิดมะเร็งตับมากกว่า 70 เปอร์เซ็นต์ การรักษา ที่ความถ่คี ล่ืนไมโครเวฟ คอื 2.45 GHz โรคมะเรง็ ตบั มีหลายวธิ ี เช่น การผ่าตดั [1] การปลูกถ่ายตบั การ ใช้เคมบี าบดั [2] หรือการฉีดเอทานอลเข้าทาลายก้อนมะเร็ง ซ่ึง To the cable connector วิธีท่ีได้กล่าวมาอาจมีผลข้างเคียงกับคนไข้ตามมาทาให้มีการ คิดค้นการรกั ษาวธิ ใี หม่ ๆ ขนึ้ มา วิธีการรักษาท่ีได้รบั ความสนใจ Catheter 1.0 mm ของแพทย์ทั่วโลกคือ การใช้คลื่นไมโครเวฟในการรักษาโดยจะ Outer conductor 5.5 mm เสยี บทอ่ นาคลน่ื เข้าไปโดยตรงกบั เนอ้ื เยอื่ ส่วนทีเ่ ปน็ มะเรง็ ซงึ่ ใน Inner conductor ปจั จุบนั วธิ ีการรักษาวธิ ีนม้ี นี กั วิจัยไดศ้ กึ ษามาแล้วพอสมควร ท้ัง แบบจาลองไบโอฮีท แบบจาลองวัสดุพรุน และนาผลการ Dielectric ทดลองท่ีได้ไปเปรียบเทียบกับงานวิจัยท่านอ่ืน ๆ ซึ่งงานวิจัยน้ี จะแตกตา่ งจากบทความวิจัยที่อ้างอิงก็คือจะทาการศึกษาสร้าง Slot แบบจาลองท้ังในแบบจาลองไบโอฮีทและแบบจาลองท่ีเป็น เนอ้ื เยือ่ วัสดุพรนุ เพอ่ื ศกึ ษาและหาข้อพสิ ูจน์ว่าแบบจาลองชนิด รูปที่ 1 ทอ่ นาคล่ืนชนดิ ช่องออกคลื่นชอ่ งเดยี ว [6] ใดท่ีสามารถทานายพฤติกรรมของการให้ความร้อนในการรักษา มะเร็งตับได้ใกล้เคียงกว่ากัน โดยจะทานาไปวิเคราะห์เทียบผล ตารางที่ 1 ขนาดของทอ่ นาคลื่น [6] ของแบบจาลองกบั การทดลองภายในหอ้ งทดลอง ซง่ึ ในงานวิจัย ที่อ้างอิงน้ันไม่ได้ทาการทดลอง[6] เพ่ือประโยชน์ในทาง Materials Dimensions (mm) การแพทย์ในด้านของการทานายลักษณะการกระจายตัวของ อุณหภมู ิภายในเน้ือเยื่อว่าควรจะใช้ตัวแปรในการรักษาอย่างไร Inner conductor 0.135 (radial) บ้าง เพอ่ื ทาใหเ้ กดิ อันตรายแก่ผปู้ ่วยนอ้ ยท่ีสุด Dielectric 0.335 (radial) 0.460 (radial) ในงานบทความนจี้ ะเน้นงานวิจัยที่ทาการสร้างแบบจาลองท่ี Outer conductor 0.895 (radial) ใช้ในการรักษามะเร็งตับที่แตกต่างกันคือ แบบจาลองแบบไบ Catheter 1.000 (wide) โอฮที [6] และแบบจาลองท่ีเป็นวัสดุพรุน [8] แล้วนาผลที่ได้ไป Slot เปรียบเทียบกับผลการทดลองของการทดลองจริงท่ีใช้ตับวัวใน การทดลองที่เป็นงานวิจัยภายในห้องทดลอง RCME การใช้ ตารางที่ 2 คุณสมบัตทิ างไดอิเลก็ ตริกของท่อนาคลน่ื [6] ประโยชน์จากคลื่นไมโครเวฟ ท่ีจานวนพลังงานความร้อนท่ี ป้อนเข้าไป และท่ีเวลาเท่ากัน โดยในงานวิจัยนี้จะสร้าง Properties Relative Electric Relative แบบจาลองใน 2 มิติ แบบสมมาตรรอบแกน [10] ภายใต้ permittivity conductivity permeability ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ โดยใช้โปรแกรม Comsol Dielectric multiphysics 3.4 Catheter 2.03 (S/m) 1 2.1 1 แบบจาลองทางคณติ ศาสตร์ Slot 1 0 1 0 ท่อนาคลน่ื 0 ในงานวิจยั นใ้ี ชแ้ บบจาลองท่อนาคล่ืนชนิดช่องออกคล่ืนช่อง เดียว (coaxial single slot antenna) ซ่ึงท่อนาคลื่นภายในจะ ประกอบด้วยช่องออกคลื่น (slot) รูปวงแหวนขนาด 1 มิลลิเมตร อยู่ห่างจากตัวนาภายนอก (outer conductor) 5.5

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 3 แบบจาลองเน้อื เย่ือตับ ทฤษฎีและขอบเขตของแบบจาลอง 0.895 Solid Fixed temperature mm Bloo Open boundary condition 0.460 Scattering boundary mm Por condition t Cath Outer Perfect electric conductor Thermal Scattering boundary W������i=n������.sa=0ul���ll���a0������t������i���o������n��������� condition Diele ������ × ������ = 0 Inner ������ × ������ − ������������������ Normal 80 O=p−en2 b���o������u���n������d0ary condition Axi-symmetry ������. −������������ S P1 P2 ������������ = 0, ������������������ = 0 F���+=���ix=e−d∅12������50te.������°���m������������p���.e������ra+tur���e���. ������ ������ ������������ z ������. ������ = 0 r 1 ������. −pI + ∅ ������ ������. ������ + ������. ������ ������ =0 ������ . ������������������������������������ − ������������������ ������������ = 0 30 mm z รูปท่ี 2 แบบจาลองทางคณิตศาสตร์สมมาตรรอบแกน r P1(4.5mm, 16mm), P2(9.5mm, 16mm) [7] Fixed temperature ในแบบจาลองตับน้ีจะพิจาร ณาให้เน้ือเย่ือตับเป็น Open boundary ทรงกระบอกเป็นแบบจาลองที่มีลักษณะเป็นวัสดุพรุน และมี condition ลักษณะเปน็ วสั ดุชีวภาพหรือแบบจาลองไบโอฮที ซึ่งแบบจาลอง Scattering boundary ทงั้ สองแบบน้ีจะนาไปเปรียบเทียบกับการทดลองจรงิ แต่เมื่อนา แบบจาลองมาวิเคราะห์ในโปรแกรมจะพิจารณาให้แบบจาลอง รปู ท่ี 3 เงอื่ นไขขอบเขตcoขndiอtioงnแบบจาลอง [8] เป็นแบบสมมาตรรอบแกนใน 2 มิติ และขนาดของเน้ือเย่ือตับ จะมีความสูงเท่ากับ 80 มิลลิเมตร และมีความกว้างเท่ากับ 30 การวเิ คราะห์การแพรก่ ระจายคล่นื แมเ่ หล็กไฟฟ้า มิลลิเมตร ส่วนเน้ือเย่ือมะเร็งที่เป็นทรงกลมจะให้มีขนาดเส้น ผ่านศูนย์กลางเท่ากับ 20 มิลลิเมตร และการเสียบท่อนาคลื่น แบบจาลองนี้พัฒนาข้ึนเพื่อทานายการกระจายตัวของ เข้าไปในเน้ือเยื่อน้ันจะเสียบเข้าไปลึกโดยประมาณ 70.5 สนามแม่เหลก็ ไฟฟา้ และอุณหภมู ิ ซึ่งสนามแม่เหล็กไฟฟ้าน้ีมีผล มลิ ลเิ มตร โดยวัดจากด้านบนเน้ือเย่ือไปถึงปลายทอ่ นาคล่ืน โดย ทาให้อุณหภูมิภายในเน้ือเย่ือนั้นเปลี่ยนไป โดยจะกาหนด แบบจาลองจะแสดงในรปู ที่ 2 สมมตฐิ านเบอ้ื งตน้ ดงั ต่อไปนี้ ตารางท่ี 3 ค่าคุณสมบัติทางความร้อนและทางไดอิเล็กตริก 1) ปร ากฏ กา รณ์ พิจ า รณ าแ บ บส มม าต ร รอบแ กน ของเนื้อเยือ่ ตบั เลอื ด [7] (Axisymmetric) 2) สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เคลื่อนท่ีภายในท่อนาคลื่น ไ ม โ ค ร เ ว ฟ จ ะ พิ จ า ร ณ า ใ น โ ห ม ด ก า ร แ พ ร่ ก ร ะ จ า ย ค ล่ื น แม่เหล็กไฟฟ้าตามขวาง (Transverse Electromagnetic Wave; TEM) ซึ่งจะไม่มีสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กในทิศ ของการแพรก่ ระจายของคลน่ื 3) สนามแม่เหล็กไฟฟ้าท่ีเคลื่อนที่เข้าสู่เนื้อเยื่อตับจะ พิจารณาในโหมดคลื่นที่มีแนวสนามแม่เหล็กวางตามขวาง (Transverse Magnetic Wave; TM) คือไม่มีสนามแม่เหล็กใน ทศิ ทางการ แพร่กระจายของคลื่นมเี ฉพาะสนามไฟฟ้าในทิศทาง นน้ั 4) ผนังของท่อนาคล่ืนไมโครเวฟกาหนดให้เป็นตัวนา สมบูรณ์ (Perfect electric conductor) 5) สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ผิวรอยต่อระหว่างท่อนาคล่ืน ไมโครเวฟ กับเนอ้ื เย่ือตบั มคี วามตอ่ เนื่องกัน

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 4 6) ค่าสมบัติไดอิเล็กตริกของท่อนาคลื่นไมโครเวฟเป็น ขอบเขตแรกคือ ขอบเขตการกระเจิงของคล่นื แม่เหล็กไฟฟ้า ซ่ึง คา่ คงที่ ใชว้ เิ คราะหท์ ่ีขอบของเนือ้ เยื่อตับภายนอก [10] โดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าท่ีเคล่ือนที่ภายในท่อนาคลื่นเราจะ ×− = −2 0 (6) สมการแมกซเ์ วลล์ในการวิเคราะห์ จะใช้ท่อนาคล่ืนที่มีช่องออก คลนื่ ช่องเดียว [9] โดย 0 = คอื การกระตุ้นของสนามแมเ่ หล็ก สนามไฟฟ้า และขอบเขตของผนงั ของท่อนาคลื่นกาหนดให้เป็น ตัวนาไฟฟ้า แบบสมบรู ณ์ = (1) × =0 (7) สนามแม่เหล็ก การวเิ คราะหก์ ารไหลของเลอื ดและการถ่ายเทความรอ้ น = (2) ในแบบจาลองนีจ้ ะเปน็ แบบจาลองที่เป็นวัสดุพรุนเมื่อมีการ ให้ความร้อนโดยคล่ืนไมโครเวฟจะมีการถ่ายเทความร้อนท้ังใน โดย = √ . ( ⁄ , โดยที่ Z คือ wave เน้ือเยื่อและเลือดผ่านการคานวณภายใต้สมการพลังงาน [8] เมือ่ ปลอ่ ยคลื่นไมโครเวฟเข้าสู่เนื้อเยื่อ เนื้อเยื่อก็จะมีการดูดซับ ) คล่ืนไมโครเวฟ และเปลยี่ นไปเปน็ พลังงานความร้อนภายใน ทา ให้มีการเคล่ือนท่ีของเลือด เพ่ือให้ง่ายต่อการคานวณจึง Impedance , P คือ พลังงานไมโครเวฟท่ีใส่เข้าไป , ตั้งสมมติฐานดังต่อไปน้ี คอื รัศมไี ดอิเล็กตริกภายใน (m), คือ รัศมีไดอิ 1) ปร ากฏ กา รณ์ พิจ า รณ าแ บ บส มม าต ร รอบแ กน เล็กตริกภายนอก (m), = 2 คือ ความถ่ีเชิงมุม (rad/s), (Axisymmetric) คือความถี่ , = คือ ค่าคงท่ีของการแพร่ , 2) กาหนดให้เนื้อเย่ือตับมีคุณสมบัติเป็นวัสดุพรุน มี และ คอื ความยาวคลื่น คุณสมบัติคงทีส่ มา่ เสมอ และใหเ้ ลือดเปน็ ของเหลวอ่ิมตวั ภายในเนื้อเย่ือก็จะมีสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กท่ีเข้าไปทา 3) การไหลของเลือดกาหนดให้เป็นแบบอัดตัวไม่ได้ และ ให้เนอื้ เยือ่ เกดิ การเปล่ียนแปลงพลงั งานกลายเปน็ พลังงานความ แบบนิวโตเนียน [11] ร้อน 4) ไม่มีการเปล่ียนแปลงสถานะของสสารภายในเนื้อเย่ือตับ × ( − ) × − 0 = 0 (3) ไม่มีการถ่ายเทมวลสารออกจากเนื้อเยื่อตับ ไม่มีการถ่ายเท พลงั งานออกจากเน้ือเยอื่ ตบั และไม่มีปฏิกริ ยิ าเคมีเกิดขึ้นภายใน โดย 0 = . 542 × 10 คือ ค่าการดูดซับ เนอ้ื เย่ือตบั สนามไฟฟ้าในสุญญากาศ, คือ ค่าการดูดซับสนามไฟฟ้า 5) องค์ประกอบทีผ่ ิวรอยต่อระหวา่ งทอ่ นาคล่ืนไมโครเวฟกับ เนื้อเย่ือตบั มคี วามตอ่ เนอื่ งกัน สัมพัทธ์, คือ ค่าการนาไฟฟ้า (S/m), คือ ค่าการซึมผ่าน 6) คุณสมบตั ิทางความร้อนของเน้ือเย่ือใหเ้ ปน็ คา่ คงท่ี สัมพัทธ์ และ 0 คือ free space wave number เง่อื นไขขอบเขตการแพรค่ ลื่นของคลืน่ แมเ่ หลก็ ไฟฟ้า ขอบเขตของการแพร่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าน้ัน ท่อนาคล่ืน สมการไบโอฮีท จะต่อจากแหล่งกาเนิดคลื่นแล้วต่อเข้ากับเนื้อเย่ือตับและให้ คลื่นแพร่เข้าสู่เนื้อเย่ือตับ โดยจะวิเคราะห์ให้เป็นแบบจาลอง สมการไบโอฮีทน้ีเป็นสมการของ Pennes [12] ใช้วิเคราะห์ สมมาตรรอบแกน ที่จุดกึ่งกลางของแบบจาลองจะให้เป็นระยะ การถ่ายเทความร้อนภายในเนื้อเยื่อ โดยจะขึ้นอยู่กับเวลา ซ่ึง r=0 แสดงการถ่ายเทความร้อนท่ีเกิดภายในเน้ือเย่ือตับได้ดังสมการ ตอ่ ไปน้ี = 0 (4) = 0 (5)

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 5 = + −+ ท่ีซึ่งมีพลังงานไมโครเวฟท่ีดูดซับและพลังงานภายในน้ันก็คือ พลังงานท่ีได้จากการสันดาปภายในของเนอ้ื เยื่อ โดยจะแสดงได้ + (8) ดังน้ี เทอมทางซ้ายมือสมการที่ (8) คือทรานเซียนเทอม คือเทอมท่ี () +( ) ( + )= ข้ึนอยู่กับเวลา ส่วนเทอมที่หน่ึง สอง สาม สี่ ทางด้านขวามือ ของสมการที่ (12) คือเทอมของการนาความร้อน การกระจาย ( + )+ + (12) ตัวของเลอื ด ความร้อนจากการสันดาปภายใน และความร้อนท่ี ได้จากภายนอก(ในที่น้ีคือความร้อนที่ได้จากสนามแม่เหล็ก โดย ไฟฟ้า) ตามลาดับ ( ) = 1 − ∅ ( ) + ∅( ) (13) สมการโมเมนตมั = 1−∅ +∅ (14) สมการโมเมนตมั น้ีเป็นสมการ The Brinkman model [8] ค ว า ม ร้ อ น ท่ี ไ ด้ จ า ก ก า ร เ ม ต า บ อ ลิ ซึ ม จ ะ ใ ห้ มี ค่ า เ ท่ า กั บ ใชใ้ นการวเิ คราะหก์ ารไหลของเลือดในเนอ้ื เยือ่ วสั ดุพรุน ดังตอ่ ไปนี้ = 33, 00 และส่วนความร้อนที่ได้จาก สมการความต่อเนอื่ ง [8] ภายนอก เ ป็ น ค ว า ม ร้ อ น ท่ี ไ ด้ จ า ก ก า ร ก า เ นิ ด สนามแม่เหลก็ ไฟฟ้าและจะสมมติใหค้ วามรอ้ นนมี้ าจากสว่ นของ + =0 (9) ของแข็ง ซงึ่ จะแสดงไดจ้ ากสมการต่อไปนี้ สมการโมเมนตัม [8] = || (15) ∅( )+∅ ( + )=− ( )+ ซ่ึงคณุ สมบตั ขิ องไฟฟ้านนั้ มผี ลอย่างมากสาหรับการเพิ่มข้ึนของ ∅( + )− อณุ หภูมิของเน้อื เย่ือ โดยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีผลต่อเน้ือเย่ือ (10a) นนั้ สามารถอธิบายในสูตรของ SAR เมื่อคล่ืนไมโครเวฟแพร่เข้า สู่เน้ือเยื่อตับ ตับจะดูดซับคล่ืนเอาไว้และเปลี่ยนไปพลังงาน ∅( )+∅ ( + )=− ( )+ ความร้อนท่ีซึ่งทาให้เน้ือเยื่อตับน้ันมีอุณหภูมิที่สูงขึ้น โดย SAR − จะเปน็ จะแสดงไดใ้ นสมการต่อไปน้ี ∅( + )− + (10b) = || = (16) โดยท่ี และ คือความเร็วเลือด ⁄ , ∅ คือ ค่าความ 3.2.4 เง่อื นไขขอบเขตของการไหลของเลือดและการถ่ายเท ความร้อน พรุน, = 3. × 10 คือ ความหนืดจลน์, ในการวิเคราะห์เงื่อนไขขอบเขตของการไหลของเลือดและ = 1 × 10 1 คือ สัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงความ การถ่ายเทความร้อนนี้ จะวิเคราะห์ในส่วนท่ีเป็นเน้ือเย่ือตับ เพียงอย่างเดียว โดยจะไม่รวมไปถึงตัวท่อนาคล่ืน และจะมี รอ้ น และ คือ permeability สามารถอธิบายไดด้ ังนี้ เงอ่ื นไขและสมการที่เกย่ี วขอ้ งดงั นี้ = (11) โดย = 1 × 10 คือ เส้นผ่านศูนย์กลางของเซลล์ เนื้อเยอ่ื สมการพลงั งาน ในเนื้อเย่ือวัสดุพรุนนี้จะเป็นการกระจายตัวเชิงอุณหภูมิที่ ขึน้ อยู่กับเวลาโดยจะวิเคราะห์ไดจ้ ากสมการพลังงานของสถานะ เน้ือเย่ือและสถานะเลือด ซึ่งเป็นสมการท่ีสมดุลทางความร้อน

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 6 แบบจาลองเปน็ แบบสมมาตรรอบแกนท่ี r=0 วิเคราะหส์ าหรับ ผลการศึกษาและวเิ คราะห์ผล การไหลของเลือด การตรวจสอบความถกู ตอ้ งของการคานวณ = 0 (17) ก่อนทาการวิเคราะห์ปัญหาโดยใช้โปรแกรม COMSOLTM − + 1⁄∅ ( + ) = 0 (18) Multiphysics ได้ทาการตรวจสอบความถูกต้องของโปรแกรม โดยทาการเปรียบเทียบจากงานวิจัยของ Yang ซ่ึงเป็น ( − ( ) ) = 0 (19) การศึกษาการจาลองลักษณะการกระจายตัวของอุณหภูมิใน กระบวนการทาความร้อนภายในเน้ือเยื่อตับโดยใช้คล่ืน ที่ขอบผิวเนื้อเยื่อตับกาหนดให้เนื้อเยื่อตับมีอุณหภูมิเท่ากับ 25 ไมโครเวฟผ่านท่อนาคล่ืนชนิดช่องออกช่องเดียว ด้วย ◦C และขอบเขตของการไหลของเลอื ดวิเคราะห์ให้เป็นขอบเขต แบบจาลองที่ใช้สมการไบโอฮีทซ่ึงได้ลักษณะการกระจายตัว แบบเปิด ของอุณหภูมิดังรูปท่ี 4 และกราฟในรูปท่ี 5 เป็นกราฟท่ีได้จาก การเปรียบเทียบผลที่ได้จากการวัดอุณหภูมิท่ีระยะห่าง 4.5 − + 1⁄∅ + = − 0 (20) และ 6.5 มิลลิเมตร ที่ตาแหน่งก่งึ กลางของช่องออกคลืน่ และ 0 คือ ความเค้น โดย คือ ความหนืดพลวัต ปกติ ⁄ และที่พื้นผิวภายนอกระหว่างท่อนาคลน่ื กับเน้ือเย่ือตับพิจารณา ให้เป็นขอบเขตแบบฉนวน ( )=0 (21) และ ท่ีผิ วร ะห ว่า งท่อน าค ล่ืน และ ผิว ด้า นน อก ท่อนา คลื่ นกั บ เนือ้ เย่อื ตบั กาหนดให้เป็นวัตถุแข็งเกร็ง และไม่มีการล่ืนไถล ซ่ึง ใช้ในสมการโมเมนตัม = 0 (22) อุณห ภูมิ เริ่ มต้ นขอ งเ นื้อ เยื่ อตั บแล ะเ นื้อ เย่ื อมะ เร็ งส มม ติใ ห้ เท่ากนั ทั้งแบบจาลอง 0 = 25 (23) ความเร็วและความดนั เรมิ่ ตน้ รูปที่ 4 การกระจายตวั ของอุณหภูมิในแบบจาลอง [9] (24) 0 =0 , 0 =0 , 0 =0

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 7 Temperature (0C) 300 Sim-Yang et al[2007]- 4.5 mm 250 Porous model(Present)- 9.5 mm 200 Sim-Yang et al[2007]- 9.5 mm 150 Porous model(Present)-4.5 mm 100 50 10 20 30 40 50 Time(s) 0 0 รู ป ที่ 5 ก า ร เ ป รี ย บ เ ที ย บ อุ ณ ห ภู มิ ท่ี ไ ด้ จ า ก ก า ร ค า น ว ณ เ ที ย บ กั บ แ บ บ จ า ล อ ง ท่ี จุ ด P1(4.5mm,16mm) และP2(9.5mm,16mm) [9] จากกราฟในรปู ท่ี 5 พบวา่ อัตราการเปลย่ี นแปลงอณุ หภูมทิ ไ่ี ดม้ คี วามแตกต่างกับงานวิจยั ของ Yang และคณะ แตม่ แี นวโน้มไปใน ทศิ ทางเดียวกัน ดังนน้ั โปรแกรมและแบบจาลองที่นามาใช้ในการวเิ คราะหจ์ งึ มคี วามนา่ เชอื่ ถือ สามารถนามาใชค้ านวณปญั หาที่จะ วเิ คราะหไ์ ด้ การเปรยี บเทียบผลการทดลองระหวา่ งแบบจาลองไบโอฮีทและวัสดพุ รุนกับการทดลอง ทก่ี าลงั วตั ต์ 20 วัตต์ (ก) (ข) รูปที่ 6 ลักษณะการกระจายของอุณหภูมิในแบบจาลองเน้ือเยื่อตับท่ีเป็ นวัสดุพรุน ท่ีกาลังวัตต์ 20 วัตต์ เวลา (ก) 15 วนิ าที (ข) 30 วนิ าที

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 8 จากรูปท่ี 6 คือรูปลักษณะการกระจายตัวของอุณหภูมิของ เนื้อเยื่อนั้นเปล่ียนแปลงไปตามเวลา เมื่อเวลาผ่านไปมาก ก็จะ แบบจาลองตับ แสดงให้เห็นว่าที่เวลา 15 วินาทีน้ัน มีลักษณะ ยิ่งดูดซบั คลน่ื ไมโครเวฟไดม้ าก เน่ืองจากในสมการการพลังงาน ของรูปร่างการกระจายตัวของอุณหภูมิท่ีเป็นวงแคบกว่าท่ีเวลา ท่ีใช้ในการวิเคราะห์การถ่ายเทความร้อนน้ัน มีเทอมที่เรียกว่า 30 วินาทีอย่างเห็นได้ชัดในโดยทาการจาลองท่ีแบบจาลอง ทรานเซยี น ซ่งึ เปน็ เทอมทอี่ ณุ หภมู นิ ัน้ ขึน้ อยูก่ ับเวลาที่เปลย่ี นไป เดียวกัน และใช้พิสัยวัดที่เท่ากัน เนื่องจากการดูดซับคล่ืนของ จึงทาใหม้ ลี กั ษณะดงั รูปท่ี 6 Temperature (◦C) 100 การทดลอง 90 Bioheat model 80 70 Porous model 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 Tim3e0 (s) 40 50 60 รูปที่ 7 กราฟเปรยี บเทียบผลการทดลองกับผลของแบบจาลองที่ 20 วตั ต์ ที่จดุ P1 Temperature (◦C) 100 การทดลอง 90 Bioheat model 80 Porous model 70 60 10 20 30 40 50 60 50 40 Time (s) 30 20 10 0 0 รูปท่ี 8 กราฟเปรียบเทยี บผลการทดลองกบั ผลของแบบจาลองท่ี 20 วัตต์ ทจี่ ดุ P2 จากรูปที่ 7 และ 8 เป็นกราฟแสดงการเปรียบเทียบผลการ แตกต่างกนั น้อยมากทาใหย้ ากตอ่ การวิเคราะห์เน่ืองจากอทิ ธิพล ทดลองระหว่างการผลของแบบจาลองและผลของการทดลอง ของความรอ้ นจากคล่ืนนั้นอาจส่งผลมาไม่ถึงท่ีตาแหน่งน้ี จึงทา จะเห็นได้ว่าผลของการทดลองท้ังแบบจาลองและการทดลอง ใหก้ ราฟแต่เส้นไม่มีความแตกต่างกัน แต่จากการวิเคราะห์จาก น้ันมีผลการทดลองที่ค่อนข้างใกล้เคียงกัน และมีแนวโน้มไปใน รูปท่ี 7 แล้วน้ันแบบจาลองท่ีเป็นวัสดุพรุนน้ัน จะมีอุณหภูมิที่ ทิศทางเดียวกัน แต่ในระยะที่ห่างจากช่องออกคลื่นท่ีระยะ 4.5 ใกล้เคียงผลของการทดลองมากกว่าแบบจาลองที่เป็นไบโอฮีท มลิ ลเิ มตร ผลของแบบจาลองนั้นจะมีอุณหภูมิที่ค่อนข้างสูงกว่า เนื่องจากในแบบจาลองท่ีเป็นวัสดุพรุนน้ันมีองค์ประกอบที่ การทดลองอยู่เล็กน้อยประมาณ 10 องศาเซลเซียส ส่วนท่ี ใกล้เคียงกับเน้ือเยื่อจริง ซ่ึงจะมีสถานะของของเหลว ของแข็ง ระยะห่างจากช่องออกคลื่น 9.5 มิลลิเมตรอุณหภูมิทั้งการ และก๊าซ ทาให้มีผลของอุณหภูมิที่ค่อนใกล้เคียงกับผลการ ทดลองและแบบจาลองนัน้ มีอณุ หภมู ทิ ค่ี อ่ นข้างใกล้เคยี งกันมาก ทดลอง

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 9 การเปรียบเทียบผลการทดลองระหว่างแบบจาลองไบโอฮที และวัสดุพรนุ กับการทดลอง ทก่ี าลงั วัตต์ 40 วัตต์ (ก) (ข) รูปที่ 9 ลักษณะการกระจายของอุณหภูมิใน แบบจาลองเน้ือเย่ือตับ ที่เป็นวัสดุพรุน ที่กาลังวัตต์ 40 วัตต์ เวลา (ก) 15 วินาที (ข) 30 วินาที จากรูปท่ี 9 แสดงถึงลักษณะการกระจายตัวอุณหภูมิของ เนอ่ื งจากเม่อื เวลาผา่ นไปมากเทา่ ไร การดูดซับคลื่นของเนื้อเยื่อ แบบจาลองตับท่ีเวลา 15 วินาที และ 30 วินาที จะเห็นได้ว่าที่ ก็จะยิ่งมากตามไปด้วย ทาให้ที่ระยะเวลานานกว่า ก็จะมี เวลา 15 วินาทีน้นั มลี กั ษณะของการขยายตัวที่แคบกว่าที่เวลา ลั ก ษ ณ ะ ก า ร ก ร ะ จ า ย ตั ว ข อ ง อุ ณ ห ภู มิ ที่ ม า ก ก ว่ า 30 วินาทีอย่างเห็นได้ชัดเจน โดยเทียบที่พิสัยที่เท่ากัน Temperature (◦C) 100 90 การทดลอง 80 Bioheat model 60 70 Porous model 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 Time (s) รูปที่ 10 กราฟเปรียบเทยี บผลการทดลองกับผลของแบบจาลองที่ 40 วัตต์ ทจ่ี ุด P1

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 10 Temperature (◦C)100 การทดลอง 80 Bioheat model 60 Porous model 40 20 0 0 10 20 Tim3e0 (s) 40 50 60 รูปท่ี 11 กราฟเปรียบเทยี บผลการทดลองกบั ผลของแบบจาลองท่ี 40 วัตต์ ทจ่ี ุด P2 จากรูปท่ี 10 และ 11 เป็นการเปรียบเทียบแต่ละ หลังจากน้นั ผลของการทดลอง จะเรมิ่ มกี ารเปลี่ยนแปลงสถานะ แบบจาลองท่ีกาลัง 40 วัตต์ และ ระยะห่างจากช่องออกคลื่น ของของเหลวที่มีอยู่ภายในเน้ือเย่ือ เน่ืองจากมีอุณหภูมิท่ีสูงข้ึน 4.5 และ 9.5 มิลลิเมตร แสดงให้เห็นว่าท่ีระยะ 9.5 มิลลิเมตร จนถึง 100 องศาเซลเซียส จะสงั เกตเหน็ ได้ว่า ในช่วงเวลาท่ี 20 นั้น ท้ังผลการทดลองและแบบจาลองมีอุณหภูมิท่ีใกล้เคียงกัน ถึง 35 วินาทีน้ัน จะมีอุณหภูมิที่เพ่ิมสูงข้ึนอย่างรวดเร็ว มาก กราฟนั้นแทบจะเป็นเส้นเดียวกันเลยจึงทาให้วิเคราะห์ได้ เนื่องจากเป็นเหตุเพราะว่า เม่ือให้ความร้อนต่อของเหลว ยากมาก ซ่ึงท่ีระยะห่างจากช่องออกคลื่น 4.5 มิลลิเมตร มี ต่อเนื่องเป็นเวลาช่วงหนึ่งจะมีช่วงเวลาท่ีของเหลวนั้นเพิ่ม แนวโน้มของกราฟใกล้เคียงกับที่กาลังวัตต์ 20 วัตต์ เน่ืองจากท่ี อุณหภูมิอย่างรวดเรว็ การท่ีของเหลวยังมีการดูดพลังงานเข้าไป ระยะหา่ ง ๆ จากชอ่ งออกคลื่นออกไปน้ัน จะได้รับผลจากความ น้ัน ก็เพื่อจะไปสลายแรงยึดเหนี่ยวของของเหลวเพ่ือให้ รอ้ นท่ีไดจ้ ากคลน่ื ไมโครเวฟคอ่ นขา้ งนอ้ ย แตใ่ นอีกมมุ หน่งึ น้นั ที่ กลายเป็นไอ หลังจากนั้นกราฟระหว่างแบบจาลองกับการ ระยะห่าง 4.5 มิลลเิ มตร มอี ณุ หภมู ิของแบบจาลองทั้งสองแบบ ทดลองก็เร่ิมไม่ใกล้เคียงกัน เนื่องจากในแบบจาลองน้ัน ไม่ได้ ท่ีมีแนวโน้มใกล้เคียงกับการทดลองในช่วง 20 วินาที แต่ วิ เ ค ร า ะ ห์ ไ ป ถึ ง ก า ร เ ป ล่ี ย น แ ป ล ง ส ถ า น ะ ข อ ง ข อ ง เ ห ล ว การเปรียบเทยี บแบบจาลองกบั การทดลองของนักวิจยั ที่ผ่านมาTemperature (0C) ในงานวิจยั ทผ่ี ่านมา [9] ไดท้ าการทดลองการรักษามะเร็งตับโดยความร้อนจากคลื่นไมโครเวฟผ่านทางท่อนาคล่ืน โดยจากการ ทดลองใชก้ าลังวตั ต์ 10 วตั ต์ ใชเ้ วลา 150 วนิ าที และวดั อณุ หภมู ิทรี่ ะยะห่างจากทางออกคลื่นที่ 4.5 และ 9.5 มิลลเิ มตร 300 Experimental-Yang et al.[2007]-4.5 mm 250 Experimental-Yang et al.[2007]-9.5 mm Bioheat model- 4.5 mm 200 Bioheat model- 9.5 mm 150 100 50 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Time (s) รูปท่ี 12 กราฟเทียบผลการทดลองระหว่าง Yang [9] กับแบบจาลองไบโอฮีทท่ีกาลังวัตต์ 10 วัตต์ เวลา 150 วินาที ท่ีจุด P1(4.5mm, 16mm) และ P2(9.5mm,16mm)

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 11 จากการเปรยี บเทียบผลของแบบจาลองและการทดลองจาก ของการเปลี่ยนสถานะไปในสมการการถ่ายเทความร้อน รูปท่ี 12 จะเห็นได้ว่า ท่ีระยะ 4.5 มิลลิเมตร กราฟของ เพ่ือที่จะให้แบบจาลองทานายพฤติกรรมได้ใกล้เคียงกับการ แบบจาลองและการทดลองมีแนวโน้มไปในทิศทางเดียวกันใน ทดลองมากยิ่งขึ้น และงานวิจัยที่จะทาเพิ่มในอนาคตคือส่วน ช่วงเวลา 30 วินาทีแรก จึงสังเกตได้ว่าในแบจาลองไบโอฮี ของผนังทอ่ นาคล่ืนทส่ี ัมผสั กับเนอื้ เย่ือยังมคี วามร้อนท่ีไปทาลาย ทน้ันสามารถพฤติกรรมของอุณหภูมิของเนื้อเย่ือตับน้ีได้ เนื้อเย่ือดี ซ่ึงเป็นผลเสียต่อผู้ป่วยท่ีอาจจะเกิดผลข้างเคียง ค่อนข้างแม่ยาในช่วง 30 วินาที แต่ก็ข้ึนอยู่กับอีกหน่ึงปัจจัยก็ ตามมาภายหลัง จึงเป็นส่ิงที่ควรจะปรับปรุงแก้ไขให้สมบูรณ์ คือ ตาแหน่งที่ทาการวัดอณุ หภูมิ จะสงั เกตเห็นได้ว่าที่ระยะห่าง มากยง่ิ ขึน้ 9.5 มิลลิเมตร จะสามารถทานายพฤติกรรมของอุณหภูมิได้ แม่นยาจนถึงเวลาท่ี 60 วินาที เน่ืองมีระยะท่ีห่างจาก กติ ตกิ รรมประกาศ แหล่งกาเนิดคลืน่ ความร้อนจึงทาให้ได้รับความร้อนไม่มาก เม่ือ ถึงอุณหภูมิที่ 100 องศาเซลเซียสกราฟของการทดลองที่ระยะ ขอขอบคณุ แหล่งทนุ สนบั สนุนการวจิ ยั จากงบประมาณ 4.5 มลิ ลิเมตรจะมีอุณหภมู ทิ ่คี อ่ นข้างคงท่ี เนอื่ งจากในวัสดุพรุน แผ่นดนิ ประจาปี 2557 และมหาวทิ ยาลยั ธรรมศาสตร์ น้ันมีของเหลวและของเหลวนั้นกาลังอยู่ในช่วงเปล่ียนสถานะ กลายเป็นก๊าซจึงทาให้มีแนวโน้มของกราฟท่ีแตกต่างกัน แต่ใน เอกสารอ้างอิง สมการของแบบจาลองนั้นไม่ได้วิเคราะห์ผลของการเปลี่ยน สถานะ จึงทาให้มอี ณุ หภูมทิ ี่เพิ่มสูงข้ึนเรอ่ื ย ๆ ตามเวลา โดยจะ [1] G. Torzilli, A. Palmisano and F. Procopio, “A new ไม่มีช่วงเวลาท่ีอุณหภูมิคงท่ี ในทานองเดียวกันกับที่ระยะ 9.5 systematic small for size resection for liver tumors มิลลเิ มตร ก็มแี นวโนม้ ทใี่ กลเ้ คยี งกันกบั ระยะ 4.5 มิลลเิ มตร แต่ invading the middle hepatic vein at its caval กราฟของผลการทดลองจะเข้าสู่ช่วงการเปลี่ยนแปลงสถานะช้า confluence: Mini mesohepatectomy,” Annals of กว่า เนื่องจากที่ระยะ 9.5 มิลลิเมตร อยู่ห่างจากแหล่งความ surgery, vol. 251, no. 1, 2010, pp. 33-36. ร้อน น่ันก็คืออยู่ห่างจากช่องออกคลื่นมากกว่า จึงทาให้ได้รับ ความร้อนท่นี ้อยกวา่ ทาให้มีการเปล่ียนแปลงสถานะช้ากวา่ [2] S. Benoist, and B. Nordlinger, “The role of preperlative chemotherapy in patients with สรปุ resectable colorectal liver metastases,” Annals of Surgical Oncology, vol. 16, no. 9, 2009, pp. 2385- ในงานบทความนี้แสดงการเปรียบเทียบระหว่างแบบจาลอง 2390. ที่แตกต่างกัน ซ่ึงแต่ละแบบจาลองนั้นก็จะมีผลของอุณหภูมิท่ี แตกต่างกับผลการทดลองจริง โดยแบบจาลองที่เป็นวัสดุพรุน [3] J. P. Ritz, K. S. Lehmann and U. Zurbuchen, นั้น จะค่อนข้างมีความแม่นยาในการทานายลักษณะแนวโน้ม “Improving laser-induced thermotherapy of liver มากกว่าแบบจาลองที่เป็นไบโอฮีท ผลท่ีได้จากบทความน้ี metastases – Effects of arterial microembolization สามารถนาไปช่วยวิเคราะห์ในทางการแพทย์ในการรักษามะเร็ง and complete blood flow occlusion,” European ตับได้โดยแสดงให้เห็นว่าวิธีการใช้คล่ืนไมโครเวฟในการรักษา Journal of Surgical Oncology, vol. 33, no. 5, 2007, pp. มะเร็งตับนั้นเป็นวิธีที่ค่อนข้างมีผลการทดลองใกล้เคียงกับการ 608-615. ปฏบิ ตั จิ ริง และยังสามารถทานายพฤตกิ รรมของการกระจายตัว ของอุณหภูมิภายในเนือ้ เยอ่ื ตบั เพื่อลดผลข้างเคียงหลังจากการ [4] R. Lencioni, L. Crocetti and M. D. Pina, รักษาของผู้ป่วย สามารถนาผลที่ได้ไปทานายลักษณะการ “Percutaneous image-guided radiofrequency ablation กระจายตัวของความร้อนที่ปล่อยออกให้มีปริมาณที่เหมาะสม of liver tumors, Abdominal Imaging, vol. 34, no. 5, ต่อการรักษาได้ดีย่ิงข้ึน แต่อย่างไรก็ตามแบบจาลองท้ังสอง 2009, pp. 547-556. อย่างนัน้ กย็ ังมขี ้อบกพร่องในเร่ืองของการเปลี่ยนแปลงสถานะ เม่ือมีอุณหภูมิท่ีสูงขึ้นจนใกล้เคียง 100 องศาเซลเซียส [5] P. Zhou, P. Liang and X. Yu, “Percutaneous แบบจาลองท้ังสองแบบน้นั กจ็ ะไม่สามารถทานายพฤตกิ รรมของ microwave ablation of liver cancer adjacent to the อุณหภูมิได้ใกล้เคียง ซ่ึงภายในอนาคตอาจจะมีการศึกษาใน gastrointestinal tract,” Journal of Gastrointestinal เร่ืองของการเปลี่ยนแปลงสถานะของของเหลวโดยเพิ่มเทอม Surgery, vol. 13, no. 2, 2009, pp. 318-324. [6] P. Keangin, P. Rattanadecho and T. Wessapan, “An analysis of heat transfer in liver tissue during microwave ablation using single and double slot

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 12 antenna,” International communication in heat and mass transfer, vol.38, 2011, pp.757-766. [7] P.Keangin and P.Rattanadecho, “Analysis of heat transport on local thermal non-equilibrium in porous liver during microwave ablation,” International journal of heat and mass transfer, vol.67, 2013, PP.46-60. [8] P. Rattanadecho and P. Keangin, “Numerical study of heat transfer and blood flow in two-layered porous liver tissue during microwave ablation process using single and double slot antenna,” International journal of heat and mass transfer, 2013 ,pp. 457-470. [9] D.Yang and Member, “Expanding the bioheat eqation to include tissue internal water evaporation during heating,” IEEE transactions on biomedical engineering, Vol.54, No.8, August, 2007. [10] P.Keangin, T,Wessapan and P.Rattanadecho, “Analysis of heat transfer in deformed liver cancer modeling treated using a microwave coaxial antenna,” Applied thermal engineering, 2011, pp.3243-3254. [11] A. Nakayama, F. Kuwahara and A general “bioheat transfer model based on the theory of porous media,” International Journal of Heat and Mass Transfer, 2008, pp. 3190–3199. [12] T. Wessapan , S. Srisawatdhisukul and P. Rattanadecho, “The effects of dielectric shield on specific absorption rate and heat transfer in the human body exposed to leakage microwave energy,” Int. Commun. Heat Mass Transfer, 2001, pp. 255-262. [13] W. Klinbun, P. Rattanadecho and W. Pakdee, “Microwave heating of saturated packed bed using a rectangular waveguide (TE10 mode): influence of particle size, sample dimension, frequency, and placement inside the guide,” Int. J. Heat Mass Transfer, 2011, pp.1763-1774.

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 13 การหุ้มอนุภาคนาโนแมเ่ หลก็ ด้วยพอลิเมทลิ เมทาครเิ ลต โดยใช้การระเหย ตวั ทาละลายแบบง่ายในระบบอมิ ลั ชัน Encapsulation of Magnetic Nanoparticles with Polymethyl methacrylate using a Simple Emulsion Solvent Evaporation สาวติ รี เสอื เอ็ง1 ศริ ิวรรณ ทา้ วจตั ุรสั 1 นพวรรณ เหมอื นบาง1 วรายุทธ สะโจมแสง2 ปรียาภรณ์ ไชยสตั ย1์ และ อมร ไชยสตั ย1์ * 1ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยรี าชมงคลธัญบุรี อ.ธัญบรุ ี จ. ปทมุ ธานี 12110 2ศนู ยน์ าโนเทคโนโลยีแห่งชาติ สานักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ ถ. พหลโยธนิ ต.คลองหนึ่ง อาเภอคลองหลวง จ.ปทุมธานี 12120 *E-mail: [email protected] บทคดั ยอ่ potential was approximately +36.60 mV due to the coating of chitosan. ในงานวิจัยน้ีได้ใช้เทคนิคการระเหยตัวทาละลายแบบง่ายใน ระบบอิมัลชันในการเตรียมพอลิเมอร์แคปซูลหุ้มอนุภาคนาโน Keywords: Encapsulation, Magnetic Particle, Simple แม่เหล็ก โดยใช้พอลิเมทิล-เมทาคริเลต และอนุภาคเหล็ก (III) Emulsion Solvent Evaporation ออกไซด์ เป็นเปลือกพอลิเมอร์และอนุภาคนาโนแม่เหล็ก ตามลาดับ จากนั้นเคลือบแคปซูลที่เตรยี มไดด้ ้วยไคโตซานโดยใช้ บทนา กลูตารอลดีไฮด์เป็นสารเช่ือมร่างแหในการเช่ือมสายโซ่ของไคโต ซาน เพ่ือทาให้ที่ผิวของแคปซูลมีหมู่อะมิโนที่สามารถนาไป ในปัจจบุ ันวสั ดุแมเ่ หล็กถอื วา่ เปน็ วสั ดุที่มีความสาคัญชนิดหนึ่ง ประยุกต์ใช้ในงานด้านตัวตรวจวัดชีวภาพและการแยกโปรตีน เน่ืองจากมพี ลังแม่เหล็ก (magnetism) สูงจึงสามารถประยุกต์ใช้ เป็นต้น พบว่าแคปซูลที่เตรียมได้ มีลักษณะเป็นทรงกลม มี งานได้หลากหลาย อยา่ งไรก็ตาม การใช้งานวัสดุแม่เหล็กโดยตรง ขนาดประมาณ 2 ไมโครเมตรและมีค่าประจุบนผิวของแคปซูล ยังมีข้อด้อยเนื่องจากมีความเสถียรต่า และอนุภาคแม่เหล็กจะ ประมาณ +36.60 มิลลิโวลต์ เนื่องจากการเคลือบผิวด้วยไคโต เกาะรวมตัวกันได้ง่าย ดังนั้น จึงจาเป็นต้องมีการห่อหุ้มอนุภาค ซาน แม่เหล็กหรือผสมกับพอลิเมอร์ ซ่ึงจะทาให้ใช้งานได้อย่างมี ประสิทธิภาพมากข้ึน [1] เน่ืองจากการมีอานาจแม่เหล็กสูงของ คำสำคัญ : การหุ้ม อนุภาคนาโนแม่เหล็ก การระเหยตัวทา วัสดุแม่เหล็ก ถงึ แม้จะถูกหุม้ อยภู่ ายในแคปซูลก็สามารถดึงดูดกับ ละลายแบบงา่ ยในระบบอิมลั ชัน สนามแม่เหล็กด้านนอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ [2] จึงนิยม นาไปใช้ในงานด้านนาส่งยา [3] การแยกและทาบริสุทธิ์ของ Abstract โปรตีนหรอื ดีเอ็นเอ [4] และไบโอเซนเซอร์ [5] เปน็ ต้น In this research, a simple emulsion solvent การเตรียมพอลิเมอร์แคปซูลทห่ี ุ้มวสั ดแุ มเ่ หลก็ มอี ยู่ดว้ ยกนั หลาย evaporation technique was used to prepare the วิธี เช่น การเคลือบ (coating method) การสังเคราะห์ด้วย polymer capsule containing magnetic nanoparticles. มอนอเมอร์ (monomer polymerization) และการสะสมที่ผิว The polymethyl methacrylate and iron (III) oxide ของอนุภาคแม่เหล็ก (interface deposition) สาหรับเทคนิค (Fe2O3) were used as polymer shell and magnetic การเคลือบ อนุภาคแมเ่ หล็กจะกระจายอยู่ในสารละลายของพอลิ nanoparticles, respectively. The obtained capsules เมอร์ โดยพอลิเมอร์จะสามารถเกาะที่ผิวของอนุภาคแม่เหล็กด้วย were thus coated with chitosan using glutaraldehyde แรงวันเดอวาวล์ (van der waals forces) และพันธะไฮโดรเจน as a crosslinker to connect chitosan chains presenting (hydrogen bonding) เช่น การเตรียมแคปซูลที่หุ้มอนุภาค amino group on capsule surface. They would be แม่เหล็กด้วยไคโตซาน (100-250 ไมโครเมตร)[6] พอลิไวนิล applied in biosensor, protein separation and so on. It แอลกอฮอล์ (1-10 ไมโครเมตร)[7] พอลิเมทิลเมทาคริเลต (300 was found that the prepared capsules were spherical ไมโครเมตร)[8] และ พอลิอิเลคโทรไลท์ [9] อย่างไรก็ตาม การเตรียมดว้ ยวิธีนี้ถึงแม้ว่าจะสะดวกและง่ายแต่ก็ยังมีข้อด้อยอยู่ with the average diameter about 2 m. The zeta

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 14 หลายประการ เช่น รูปร่างของแคปซูลไม่สมมาตร และมีการ หยดสารละลาย พอลิเมอร์ท่ีมีอนุภาคแม่เหล็กอยู่ภายใน จะ กระจายตัวของขนาดอนุภาคสูง กรณีของการเตรียมด้วยเทคนิค ทาการระเหยตัวทาละลายออก ซึ่งจะทาให้ได้อนุภาคพอลิเมอร์ การสะสมที่ผิวของอนภุ าคแมเ่ หลก็ อนุภาคพอลิเมอร์กับแม่เหล็ก แคปซูลที่หุ้มอนภุ าคแมเ่ หล็กอยภู่ ายใน ท่ีมีประจุบนผิวอนุภาคตรงข้ามกันจะเกาะกันด้วยแรงไฟฟ้าสถิต เช่น การเตรียมอนุภาคพอลิสไตรีน-โคบอลต์เหล็กออกไวด์ (PS– ในงานวิจัยนี้มีเป้าหมายในการเตรียมพอลิเมอร์แคปซูลที่หุ้ม CoFe2O4) [10] และการเตรียมอนุภาคพอลิอิเล็คโทรไลท์ที่มี อนุภาคแม่เหล็กเพื่อใช้สาหรับเป็นตัวตรวจวัด เช่นวิเคราะห์หา ช่องว่างท่ีแกน [11] ท่ีให้การกระจายตัวของอนุภาคที่แคบ แต่ สารบ่งช้ีมะเร็ง โดยพอลิเมอร์แคปซูลท่ีเตรียมได้จะต้องมีหมู่อะมิ เทคนิคน้ีค่อนข้างยุ่งยากและมีค่าใช้จ่ายสูง ไม่เหมาะนาไป โนหุม้ อยู่ท่ีผวิ เพือ่ ทาหนา้ ท่ตี รงึ แอนติเจน ไว้รอบๆอนุภาคแคปซูล ประยกุ ต์ในระดบั อุตสาหกรรม ในขณะทกี่ ารสังเคราะห์ด้วยมอนอ ผ่านสารเชื่อมไขว้ของสารกลูตารอลดีไฮด์ (glutaraldehyde) ที่ เมอร์ในระบบกระจายเป็นอีกวิธีหน่ึงที่ได้รับความสนใจเนื่องจาก จับยึดหมู่อะมิโนของท้ังแคปซูลและแอนติเจน [16] ดังนั้น จะ ได้ขนาดอนุภาคแคปซูลเล็กจนถึงระดับนาโนเมตรซ่ึงจะทาให้มี ทาการศึกษาการเตรียมพอลิเมทิลเมทาคริเลตหุ้มอนุภาคนาโน พ้ืนท่ีผิวสูงมาก โดยเทคนิคการสังเคราะห์แคปซูลมีอยู่หลาย แม่เหล็ก แล้วปรับแต่งเปลือกของแคปซูลท่ีเตรียมได้ด้วยการ เ ท ค นิ ค ด้ ว ย กั น เ ช่ น แ บ บ แ ข ว น ล อ ย (suspension เคลือบด้วยไคโตซานในขั้นตอนสุดท้าย โดยจะทาการศึกษาผล polymerization) [12] แบบอิมัลชัน (emulsion ของปริมาณของกรดโอเลอิก และปรมิ าณของตัวทาละลายโทลอู ีน polymerization)[13] แบบดิสเพอสชัน (dispersion ต่อประสทิ ธิภาพการเกิดเปน็ แคปซลู และเวลาในการเตรียม polymerization)[1] และแบบมินิอิมัลชัน (miniemulsion polymerization)[2] เทคนิคท่ีให้ประสิทธิภาพในการหุ้มอนุภาค วัสดอุ ุปกรณแ์ ละวิธดี าเนินการวจิ ยั แม่เหล็กสูง คือ การสังเคราะห์แบบแขวนลอยและแบบมินิ สารเคมี อิมัลชัน เน่ืองจากพอลิเมอไรเซชันเกิดขึ้นในหยดของมอนอเมอร์ ซ่ึงตา่ งจากการสังเคราะห์แบบอิมัลชันและแบบดิสเพอสชันท่ีการ เมทลิ เมทาครเิ ลต (methyl methacrylate; MMA, Aldrich, เกิดพอลิเมอร์เริ่มต้นจะเกิดในวัฏภาคต่อเน่ือง (continuous Wisconsin, USA; purity, 99%) ทาให้บริสุทธ์ิโดยการผ่าน phase) ในกรณีของการสังเคราะห์แบบแขวนลอยและแบบมินิ คอลัมน์ท่ีใช้อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นวัฏภาคคงที่ เหล็ก (III) อิมัลชันอนุภาคแม่เหล็กต้องกระจายตัวในมอนอเมอร์อย่าง ออกไซด์ (iron (III) oxide; Fe2O3;< 50 nm, Aldrich, สมบูรณ์ก่อนการสังเคราะห์ เพื่อลดการเกาะรวมตัวกันของ Wisconsin, USA; purity, 98%) ใช้เป็นวัสดุแม่เหล็ก อนุภาคแม่เหล็กในวัฏภาคกระจาย (dispersed phase) ผิวของ โพแทสเซียมเปอร์ซัลเฟต (potassium persulfate; KPS, อนุภาคแม่เหล็กจาเป็นต้องเคลือบด้วยสารลดแรงตึงผิว โดยจาก Unilab; purity, 97 %) ทาให้บรสิ ทุ ธ์ิโดยการตกตะกอน และพอ งานวิจยั ตา่ งๆกอ่ นหน้าน้พี บวา่ กรดโอเลอิก (oleic acid) เป็นสาร ลิ อ อ ก ซี เ อ ทิ ล ลี น (20) ซ อ ร์ บิ แ ท น ม อ น อ โ อ ลิ เ อ ท ลดแรงตึงผิวที่ดีท่ีสุดในการเคลือบลงบนผิวอนุภาคแม่เหล็ก[14] (polyoxyethylene (20) sorbitan monooleate; Tween 80; ไม่มีการเกาะรวมตัวกันของอนุภาคแม่เหล็ก ทาให้มีการนาวิธี Aldrich, Wisconsin, USA) ใช้เป็นตัวเริ่มปฏิกิริยาและใช้เป็น ดังกล่าวไปประยุกต์ใช้ในการเตรียมแคปซูลหุ้มอนุภาคแม่เหล็ก สารลดแรงตึงผิวในการเตรียมอนุภาคพอลิเมอทิลเมทา-คริเลต [15] อย่างไรก็ตาม วิธีการสังเคราะห์ท้ังสองวิธีดังกล่าวข้างต้น ตามลาดับ โทลูอีน (toluene ; Aldrich, Wisconsin, USA) กรด ตอ้ งใชเ้ วลานาน และมปี ระสทิ ธิภาพในการเตรียมแคปซลู ค่อนขา้ ง อะซิติก (acetic acid; Aldrich, Wisconsin, USA) ไคโตซาน ต่า โดยเฉพาะในกรณีท่ีเปลือกแคปซูลเป็นพอลิเมอร์ท่ีมีข้ัวสูง (chitosan; low molecular weight, Aldrich, Wisconsin, เน่ืองจากมีการเกิดอนุภาคพอลิเมอร์อิสระในวัฏภาคต่อเนื่อง USA) กลูตารอลดีไฮด์ (glutaraldehyde; 25% in water, แข่งขันกับการเกิดแคปซูลในหยดของมอนอเมอร์ เพ่ือลดปัญหา Aldrich, Wisconsin, USA) และ กรดโอเลอิก (oleic acid; การเกิดอนุภาคพอลิเมอร์อิสระและลดเวลาในเตรียมแคปซูลให้ Technical grade 90%, Aldrich, Wisconsin, USA) และน้า สน้ั ลง การใช้เทคนคิ การการระเหยตวั ทาละลายแบบง่ายในระบบ กล่ันบริสทุ ธิ์ 18 เมกะโอหม์ กลัน่ กอ่ นใช้ อมิ ัลชันจงึ เป็นวธิ ที นี่ ่าสนใจในการนามาเตรียมแคปซูลหุ้มอนุภาค โดยนาพอลิเมอร์มาละลายในตัวทาละลายที่เหมาะสมก่อนผสม วิธกี ารทดลอง กบั อนภุ าคแมเ่ หลก็ ท่ีเคลือบด้วยกรดโอเลอิก หลังจากการเตรียม การสังเคราะห์พอลิเมทิลเมทาคริเลต (PMMA) โดย กระบวนการสังเคราะหพ์ อลิเมอร์แบบอิมัลชัน อัตราส่วนในการสังเคราะห์เป็นไปตามงานวิจัยก่อนหน้าน้ี

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 15 [17-19] โดยสรุปคร่าวๆดังนี้ ชั่งเมทิล เมทาคริเลต (60 กรัม) โนของเหล็ก (III) ออกไซด์ แผนภาพขั้นตอนการเตรียมแสดงดัง ทวีน 80 (2.00 กรมั ) โพแทสเซียม เปอร์ซลั เฟต (240 มิลลิกรัม) รปู ที่ 1 โดยไดท้ าการศกึ ษาผลของกรดโอเลอกิ อัตราส่วนระหว่าง และน้ากลั่น (240) จากน้ันใส่ทวีน 80 ที่ละลายในน้า 220 กรัม พอลิเมทิลเมทาคริเลตกับเหล็ก (III) ออกไซด์ และผลของโทลูอี และเมทิล เมทาคริเลตลงในชุดสังเคราะห์แล้วทาให้อยู่ในระบบ นต่อประสิทธิภาพการกักเก็บอนุภาคเหล็ก (III) ออกไซด์ ซึ่ง สุญญากาศโดยการใช้ปั๊มดูดสลับกับการเป่าแก๊สไนโตรเจน อตั ราส่วนในการทดลองต่างๆแสดงดังตารางที่ 1 ประมาณ 5 รอบ และสุดท้ายให้ระบบอยู่ในสุญญากาศ เร่ิม สังเคราะห์โดยเติมโพแทสเซียมเปอร์ซัลเฟต ที่ละลายในน้า 20 ตารางที่ 1 ส่วนผสมของสารเคมีที่ใช้ในการเตรียมอนุภาค กรัม ลงไป ใช้เวลาในการสังเคราะห์ 24 ชั่วโมง ภายใต้อุณหภูมิ แคปซูลที่หุ้มอนุภาคนาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ ด้วยการระเหย คงท่ี 70 องศาเซลเซียส และอัตราเรว็ ในการปน่ั 200 รอบต่อนาที ตวั ทาละลายแบบงา่ ยในระบบอิมลั ชัน นาอนุภาคพอลิเมทิลเมทาคริเลตที่สังเคราะห์ได้ไปอบท่ีอุณหภูมิ การ PMMA Fe2O3 Oleic Toluene H2O* 70 องศาเซลเซียส เปน็ เวลา 6 ชั่วโมง ทดลอง (g) (g) acid (g) (pH PMMA + Toluene (g) 12) (Oil phase) (g) 500 rpm toluene 1 0.45 0.05 2.50 45.00 90.00 evaporation 2 0.45 0.05 1.25 45.00 90.00 3 0.45 0.05 0.63 45.00 90.00 mild stirring 4 0.45 0.05 0.63 30.00 90.00 5 0.45 0.05 0.63 15.00 90.00 Fe2o3 PMMA solution PMMA/Fe2o3 *H2O (pH 12) ปรบั ด้วย 2 M NaOH Oleic acid droplet particle PPMMMMAA: Polymethylmethacrylate Toluene PMMA+ Toluene รูปที่ 1 แผนภาพข้ันตอนการเตรียมพอลิเมทิลเมทาคริเลต Tween 80 Chitosan แคปซูลหุ้มอนุภาคนาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ โดยใช้การระเหย () ( NH2 ) ตวั ทาละลายแบบงา่ ยในระบบอมิ ลั ชนั เตรยี มพอลิเมทลิ เมทาครเิ ลตแคปซลู หุม้ อนุภาคนาโนเหล็ก (III) Glutaraldehyde ออกไซด์ (Fe2O3) โดยใช้การระเหยตัวทาละลายแบบง่ายใน () ระบบอิมัลชนั PMMA/Fe2o3 PMMA/Fe2o3 นาอนภุ าคพอลเิ มทลิ เมทาคริเลตทเ่ี ตรยี มไดจ้ ากขน้ั ตอนแรกมา particle particle coated by ละลายในโทลูอีน ในขณะท่ีอนุภาคนาโนของเหล็ก (III) ออกไซด์ จะนาไปกระจายตัวอยู่ในกรดโอเลอิกก่อน หลังจากน้ัน ผสมท้ัง chitosan สองส่วนเข้าด้วยกันแล้วป่ัน ด้วยอัตราเร็ว 500 รอบต่อนาที ประมาณ 5 นาที จะได้ชัน้ นา้ มนั หรือวฏั ภาคกระจาย (dispersed รูปท่ี 2 แผนภาพการเคลือบผิวของแคปซูลท่ีหุ้มอนุภาคนาโน phase) แล้วค่อยๆ หยดชน้ั น้าหรือวัฏภาคตอ่ เนื่อง (continuous phase) ที่มี pH12 ลงไป พร้อมปั่นด้วยอัตราเร็ว 800 รอบต่อ เหลก็ (III) ออกไซด์ ดว้ ยไคโตซาน นาที จะไดห้ ยดน้ามนั ที่มีอนุภาคนาโนของเหล็ก (III) ออกไซด์ อยู่ ภายในกระจายตัวอย่ใู นชน้ั นา้ เมอ่ื ทาการระเหยโทลูอีนออก พอลิ การปรับปรุงผิวของแคปซูลที่หุ้มอนุภาคนาโนของเหล็ก (III) เมทิล-เมทาคริเลตจะแยกวัฏภาคกับอนุภาคนาโนของเหล็ก (III) ออกไซด์ ใหม้ ีหมูอ่ ะมโิ นโดยการเคลอื บดว้ ยไคโตซาน ออกไซด์ ทาให้ได้ พอลิเมทิลเมทาคริเลตแคปซูลที่หุ้มอนุภาคนา นาพอลิเมทิลเมทาคริเลตแคปซูลท่ีแห้งใส่ลงไปกระจายตัวใน สารละลายทวีน 80 (2-6 %w/w) แล้วปรับให้มี pH เท่ากับ 7 ด้วย 2 M โซเดียมไฮ- ดรอกไซด์ จากนั้น นาไปปั่นเหว่ียงท่ี อัตราเร็ว 8,000 รอบต่อนาที เป็นเวลา 5 นาที ดูดสารละลาย ส่ ว น บ น อ อ ก แ ล้ ว อ บ ใ ห้ แ ค ป ซู ล แ ห้ ง ใ น ตู้ อ บ สุ ญ ญ า ก า ศ ท่ี อุณหภูมิห้อง นาเฉพาะพอลิเมทิลเมทาคริเลตแคปซูลที่หุ้มด้วย

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 16 ทวนี 80 ที่แห้งแล้วใสล่ งไปกระจายตัวในสารละลายไคโตซาน เนื่องจากอนุภาคพอลิ- เมอร์กระจายตัวอยู่ในน้าในลักษณะสาร ใน 1% กรดอะซิติก แล้วนาไปป่ันเหวี่ยงท่ีอัตราเร็ว 8,000 รอบ ตอ่ นาที เป็นเวลา 15 นาที เพื่อกาจัดไคโตซานส่วนเกินออก โดย แขวนลอยที่เสถียรเป็นอิมัลชัน และเม่ือระเหยน้าออกจะมี ดดู สารละลายสว่ นบนออก นาเฉพาะแคปซูลท่หี ุ้มดว้ ยไคโตซานใส่ ลงไปกระจายตัวในสารละลาย 1% กรดอะซิติกอีกครั้งและหยดก ลักษณะเป็นเม็ดๆสีขาวดังรูปท่ี 3 จากนั้นนาไปทดสอบสมบัติ ลูตารอลดีไฮด์ลงไป 2-3 หยด เพ่ือให้เกิดโครงร่างแหระหว่างสาย โซ่ของไคโตซาน ขนั้ ตอนการเตรยี มแสดงดงั รูปท่ี 2 พื้นฐานของพอลิเมทิลเมทาคริเลตท่ีเตรียมได้ พบว่า มี เปอร์เซ็นต์การเปล่ียนเป็นพอลิเมอร์เท่ากับ 98.99% เม่ือ วเิ คราะหห์ าน้าหนกั โมเลกุลเฉลย่ี ดว้ ยเทคนคิ เจลเพอมเิ อชันโครมา โทกราฟ พบว่า มีน้าหนักโมเลกุลเฉลี่ยโดยจานวน (Mn) เท่ากับ 219,000 และน้าหนักโมเลกุลโดยเฉลี่ยโดยน้าหนัก (Mw) เท่ากับ 455,000 กรัมต่อโมล และมีอุณหภูมิ การเปล่ียนสถานะคล้าย การหาลักษณะเฉพาะของอนุภาคแคปซูลที่หุ้มอนุภาคนาโน แก้ว (glass transition temperature; Tg) ท่ี 107 องศา เหลก็ (III) ออกไซด์ เซลเซียส ซึ่งใกล้เคียงกับค่า Tg ของพอลิเมทิลเมทาคริเลต ทาการตรวจลักษณะรูปร่างของพอลิเมอร์แคปซูลที่เตรียมได้ โดยทั่วไป โด ยกา รศึ กษา รูป ร่ างภ าย ในด้ วย กล้องจุล ทรร ศน์ แ บบ ใช้แ ส ง (optical microscope; OM, SK-100EB & SK-100 ET, Seek Inter Co. Ltd., Thailand) และกลอ้ งจลุ ทรรศน์อิเล็กตรอนแบบ ส่องผ่าน (Transmission electron microscopy; TEM; JEM- 1230, JEOL, JEOL Ltd., Japan) ลักษณะพื้นผิวของพอลิเมอร์ แคปซูลด้วยกลอ้ งจลุ ทรรศนอ์ ิเลก็ ตรอนแบบส่องกราด (scanning electron microscope; SEM, JSM-6510, JEOL, JEOL Ltd., Japan) วัดขนาดของพอลิเมอร์แคปซูลและความเป็นประจุที่ผิว ด้วยเทคนิคการกระเจิงแสง ท่ีมุม 165 ที่อุณหภูมิห้อง และ รูปที่ 3 อนุภาคพอลิเมทิลเมทาคริเลตหลังจากทาให้แห้งที่ เตรียมดว้ ยกระบวนการสังเคราะหแ์ บบอมิ ลั ชนั Zeta potential ตามลาดับ (Delsa Nano-C, Beckman การเตรียมพอลเิ มทิลเมทาคริเลตแคปซูลห้มุ อนุภาคนาโนเหล็ก (III) Coulter, USA) คานวณเปอรเ์ ซน็ ต์การเปลยี่ นมอนอเมอร์เป็นพอ ออกไซด์ โดยใชก้ ารระเหยตวั ทาละลายแบบงา่ ยในระบบอมิ ลั ชนั ลิเมอร์ (% monomer conversion) โดยใช้การวิเคราะห์โดย ในงานวิจัยก่อนหน้านี้ประสบความสาเร็จในการเตรียมพอลิ เมทิล เมทาคริเลตแคปซูลที่หุ้มอนุภาคนาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ น้าหนัก (gravimetry) หาน้าหนักโมเลกุลเฉลี่ยโดยจานวนและ โดยการสังเคราะห์ พอลเิ มอร์แบบแขวนลอย [20] อย่างไรก็ตาม พบว่าจะเกิดอนุภาคพอลิเมทิล เมทาคริเลตอิสระในวัฏภาค น้าหนักโมเลกุลเฉลี่ยโดยน้าหนัก (number- and weight- ต่อเนื่องแข่งขันกับการเกิดแคปซูลซ่ึงจะทาให้เปลือกแคปซูลที่ได้ ไมแ่ ขง็ แรง นอกจากนยี้ ังใชเ้ วลาคอ่ นข้างนานในการเตรียม ดังนั้น average molecular weights; Mn and Mw) ด้วยเทคนิคเจล ในงานวิจัยน้ีจะลดข้อด้อยท้ังสองโดยจะไม่ใช้การสังเคราะห์ แต่ จะใช้พอลิเมทิลเมทาคริเลตมาละลายในโทลูอีนซ่ึงเป็นตัวทา เ พ อ มิ เ อ ชั น โ ค ร ม า โ ท ก ร า ฟี (gel permeation ละลายท่ีระเหยได้ง่ายผสมกับอนุภาคเหล็ก (III) ออกไซด์ ที่ กระจายตัวอยู่ในสารละลายกรดโอเลอิกซ่ึงเป็นสารลดแรงตึงผิว chromatography; GPC; Water 2414, Water, USA) โดยใช้ แล้วหยดน้าท่ีมี pH 12 ลงไปเพ่ือทาให้กรดโอเลอิกแตกตัวได้ คอลัมน์พอลิ(สไตรีน-โค-ไดไวนิลเบนซีน) (Phenogel 5 x 104 สมบูรณ์ โดยกรดโอเลอิกบางส่วนที่แตกตัวจะเคล่ือนท่ีออกมา and 5 x 105 A° (pores), 7.8 nm (i.d) x 30 cm (length), เคลือบที่ผิวด้านนอกของหยดสารละลายพอลิเมทิลเมทาคริเลต เม่อื ปั่นดว้ ยอัตราเรว็ 800 รอบต่อนาที ทาให้เกิดแรงเฉือนได้เป็น Phenomenex, USA) ทีอ่ ตั ราการไหล 1 มิลลลิ ติ รต่อนาที โดยใช้ หยดสารละลายพอลิเมทิลเมทาคริเลตท่ีมีอนุภาคนาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ อยู่ภายในเมื่อทาการระเหยโทลูอีนออก พอลิเมทิลเม เททระไฮโดรฟแู รนเป็นสารตวั พา และหาการเกาะทผี่ วิ ของสายโซ่ ไคโตซานด้วยเทคนิคยูวี-วิสิเบิลสเปกโทรโฟโทเมทรี (UV-visible spectrophoto- metry; 1601, Perkin-Elmer, USA) ผลการวจิ ยั และวจิ ารณผ์ ลการวจิ ยั การเตรียมพอลิเมทิลเมทาคริเลตโดยกระบวนการสังเคราะห์พอลิ เมอรแ์ บบอิมลั ชัน ในการสงั เคราะห์พอลิเมทิลเมทาคริเลตโดยกระบวนการแบบ อิมัลชัน พบว่า พอลิเมอร์ที่ได้มีลักษณะขาวขุ่น คล้ายน้านม

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 17 ทาคริเลตจะแยกวัฏภาคกับอนุภาคนาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ ทา (III) ออกไซด์ เน่ืองจากได้แคปซูลขนาดเล็กระดับนาโนเมตรและ ให้ได้พอลิเมทิลเมทาคริเลตแคปซูลหุ้มอนุภาคนาโนเหล็ก (III) มอี นุภาคนาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ ถูกห้มุ ได้มาก ออกไซด์ โดยได้ศึกษาผลของกรดโอเลอิกต่อสัณฐานวิทยาของ แคปซูล โดยได้ปรับเปล่ียนปริมาณต้ังแต่ 0.63 ถึง 2.5 กรัม (ดัง (a) (b) (c) การทดลองที่ 1-3) พบว่าอิมัลชันทั้งสามมีลักษณะขาวข้นคล้าย น้านม และมีการตกตะกอนหรือการเกาะตัวกันของหยดน้อยมาก รูปท่ี 4 อิมัลชันของพอลิเมทิลเมทาคริเลตแคปซูลหุ้มอนุภาค ดังรูปท่ี 4 และเมื่อพิจารณาถึงสัณฐานวิทยาของหยดน้ามันและ นาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ ท่ีปริมาณต่างๆ ของกรดโอเลอิก แคปซูลที่เตรียมไดท้ สี่ ภาวะต่างๆด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง (กรัม); (a) 2.50 (b) 1.25 และ (c) 0.63 ดังรูปที่ 5 พบว่าหยดน้ามันท่ีประกอบไปด้วยพอลิ-เมทิลเมทาคริ เลต เหล็ก (III) ออกไซด์ กรดโอเลอิก และโทลูอีน ของทั้งสาม รูปที่ 5 optical micrograph ของหยดน้ามัน (a, b และ c) ก่อน สภาวะการทดลอง (รูปท่ี 5 a, b และ c) มีลักษณะเป็นทรงกลม ระเหย โทลูอีน และพอลิเมทิลเมทาคริเลตแคปซูลหุ้มอนุภาคนาโน และมีผลึกสดี าอย่ภู ายใน ซงึ่ น่าจะเป็นอนุภาคนาโนของเหล็ก (III) เหล็ก (III) ออกไซด์ (a’, b’ และ c’) ที่ปริมาณต่างๆ ของกรด ออกไซด์ โดยขนาดของหยดน้ามนั จะเพมิ่ ขน้ึ ตามปรมิ าณของกรด โอเลอิก (กรมั ); (a และ a’) 2.50 (b และ b’) 1.25 และ โอเลอิก อาจเน่ืองมาจากความหนืดภายในของวัฏภาคน้ามันจะ (c และ c’) 0.63 เพิ่มข้ึนตามปริมาณของกรดโอเลอิก เม่ือใช้ความเร็วในการป่ัน เตรยี มหยดเทา่ กัน วัฏภาคน้ามันท่ีมีความหนืดน้อยกว่าจะเตรียม ในการเตรียมแคปซูลหุ้มอนุภาคนาโนของเหล็ก (III) ออกไซด์ หยดไดง้ ่ายกวา่ และมีขนาดเล็กกว่าวัฏภาคน้ามันท่ีมีความหนืดสูง เวลาที่ใช้ในการระเหยโทลูอีน เป็นอีกปัจจัยท่ีสาคัญ ดังนั้น จึงได้ และเมื่อทาการระเหยโทลูอีนโดยการปั่นอิมัลชันประมาณ 24 ปรับเปลี่ยนปริมาณของโทลูอีน ที่ 15 30 และ 45 กรัม พบว่า ชั่วโมง พบว่าขนาดของแคปซลู ทไ่ี ด้ทั้งสามสภาวะ (รูปท่ี 5 a’, b’ หยดสารละลายพอลิเมทิลเมทา- คริเลตหุ้มอนุภาคนาโนเหล็ก และ c’) มีขนาดเล็กลงเมื่อเทียบกับหยดน้ามันเน่ืองจากโทลูอีน (III) ออกไซด์ มีการกระจายตัวและมีขนาดใกล้เคียงกันทั้งสาม ระเหยออกไป นอกจากนี้ ยังพบว่าแคปซูลในกรณีท่ีใช้กรดโอเล สภาวะการทดลอง (ดังรปู ท่ี 6) โดยในกรณีท่ีใชป้ ริมาณโทลอู นี 15 อิก 2.5 กรมั จะเกดิ การแตกเป็นขนาดเล็กๆ อาจเนื่องมาจากการ มิลลิลิตร จะใช้เวลาในการระเหยโทลูอีนสั้นที่สุด จึงได้เลือกท่ี มีกรดโอเลอิกมากเกินไป ในระหว่างการระเหยโทลูอีน กรดโอเล สภาวะนี้ในการทดลองต่อไป เนื่องจากสามารถเตรียมพอลิเมทิล อกิ จะเคลอ่ื นท่ีมาท่ีผวิ ของหยดและแตกตัวได้ง่าย ทาให้ละลายใน เมทาคริเลตแคปซูลหุ้มอนุภาคนาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ ให้มี น้าได้มากกว่าสภาวะอ่นื ๆ การมีกรดโอเลอิกหรือสารลดแรงตึงผิว ลักษณะเป็นอิมัลชันได้โดยใช้ปริมาณตัวทาละลายน้อย ซ่ึงเป็น ในน้าที่มากจะลดแรงตึงระหว่างผิวของหยดน้ามันกับน้าทาให้ การประหยัดทั้งปริมาณและเวลาในการระเหยโทลูอีน โดย ขนาดของอนุภาคเล็กลง อย่างไรก็ตาม การที่กรดโอเลอิกออกมา แคปซูลที่เตรียมได้น้ีสามารถนาไปใช้ในการเป็นวัสดุสาหรับตัว ชั้นน้าในปริมาณมากจะเหน่ียวนาให้อนุภาคนาโนเหล็ก (III) ตรวจวัด หรือสาหรับแยกโปรตีน ที่สามารถจับกับสารเป้าหมาย ออกไซด์ เคล่ือนทอ่ี อกมาสู่น้าไดม้ ากเชน่ กนั ดังจะเห็นได้จากรูปที่ แลว้ แยกออกมาจากตวั อยา่ งไดง้ า่ ยด้วยการดึงดูดกับแมเ่ หล็ก โดย 5 a’ แคปซูลที่เตรียมได้มีความโปร่งแสงแสดงว่ามีปริมาณของ รูปท่ี 7 แสดงให้เห็นถึงความแรงแม่เหล็กของอนุภาคนาโนเหล็ก อนภุ าคนาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ นอ้ ยกว่าอกี สองสภาวะการทดลอง (III) ออกไซด์ ท่ีอยู่ในแคปซูล โดยการนาแคปซูลมากระจายตัวใน นอกจากนี้ ยังได้ทาการวัดขนาดและการกระจายตัวของพอลิ เมทิลเมทา-คริเลตแคปซูลหุ้มอนุภาคนาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ ด้วยเทคนคิ การกระเจิงของแสง พบว่า ท่ีปริมาณกรดโอเลอิก 2.5 กรัม มีความหนืดมากจึงไม่สามารถตรวจวัด ได้ ส่วนท่ีปริมาณ กรดโอเลอิก 1.25 กรัม แคปซูลมีขนาด (ขนาดอนุภาคเฉล่ียโดย จานวน; dn = 2.52 ไมโครเมตร) ใหญก่ วา่ สภาวะทใี่ ช้ปริมาณกรด โอเลอกิ 0.63 กรัม (dn = 1.88 ไมโครเมตร) จากผลการทดลอง สรุปได้ว่าปริมาณกรดโอเลอิก 0.63 กรัม เหมาะสมที่จะนาไปใช้ ในการเตรียมพอลิเมทิลเมทาคริเลตแคปซูลหุ้มอนุภาคนาโนเหล็ก

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 18 น้าเป็นสีส้มขุ่นดังรูปท่ี 7 a เม่ือนาแม่เหล็กมาดึงดูดที่ด้านข้าง เตรยี มได้จะมกี รดโอเลอกิ เป็นสารลดแรงตึงผิว กรดโอเลอิกจะไม่ เพยี งระยะเวลาครึ่งนาที แคปซลู สามารถจับกับแม่เหล็กได้อย่างมี แตกตัวในสภาวะกรดทาให้เกิดการรวมตัวของอนุภาคแคปซูลได้ ประสิทธิภาพโดยแคปซูลจะเคลื่อนที่มาด้านข้างในตาแหน่งของ ง่าย หลังจากการเคลือบด้วยไคโตซานพบว่าขนาดของแคปซูล แมเ่ หล็ก เห็นสารละลายใสอย่างชัดเจนดงั รปู ที่ 7 b เพ่ิมข้ึน (dn = 3.42 ไมโครเมตร) และเมื่อหยดสารละลายกลูตา รอลดีไฮด์ลงไป ขนาดของแคปซูลมีขนาดเล็กลง (dn = 2.38 (a) (b) (c) ไมโครเมตร) โดยขนาดทล่ี ดลงน่าจะเนื่องจากหมู่อะมิโนของสาย โซ่ไคโตซานบางส่วนเกิดโครงร่างแหกับ กลูตารอลดีไฮด์จึงทา 10 µm 10 µm 10 µm ให้ไคโตซานยึดติดกับผิวของแคปซูลได้แน่นข้ึน นอกจากน้ี ได้ทา การวัดค่าความเป็นประจุของแคปซูลก่อนและหลังเคลือบ ไคโต รูปท่ี 6 optical micrograph ของพอลิเมทิลเมทาคริเลต ซาน และหลังทาปฏิกริ ยิ ากับกลตู ารอลดไี ฮด์ พบว่าประจทุ ่ผี ิวของ แคปซูลหุ้มอนุภาคนาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ ที่ปริมาณต่างๆ แคปซูลก่อนเคลือบไคโตซานมีประจุติดลบ (-31.81 mV) ของโทลอู ีน (กรมั ); (a) 45 (b) 30 และ (c) 15 เน่ืองมาจากการมีกรดโอเลอิกเคลอื บอย่ทู ่ีผวิ และเมอื่ เคลือบไคโต ซานท่ีผิวของแคปซูล ประจุที่ผิวจะเปลี่ยนเป็นบวก (52.00 mV) (a) (b) อย่างชัดเจนและเม่ือหมู่อะมิโนบางส่วนของสายโซ่ไคโตซานเกิด พันธะโควาเลนท์กับกลตู ารอลดีไฮด์เกิดการเช่ือมขวาง ประจุบวก รูปท่ี 7 ภาพสารแขวนลอยของพอลิเมทิลเมทาคริเลตแคปซูล บนผิวของแคปซูล (36.60 mV) จะลดลงเล็กน้อย แต่ก็เพียงพอ หมุ้ อนภุ าคนาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ ที่กระจายตัวอยู่ในน้าก่อน ตอ่ การปอ้ งกนั การรวมตัวกนั ของอนุภาคแคปซลู ดงั จะเห็นได้จาก (a) และหลัง (b) การใช้แม่เหลก็ ดงึ ดดู รูป SEM (รูปที่ 8a) และ TEM (รูปที่ 8b) ของแคปซูลที่หุ้ม อนุภาคนาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ ท่ีเคลือบด้วยไคโตซาน โดย แคปซูลมีการเกาะตัวกันน้อยแม้อยู่ในสถานะท่ีแห้ง และผิวของ อนุภาคจะไม่ค่อยเรียบซึ่งน่าจะเนื่องจากมีไคโตซานเคลือบอยู่ (รูปท่ี 8a) ในขณะทภี่ ายในแคปซูลแสดงให้เห็นชัดเจนวา่ มอี นุภาค เหล็ก (III) ออกไซด์ อยู่ภายใน (รูปที่ 8b) ab ปรับปรงุ ผวิ ของแคปซูลที่หุ้มอนุภาคนาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ ให้ 10 µm 1 m มหี มู่อะมโิ นโดยการเคลือบดว้ ยไคโตซาน รูปที่ 8 รูป SEM (a) และ TEM (b) ของพอลิเมทิลเมทาคริเลต ในการท่ีจะนาพอลิเมอร์แคปซูลของอนุภาคนาโนเหล็ก (III) หุ้มอนุภาคนาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ ท่เี คลอื บดว้ ยไคโตซาน ออกไซด์ ไปประยุกต์ใช้งานจาเป็นต้องมีการปรับปรุงผิวของ แคปซูลให้มีหมู่ฟังก์ชันท่ีเหมาะสม เช่น หมู่คาร์บอกซิล หมู่อะมิ โน ซึ่งในการทดลองน้ีจะเลือกการปรับปรุงผิวของแคปซูลเป็น หมู่อะมิโนโดยการนาพอลเิ มทลิ เมทาคริเลตแคปซูลหุ้มอนุภาคนา โนเหลก็ (III) ออกไซด์ มาเคลือบด้วยไคโตซาน และใช้ กลูตารอล ดไี ฮด์เป็นสารเช่ือมร่างแหเพอื่ ป้องกนั ไมใ่ หไ้ คโตซานหลุดออกจาก ผิวแคปซูลในระหว่างการนาไปใช้งาน โดยกลูตารอลดไี ฮดจ์ ะเช่อื ม สองสายโซ่ของไคโตซานด้วยพันธะโควาเลนท์ผ่านหมู่อะมิโนของ ไคโตซาน [21] ก่อนนาพอลิเมอร์แคปซูลไปเคลือบไคโตซาน จาเป็นต้องเคลือบผิวของแคปซูลด้วยทวีน 80 เน่ืองจาก สารละลายไคโตซานจะมีสภาวะเป็นกรด ในขณะที่แคปซูลที่

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 19 ได้จึงสามารถนาไปประยุกต์ใช้งานในด้านตัวตรวจวัดชีวภาพและ การแยกสารได้ต่อไป เอกสารอ้างองิ รูปท่ี 9 UV-visible สเปกตรัมของสารละลายไคโตซาน (1%) [1] L.H. Fan, Y.L. Luo, Y.S. Chen, C.H. Zhang and Q.B. (a) และพอลิเมทิลเมทาคริเลตแคปซูลหุ้มอนุภาคนาโนเหล็ก Wei, \"Preparation and characterization of Fe3O4 (III) ออกไซด์ ท่ีเคลอื บดว้ ยไคโตซาน (b) magnetic composite microspheres covered by a P(MAH-co-MAA) copolymer,\" J Nanopart Res, 2009, pp. อย่างไรก็ตาม ได้ทาการยืนยันผลการยึดติดของสายโซ่ไคโต 449-458. ซานบนผิวของแคปซลู โดยใช้เทคนิคยูวี-วิสิเบิลเปกโทรโฟโตเมทรี [2] X. Q. Liu, Y. P. Guan, Z. Y. Ma and H. Z. Liu, เน่ืองจากหมู่อะมิโนดูดกลืนแสงในช่วงยูวี ดังน้ัน หากมีไคโตซาน \"Surface modification and characterization of magnetic เคลือบที่ผิวแคปซูลจริงจะต้องมีสเปกตรัมของการดูดกลืนแสง polymer nanospheres prepared by miniemulsion ในช่วงยูวี จากรูปท่ี 9 เป็นการเปรียบเทียบสเปกตรัมของไคโต polymerization,\" Langmuir, vol. 20(23), 2004, pp. 10278- ซานและพอลิเมทิลเมทาคริเลตแคปซูลหุ้มอนุภาคนาโนเหล็ก (III) 10282. ออกไซด์ ท่ีเคลือบด้วยไคโตซาน พบว่าแคปซูลมีการดูดกลืนแสง [3] Z. Bo, X. Jianmin and L. Huizhou, \"Preparation and ที่ความยาวคลื่น 290 นาโนเมตร ซึ่งสอดคล้องกับไคโตซาน application of magnetic microsphere carriers,\" Front. บริสุทธ์ิ จากผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าสามารถเคลือบผิวของ Chem. Eng. China, vol. 1(1), 2007, pp. 96-101. พอลเิ มทิลเมทาครเิ ลตแคปซูลหุ้มอนภุ าคนาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ [4] P. S. Doyle, J. Bibette, A. Bancaud and J.-L. Viovy, ดว้ ยไคโตซานได้ ซงึ่ จะสามารถนาพอลิเมอร์แคปซูลที่เตรียมได้ไป \"Self-Assembled Magnetic Matrices for DNA Separation ประยกุ ต์ใชง้ านในด้านตวั ตรวจวดั ชวี ภาพและการแยกสารต่อไป Chips,\" Science, vol. 295, 2002, pp. 2237-2237. [5] I. Koh and L. Josephson, \"Magnetic Nanoparticle สรุปผลการทดลอง Sensors,\" Sensors, vol. 9, 2009, pp. 8130-8145. ในงานวิจยั นปี้ ระสบความสาเรจ็ ในการเตรยี มพอลิเมทิลเมทาค [6] E. B. Denkbas, E. Kilicay, C. Birlikseven and E. ริเลตแคปซูลหุ้มอนุภาคนาโนเหล็ก (III) ออกไซด์ ได้ด้วยเทคนิค Ozturk, \" Magnetic chitosan microspheres: preparation การระเหยตัวทาละลายแบบง่ายในระบบอิมัลชัน โดยมีสภาวะท่ี and characterization,\" Reactive & Functional Polymers, เหมาะสมคือใช้ กรดโอเลอิก12.6 (0.63 กรัม) เท่าของอนุภาคนา vol. 50, 2002, pp. 225-232. โนเหล็ก (III) ออกไซด์ (0.05 กรัม) และใช้ตัวทาละลายโทลูอีน [7] B. Xue, X. D. Tong, and Y. Sun, \"Characterization of ประมาณ 13 เท่าของผลรวมของพอลิเมทิลเมทาคริเลต และ PVA-based magnetic affinity supported for protein เหล็ก (III) ออกไซด์ โดยแคปซูลที่เตรียมได้มีลักษณะทรงกลม adsorption,\" Sep Sci Technol, vol. 36, 2001, pp. 2449- ขนาดประมาณ 2 ไมโครเมตร โดยมีอนุภาคนาโนของเหล็ก (III) 2461. ออกไซด์ อยู่ภายใน นอกจากนั้น ยังสามารถเคลือบไคโตซานลง [8] A. Denizle, G. Ozkan, and M. Y. Arica, \"Preparation บนผิวของแคปซูลเพ่ือให้มีหมู่ อะมิโนบนผิว โดยใช้กลูตารอลดี and characterization of magnetic ไฮด์เป็นสารเชื่อมร่างแหทาให้สายโซ่ไคโตซานยึดติดกับผิวของ polymethylmethacrylate microbeads carrying ethylene อนุภาคแคปซูล โดยสามารถยืนยันผลได้จากการดูดกลืนแสงของ diamine for removal of Cu(II), Cd(II), Pb(II) and Hg(II) ไคโตซานบนผิวของแคปซูลท่ีความยาวคลื่น 290 นาโนเมตร from aqueous solutions,\" J Appl Polym Sci, vol. 78, สอดคล้องกับไคโตซานบริสุทธิ์ ดังนั้น พอลิเมอร์แคปซูลท่ีเตรียม 2000, pp. 81-89. [9] D. G. Shchukin, I. L. Radtchenko, and G. B. Sukhorukov, \"Micron-scale hollow polyelectrolyte capsules with nanosized magnetic Fe3O4 inside,\" Materials Letters, vol. 57, 2003, pp. 1743- 1747.

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 20 [10] Y. Li, D. Yin, Z. Wang, B. Li and G. Xue, \"Controlling [19] A. Chaiyasat, H. Kobayashi and M. Okubo, the heterocoagulation process for fabricating PS- \"Incorporation of nonionic emulsifier inside methacrylic CoFe2O4 nanocomposite particles,\" Colloids Surf. A: polymer particles in emulsion polymerization,\" Colloid Physicochem. Eng. Aspects, vol. 339, 2009, pp. 100-105. Polym. Sci., vol. 285, 2007, pp. 557-562. [11] M. Nakamura, K. Katagiri and K. Koumoto, [20] A. Chaiyasat, P. Chaiyasat, B. Sirisawad, R. Khunlad, \"Preparation of hybrid hollow capsules formed with and S. Kongtham, \"Preparation and characterization of Fe3O4 and polyelectrolytes via the layer-by-layer magnetic polymeric composite particles by modified- assembly and the aqueous solution process,\" J Colloid suspension polymerization,\" in 10th Eco-Energy and Interface Sci, vol. 341, 2010, pp. 64-68. Materials Science and Engineering Symposium, Ubon [12] Y.-H. Chen, Y.-Y. Liu, R.-H. Lin and F.-S. Yen, ratchathani, Thailand, 2012, pp. 589-593. \"Characterization of magnetic poly(methyl [21] D. J. Macquarrie and A. Bacheva, \"Efficient methacrylate) microspheres prepared by the modified subtilisin immobilization in chitosan, and peptide suspension polymerization,\" J. Appl. Polym. Sci., vol. synthesis using chitosan–subtilisin biocatalytic films,\" 108, 2008, pp. 583-590. Green Chem., vol. 10, 2008, pp. 692-695. [13] H. Zhang, Q. Zhang, B. Zhang and F. Guo, \"Preparation of magnetic composite microspheres by surfactant free controlled radical polymerization: Preparation and characteristics,\" J.Magn.Magn.Mater., vol. 321, 2009, pp. 3921-3925. [14] A. K. Gupta and M. Gupta, \"Synthesis and surface engineering of iron oxide nanoparticles for biomedical applications,\" Biomaterials, vol. 26, 2005, pp. 3995- 4021. [15] A. Xi, J. Hu, C. Wang and D. Jiang, \"Synthesis of magnetic microspheres with controllable structure via polymerization-triggered self-positioning of nanocrystals,\" Small, vol. 3, 2007, pp. 1811-1817. [16] C. Berggren and G. Johansson, \"Capacitance Measurements of Antibody-Antigen Interactions in a Flow System,\" Analytical Chemistry, vol. 69, 1997, pp. 3651 -3657. [17] A. Chaiyasat, M. Yamada, H. Kobayashi, T. Suzuki, and M. Okubo, \"Incorporation of nonionic emulsifier inside styrene-methacrylic acid copolymer particles during emulsion copolymerization,\" Polymer, vol. 49, 2008, pp. 3042-3047. [18] M. Okubo, A. Chaiyasat, M. Yamada, T. Suzuki, and H. Kobayashi, \"Influence of hydrophilic-lipophilic balance of nonionic emulsifiers on emulsion copolymerization of styrene and methacrylic acid,\" Colloid Polym. Sci., vol. 285, 2007, pp. 1755-1761.

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 21 การเพ่ิมประสทิ ธิภาพการจาแนกกล่นิ ของจมูกอเิ ลก็ ทรอนกิ สโ์ ดยใช้โครงข่ายประสาทเทยี ม Efficiency Enhancement of Electronic Nose Classification Using Artificial Neural Network ชนะ จนั ทรศ์ รี และ จกั รี ศรีนนทฉ์ ัตร* หอ้ งปฏบิ ตั กิ ารและวิจัยทางดา้ นการประมวลผลสัญญาณ ภาควชิ าวศิ วกรรมอิเล็กทรอนิกสแ์ ละโทรคมนาคม คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยรี าชมงคลธัญบรุ ี *E-mail: [email protected] บทคัดยอ่ 7 volunteers. The relative absolute correctly is 99% ปั จ จุ บั น จ มู ก อิ เ ล็ ก ท ร อ นิ ก ส์ ไ ด้ รั บ ค ว า ม นิ ย ม แ ล ะ มี ก า ร that result is better than MDA and PCA technique. พัฒนาไปใช้ในงานต่างๆ มากมาย เน่ืองจากมีความสะดวก รวดเร็วในการทางานและง่ายต่อการใช้งาน บทความนี้จึง Keywords: Electronic nose, Gas sensor, Artificial นาเสนอการใช้จมูกอิเล็กทรอนิกส์ในการจาแนกกลิ่นเส้ือบุคคล neural network โดยใช้แกส็ เซ็นเซอรช์ นิดเมทลั ออกไซดท์ าหนา้ ท่ีเป็นเซ็นเซอร์รับ กลิ่น เน่ืองด้วยมีความทนทาน เชื่อถือได้และสะดวกในการ บทนา ออกแบบวงจร ซ่ึงการทางานของระบบจะทาการตรวจวัด สารประกอบอินทรีระเหยง่ายท่ีเกิดเหงื่อและติดบนเสื้อของ การรับรูก้ ลิน่ ของมนษุ ย์เปน็ ความรสู้ กึ เมอ่ื มีโมเลกลุ ของสาร อาสาสมัครหลังการสวมใส่ จากน้ันนาค่าการเปลี่ยนแปลง ส่งกล่ินหรือไอระเหยจากสารชนิดต่างๆ มาสัมผัสอวัยวะรับรู้ สัญญาณสูงสุดทเี่ อาทพ์ ุตของแก็สเซ็นเซอร์แตล่ ะตวั มาใช้เทคนิค กล่ินซ่ึงก็คือจมูก แต่อย่างที่ทราบกันว่าจมูกมนุษย์มีขีดจากัดใน โ ค ร ง ข่ า ย ป ร ะ ส า ท เ ที ย ม เ พ่ื อ จ า แ น ก ก ล่ิ น เ สื้ อ ตั ว อ ย่ า ง ข อ ง การใช้งาน เช่น จมูกสามารถดมกล่ินได้บางกล่ิน ไม่เหมาะการ อาสาสมัครแต่ละคน ผลการทดลองพบว่าจมูกอิเล็กทรอนิกส์ที่ ดมกลิน่ สารพิษต่างๆ เป็นต้น เม่อื จมูกมนุษย์มีข้อจากดั ในการใช้ พัฒนาขึ้นสามารถจาแนกกลิ่นเส้ือตัวอย่างของอาสาสมัคร งาน จงึ ตอ้ งอาศยั เครื่องมอื ท่ีสามารถระบกุ ลน่ิ หรอื ก๊าซท่ีเรียกว่า จานวน 7 คน ได้เป็นอย่างดีโดยการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ จมูกอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic nose) ซึ่งถูกออกแบบและ ข้อมูลให้ความถูกต้องประมาณ 99 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งดีกว่าการใช้ สร้างเพือ่ ตรวจสอบและจาแนกกลิ่นหรือก๊าซต่างๆ ได้คล้ายการ เทคนิค MDA และ PCA ทางานของจมูกมนษุ ย์ ทั้งนจี้ ดุ เด่นของการใชจ้ มูกอเิ ล็กทรอนิกส์ คือเป็นอุปกรณ์ใช้ง่าย รู้ผลการตรวจเร็ว และบอกข้อมูลเชิง คำสำคญั : จมูกอิเล็กทรอนิกส์ แก็สเซ็นเซอร์ โครงข่ายประสาท คุณภาพของกลิ่นที่สนใจได้ถูกต้อง เป็น ต้น โดยจมูก เทียม อิเลก็ ทรอนกิ ส์จะทาการดมกลิ่นและจาแนกแบบแผน(Pattern) [1] ของสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายที่เกิดจากตัวอย่าง ซึ่ง Abstract จมูกอเิ ล็กทรอนิกสม์ ีการนาไปใช้งานอย่างหลากหลาย เช่น การ Electronic nose is recently popular and has been ตรวจสอบคณุ ภาพอาหาร [2] การเฝูาระวังมลพิษทางอากาศ[3] used in various applications according to it is very ผปู้ วุ ยโรคมะเร็งปอดจากลมหายใจ [4] เป็นต้น เนอ่ื งจากกล่ินตวั facility and easy to use. This paper presents the ของมนุษย์มคี วามจาเพาะเจาะจงในแต่ละบุคคล [5] ผู้วิจัยจึงใช้ classification method for personal shirt odor. The จมกู อเิ ล็กทรอนิกส์ท่ีใช้แก็สเซ็นเซอร์หลายตัวต่อร่วมกันจาแนก metal oxide gas sensors have been measured the กลิ่นเสื้อบุคคลหลังจากการสวมใส่ [6] ซึ่งได้ตีพิมพ์เผยแพร่ใน shirt odor because it is stable, reliable and การประชุมวิชาการทางวิศวกรรมไฟฟูา คร้ังท่ี 33 ซ่ึงงานวิจัย convenience to design the circuit to measure the ดั ง ก ล่ า ว ปั จ จุ บั น ไ ด้ มี ก า ร พั ฒ น า ใ ห้ มี ค ว า ม ส า ม า ร ถ แ ล ะ VOCs from sample shirt. The evaluate highest signal ประสิทธิภาพเพิม่ มากข้นึ โดยการปรับเปล่ยี นตวั แก็สเซ็นเซอร์ที่ changing value of gas sensor is then analyze using มีความไว(Sensitivity) เพ่ิมขึ้นและใช้เทคนิคโครงข่ายประสาท artificial neural network to classify the shirt odor of เทียม (ANN) ซึ่งให้ผลการวิเคราะห์ท่ีดีกว่าเทคนิคการ each person. The results show that electronic nose in วิเคราะห์มัลติเปิลดิสคริมิแนนต์ (MDA) และการวิเคราะห์ this experiment can exactly classify the shirt odor of องคป์ ระกอบหลัก (PCA) ท่ีใช้อยู่เดิมประมวลผลข้อมูลท่ีได้หลัง การทดสอบ

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 22 วธิ ีการทดลอง รปู ท่ี 2 วงจรพน้ื ฐานสาหรับแก็สเซ็นเซอรโ์ ลหะออกไซด์ [8] หลกั การของแกส็ เซ็นเซอรแ์ บบอารเ์ รย์ เราสามารถจะคานวณความต้านทาน ( RS ) ได้จากสมการ แก็สเซ็นเซอร์(Gas Sensor) เปน็ อุปกรณ์ตรวจจับที่มีความ RS  ( VC 1)  RL (2) ต้านทานไฟฟูาเปลี่ยนแปลงไปตามแก๊สต่างๆ ที่มันอยู่ ซึ่งตัวที่ VRL นิยมใช้งานอย่างแพร่หลายทาจากออกไซด์ของโลหะ เช่น ดีบุก ออกไซด์ (SnO2), ทังสะเตนออกไซด์ (WO3) เป็นต้น ซึ่งการ โ ด ย เ ซ็ น เ ซ อ ร์ แ ก๊ ส แ ต่ ล ะ ช นิ ด จ ะ มี ก า ร ต อ บ ส น อ ง ต่ อ ก า ร ทางานในสภาวะปกติผลึกออกไซด์จะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิ สงู โมเลกุลของออกซเิ จนทอี่ ยรู่ อบๆ จะไปเกาะตัวที่ผิวของผลึก เปล่ียนแปลงสภาพแวดล้อมรอบตัวมันต่างกันส่วนความไว โลหะออกไซด์ด้วยประจทุ ่ีเปน็ ลบทาให้เกดิ ศกั ยไ์ ฟฟูาขึ้นทีผ่ ิวเกิด การขีดขวางการไหลของอิเล็กตรอนทาให้ความต้านทานของ (Sensitivity) จะข้ึนอยู่กับคุณสมบัติของแก๊สเซ็นเซอร์ท่ี เซน็ เซอรเ์ พิ่มสูงขึ้นและเกิดแรงดันตกคร่อมเพ่ิมมากข้ึน จากนั้น เม่ือมีตัวอย่างท่ีต้องการวัดผ่านเข้ามาทาให้ปริมาณออกซิเจน ออกแบบมาใช้งานกบั สารเคมีทตี่ อ้ งการตรวจวัด ซึ่งความไวมีผล ลดลง หรอื ทาใหเ้ กดิ การ Deoxidizing ข้ึน ทาให้ความหนาแน่น ประจุลบที่ผวิ ผลึกออกไซด์โลหะลดลงและศักย์ไฟฟูาซึ่งกีดขวาง ต่อการจาแนกกลิ่น เราจึงนาแก๊สเซ็นเซอร์หลายชนิดมาต่อ การไหลของอิเล็กตรอนลดลงด้วยเป็นผลให้ความต้านทานของ เ ซ็ น เ ซ อ ร์ ล ด ล ง แ ล ะ แ ร ง ดั น ต ก ค ร่ อ ม ก็ ล ด ล ง ไ ป ด้ ว ย รวมกันหลายตัวเพ่ือตรวจวดั สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายที่ ความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานของเซ็นเซอร์ และความ เข้มขน้ ของ Deoxidizing gas สามารถอธิบายได้ตามสมการ ติดบนเสือ้ (1) ตารางที่ 1 เบอร์และสารเคมีที่ตอบสนองของแก็สเซ็นเซอร์ โดยท่ี RS คือค่าความต้านทานของเซ็นเซอร์ A คือค่าคงที่, ชนดิ เมเทลออกไซด์ท่ใี ช้ C คือค่าความเข้มข้นของแก๊ส และ  คือความชันของกราฟ ลาดับ เบอร์ สารเคมที ี่ตอบสนอง 1 TGS 2602 สารปนเปอ้ื นในอากาศ 2 TGS 2600 สารปนเปื้อนในอากาศ 3 TGS 822 ไอระเหยสารละลายอนิ ทรยี ์ 4 TGS 813 กลมุ่ แกส็ ทเ่ี ผาไหมไ้ ด้ 5 TGS 832 เอทานอล 6 TGS 826 สารประกอบเอมีน 7 TGS 825 แก๊สไฮโดรเจนซลั ไฟด์ 8 SMTHS07 ความชน้ื ความตา้ นทาน RS รูปท่ี 1 แบบจาลองศกั ย์ไฟฟา้ ทเี่ กิดข้ึนท่ีผิวของออกไซด์โลหะ ขณะอยใู่ นสภาวะปกตแิ ละทาการวดั ตวั อยา่ ง วงจรของเซ็นเซอร์ดังแสดงในรูปที่ 2 จากวงจร เป็น แรงดันไฟฟูาที่จ่ายให้กับตัวทาความร้อน (Heater) เพ่ือควบคุม อณุ หภูมใิ ห้กับเซน็ เซอร์ใหค้ งท่ีเพื่อควบคุมความไวของเซ็นเซอร์ ใหค้ งท่ีอีกทีหนึ่ง เน่ืองจากอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงมีผลต่อความ ไวของเซน็ เซอร์ รปู ที่ 3 แก็สเซ็นเซอรต์ ่อรวมกันเป็นจมกู อเิ ล็กทรอนกิ ส์

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 23 การวเิ คราะห์มลั ตเิ ปลิ ดสิ คริมิแนนต์ ของแต่ละค่า  แล้วนาค่าแต่ละชุดเขียนเป็นสมการจาแนก เทคนิคการวิเคราะห์มัลติเปิลดิสคริมิแนนต์(MDA) เป็น (Discriminant Function) ดงั นี้ เทคนิคการวิเคราะห์ทมี่ ีการเรยี นรู้แบบมีการสอนเหมาะสาหรับ z1  b11x1  b12 x2  b12 x3  ...b1p xp การนาตัวแปรอิสระหลายตัว ซ่ึงวัดในมาตรอันตรภาคหรือ อัตราส่วน ไปทานายตัวแปรตาม ซ่ึงเป็นตัวแปรกลุ่มหรือตัว z2  b21x1  b22 x2  b23 x3  ...b2 p xp (5) แปรจดั ประเภท ตัวแปรกล่มุ อาจเป็นตัวแปรจดั ประเภทมากกว่า .. .. .. .. .. .. .. .. .. 2 กล่มุ แนวคดิ ของการจาแนกทดสอบสมมติฐาน คือ การหาว่า ค่าเฉล่ียของตัวแปรต้นแต่ละกลุ่มมีค่าเท่ากันหรือไม่ การ zi  bi1x1  bi2 x2  bi3 x3  ...bip xp ทดสอบนัยสาคัญทางสถิติเป็นการทดสอบระยะห่างระหว่าง คา่ เฉลยี่ ของคะแนนจาแนกของแต่ละกลุ่ม ทาให้ได้ฟังก์ช่ันการ เม่ือได้สมการจาแนกกลุ่มก็จะทาการทดสอบนัยสาคัญของ จาแนกไว้อธิบายว่าสามารถจาแนกกลุ่มใดด้วยตัวแปรใด การ สมการท่ีได้เพ่ือทราบว่าสมการเหล่าน้ันสมการใดมีอานาจ วิเคราะห์วิธีน้ีนอกจากจะสามารถจาแนกระหว่างกลุ่มได้อย่าง จาแนกกลุ่มได้อยา่ งมีนยั สาคญั โดยใช้วธิ ี Barlett test สูงสุดแล้ว ยังสามารถบอกธรรมชาติบางอย่างของการจาแนก น้ันด้วย เช่น บอกว่าตัวแปรใดจาแนกได้ดีมากน้อยกว่ากัน นั่น Vm  [N 1 0.5( p  k )] ln(1   ) (6) คือสามารถบอกประสิทธิภาพการจาแนกของกลุ่มตัวอย่างท่ี m นามาทดสอบ นอกจากนก้ี ารวิเคราะห์มัลติเปิลดิสคริมิแนนต์ยัง สามารถพยากรณก์ ารเขา้ สกู่ ลุ่มของข้อมูลใหม่ด้วย ฟังก์ชันการ โดยท่ี Vm แทน ค่าท่ีจะใช้เปรียบเทียบกับค่าวิกฤติเพ่ือทราบ จาแนกจะเป็นผลรวมเชิงเส้นของตัวแปรตามที่ก่อให้เกิดความ นยั สาคัญของสมการท่ี m สว่ น N แทน จานวนสมาชิกในกลุ่ม แตกต่างระหว่างกลุ่มมากท่ีสุด ข้ันตอนการวิเคราะห์เริ่มต้น ท้ังหมด p แทน จานวนตัวแปร k แทนจานวนกลุ่มและ  จะต้องหาค่า Eigenvalue หรือที่เรียกว่า Discriminant แทน Eigen value ของสมการที่ทดสอบ สมการจาแนกจะมี Criterion เขียนแทนด้วย สัญลักษณ์  ซึ่งก็คือ ความ นัยสาคัญ เม่ือค่า Vm ทคี่ านวณไดม้ ีคา่ มากกวา่ หรอื เท่ากับวิกฤติ แ ป ร ป ร ว น ข อ ง ค ะ แ น น แ ป ล ง รู ป Y ท่ี แ ป ล ง ม า จ า ก (Critical Value) X1, X2,...X p เขียนในรูปสมการไดเ้ ป็น โครงขา่ ยประสาทเทยี ม (Artificial Neural Network)   SSb (Y ) (3) มีพื้นฐานมาจากการจาลองการทางานของสมองมนุษย์ SSw (Y ) ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์จุดมุ่งหมายของโครงข่ายประสาท โดยที่ SSb (Y) แทน Sum of Square of between group เทยี มคอื ตอ้ งการใหค้ อมพิวเตอร์มีความชาญฉลาดในการเรียนรู้ เหมือนที่มนุษย์มีการเรียนรู้สามารถฝึกฝนได้และสามารถนา จากคะแนน Y และ SSw(Y ) แทน Sum of Square of ความรู้และทักษะ รวมท้ังสามารถนาไปประยุกต์ใช้ได้ดีกับ within group จากคะแนน Y หลังจากท่ีคานวณค่า  แต่ละ ปัญหา Classification, Regression และ Clustering เทคนิคน้ี คา่ แลว้ นาคา่ เหลา่ นไ้ี ปคานวณหาค่า b แต่ละชดุ ค่า 1 จะให้ มักถูกเรียกว่า “black box” เนื่องจากการทางานมีความ ซบั ซ้อนมากกวา่ เทคนคิ อ่ืนๆคอ่ นขา้ งมาก การเรียนรู้ของนิวรอล ค่า b1 ค่า 2 จะให้ค่า b2 และค่า 3 ก็จะให้ค่า b3 เน็ตเวิร์ก ทาได้โดยการส่งข้อมูลเข้ามายังส่วนที่เรียกว่าเพอร์ ดาเนนิ การจนครบ  ทุกคา่ โดยใช้สมการ เซ็ปตรอน (perceptron) สามารถเทียบได้กับเซลสมองของ มนุษย์ โดยที่เพอร์เซ็ปตรอนทาการรับข้อมูลที่อยู่ในรูปของเมท (W 1B  I )b  0 (4) ริกซ์ซึ่งเป็นตวั เลขเขา้ มาคานวณ ซ่ึงมีไดอะแกรมการทางานของ โครงขา่ ยประสาทเทียมดังรูปท่ี 4 โดยที่ W 1 แทน อินเวิร์สเมตริกซข์ องผลรวมของกาลงั สองและ ของผลคูณ ภายในกล่มุ , B แทน เมตริกซ์ของผลรวมกาลังสอง และของผลคูณ ระหว่างกลุ่ม,  แทน Eigenvalue และ I แทน ไอเด็นติทีเมตริกซ์ (Identity matrix) หลังจากได้ค่า b รปู ที่ 4 หลกั การทางานของโครงข่ายประสาทเทยี ม [7]

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 24 ฟังก์ชันผลรวม (Summation Function) โดย i มคี ่าต้งั แต่ 1 บนเสอื้ นน้ั เสือ้ ท่ีนามาทดสอบดมกล่นิ ดว้ ยจมกู อเิ ล็กทรอนิกสจ์ ะ ถงึ มขี ั้นตอนการเตรยี มตัวอย่างโดยจะให้อาสาสมคั รสวมใส่เสอ้ื ทจ่ี ะ นามาทดสอบออกกาลังกายให้เกิดเหง่ือและมีกลิ่นตัวติดบนเส้ือ ∑ (7) โดยอาสาสมัครทุกคนมีการดาเนินชีวิตประจาวันในลักษณะ คล้ายคลึงกนั ต่อจากน้นั นามาทดสอบกับจมกู อเิ ล็กทรอนิกส์ ซ่ึง โดยที่ คือ ผลรวมทดี่ ้จากฟงั ก์ชนั ผลรวม มีไดอะแกรมการทางานดังรูปท่ี 6 โดยประกอบด้วยส่วนประกอบ คือ ค่าขอ้ มูลเข้าตวั ท่ี สาคัญ 3 ส่วน คือ ระบบการควบคุมการไหลของแก๊สซ่ึงมี คือ ค่านา้ หนกั ของนวิ รอนตวั ท่ีี ออกซิเจนเป็นแก็สพาห์ ชุดแก๊สเซ็นเซอร์ชนิดเมทอลออกไซด์ต่อ คือ จานวนนิวรอนชั้นขอ้ มูลเขา้ ร่วมกันแบบอาร์เรย์และระบบการบันทึกสัญญาณ ซึ่งใช้อุปกรณ์ คือ ค่าความโนม้ เอยี ง DAQ NI-USB 6008 รว่ มกบั โปรแกรม Labview 7.1 โครงข่ายประสาทเทียมแบบ Multilayer รูปที่ 6 ไดอะแกรมการทางานของจมูกอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ Perceptron (MLP) [7] โครงขา่ ยประสาทเทียมแบบ MLP เป็น จาแนกกลนิ่ เสอื้ บุคคล รูปแบบหนึ่งของโครงข่ายประสาทเทียมที่มีโครงสร้างเป็นแบบ ช้ันใช้สาหรับงานท่ีมีความซับซ้อนได้ผลเป็นอย่างดี โดยมี การทางานของระบบดมกลิ่นตัวอย่างเสื้อจะเริ่มจากการ กระบวนการฝึกฝนเป็นแบบ Supervise และใช้ขั้นตอนการส่ง ปล่อยให้แก็สออกซเิ จนไหลผา่ นแก็สเซ็นเซอร์อาร์เรย์ในอัตรา 1 ค่าย้อนกลับ (Back propagation) สาหรับการฝึกฝน ลิตร/นาที เป็นเวลา 1 นาที ให้ระดับสัญญาณ Baseline เช็น กระบวนการส่งค่าย้อนกลับประกอบด้วย 2 ส่วนย่อยคือ การ เซอร์ทั้ง 8 ตัวคงท่ี โดยการปิดวาล์วตัวที่ 1, 3 และเปิดวาล์วตัว ส่งผ่านไปข้างหน้า (Forward Pass) การส่งผ่านย้อนกลับ ที่ 2 ในระหว่างน้ันนาตัวอย่างเส้ือใส่ในภาชนะขนาด 2000 ml (Backward Pass) สาหรับการส่งผ่านไปข้างหน้า ข้อมูลจะผ่าน ตอ่ จากนน้ั ระบบจะทาการปดิ วาลว์ ตวั ท่ี 2 และเปิดวาล์วตัวท่ี 1, เข้าโครงข่ายประสารทเทียมท่ีชั้นของข้อมูลเข้าและจะส่งผ่าน 3 เพ่อื ให้แกส็ พาห์นาสารประกอบอนิ ทรยี ์ระเหยง่ายที่ตดิ บนเส้ือ จากอีกช้ันหน่ึงไปสู่อีกช้ันหนึ่งจนกระทั้งถึงช้ันข้อมูลออก ส่วน ตวั อย่างไหลส่เู ช็นเซอร์อาร์เรย์ทั้ง 8 ตัว เป็นเวลา 5 นาที ซึ่งจะ การสง่ ผา่ นยอ้ นกลับคา่ น้าหนกั การเชอื่ มต่อจะถูกปรับเปล่ียนให้ ไดส้ ัญญาณการเปลี่ยนแปลงเอาท์พุทดังรปู ที่ 7 สอดคล้องกับกฎการแก้ข้อผิดพลาด (Error correction) คือ ผลต่างของผลตอบท่ีแท้จริง (Actual response) กับผลตอบ เปูาหมาย (Target response) เกิดเป็นสัญญาณผิดพลาด (Error signal) ซึ่งสัญญาณผิดพลาดน้ีจะถูกส่งย้อนกลับเข้าสู่ โครงข่ายประสาทเทยี มในทศิ ทางตรงกนั ขา้ มกับการเช่ือมต่อ ค่า น้าหนักการเช่ือมต่อจะถูกปรับจนกระท้ังผลตอบท่ีแท้จริงเข้า ใกล้ผลตอบเปูาหมาย ดังรูปที่ 5 รูปที่ 5 โครงข่ายประสาทเทยี ม Multilayer Perceptron [7] การจาแนกกล่ินเส้ือบุคคลโดยใช้แก็สเซ็นเซอร์มาเป็นจมูก รูปท่ี 7 สัญญาณการเปล่ียนแปลงเอาท์พุทของเซ็นเซอร์ที่ได้ อเิ ลก็ ทรอนิกส์เพื่อตรวจวัดสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายที่ติด จากการทดสอบเสื้อตวั อย่าง

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 25 ผลการทดลอง จากการใช้เทคนิค PCA วเิ คราะหเ์ มตริกข้อมูล พบว่าได้ผล การดึงความสัมพันธ์ของตัวแปร PCA1และ PCA2 ร้อยละ การใช้จมูกอเิ ล็กทรอนิกสด์ มกลิน่ ตวั อยา่ งเสอื้ จะทาการเก็บ 81.39 และ 12.33 ตามลาดับ ซึ่งได้ผลรวมของทั้งสองตัวแปร ตวั อย่างและทดลองเป็นเวลา 5 วัน แต่ละวันก็จะมีการตรวจวัด รอ้ ยละ 93.72 ซ่งึ เกนิ 80 เปอร์เซน็ ต์ แตจ่ ากการพล็อตกราฟจะ หลังจากการออกกาลังกายของอาสาสมัคร ซ่ึงมีจานวน เห็นว่าการจาแนกยังไม่ดีเท่าท่ีควร เนื่องจากมีการซ้อนทับกัน อาสาสมัคร 7 คน หลังจากการตรวจวัดจะหาค่าการ ของข้อมูลในบางคน ซ่ึงเราจะแก้ไขปัญหาดังกล่าว โดยการนา เ ป ลี่ ย น แ ป ล ง สั ญ ญ า ณ สู ง สุ ด ข อ ง แ ก็ ส เ ซ็ น เ ซ อ ร์ ที่ มี กั บ เมตริกขอ้ มูลไปวเิ คราะห์ดว้ ยเทคนคิ MDA ซึ่งไดผ้ ลดังรูปท่ี 9 สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายบนเส้ือ จากนั้นนาข้อมูลท่ีได้ ท้ังหมดมาสร้างเมตรกิ ขอ้ มูลขนาด 30x8 เพือ่ นาไปวเิ คราะห์การ เพ่ือจาแนกด้วยเทคนิคการวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก (PCA) และการวเิ คราะห์มลั ติเปิลดิสคริมิแนนต์ (MDA) ตารางที่ 2 ค่าเฉลี่ยของการเปล่ียนแปลงสัญญาณสูงสุดของ แกส็ เซน็ เซอร์ของอาสาสมคั รแต่ละคน TGS SMT TGS TGS TGS TGS TGS TGS 825 HS07 คน 2602 2600 822 813 832 826 (V) (V) ท่ี (V) (V) (V) (V) (V) (V) 1 0.157 0.265 0.108 0.364 0.764 0.604 0.745 0.598 2 0.061 0.2 0.079 0.239 0.243 0.19 0.439 0.61 3 0.126 0.248 0.106 0.36 0.64 0.522 0.741 0.642 4 0.047 0.147 0.069 0.192 0.145 0.128 0.296 0.476 รูปที่ 9 ผลการวิเคราะหก์ ารจาแนกเมตรกิ ขอ้ มูลดว้ ยเทคนคิ MDA 5 0.124 0.226 0.091 0.299 0.505 0.475 0.494 0.578 6 0.192 0.314 0.139 0.616 1.286 0.825 1.103 0.647 หลังจากการใช้เทคนิค MDA จะสามารถจาแนกกล่ินเสื้อ 7 0.098 0.232 0.092 0.294 0.513 0.41 0.516 0.71 ของแต่ละคนออกได้อย่างชัดเจนดังรูปท่ี 8 ซ่ึงให้ผลการดึง ความสัมพนั ธ์ของเมตรกิ ข้อมลู ทง้ั ตัวแปร DF1 และ DF2 ร้อย การวิเคราะห์เมตรกิ ขอ้ มูลจากการใช้จมูกอเิ ล็กทรอนิกส์ดม ละ 87.2 และ 9.82 ได้ผลรวม 97.02เปอร์เซ็นต์ จากนั้นนา กล่ินเส้อื ตวั อย่าง เราจะใช้การวิเคราะห์ด้วยเทคนิค PCA เพ่ือดู ข้อมูลมาจาแนกด้วยเทคนิค MLP เพื่อให้ผลการวิเคราะห์ ผลการวิเคราะห์เบ้ืองต้นว่าข้อมูลมีโอกาสจาแนกได้หรือเปล่า ความสัมพันธ์ข้อมูลที่ดีข้ึนโดยใช้ฟังก์ชัน Sigmoid มี Hidden โดยดูจากผลจากการวิเคราะห์เราจะได้ตัวแปรใหม่ PCA1และ Layer จานวน 4 Node ได้ค่าเอาท์พุต Node คือ -0.868, - PCA2 ซ่ึงทัง้ สองตัวแปรจะเปน็ ตวั บงชี้ว่าข้อมูลสามารถจาแนก 1.430, 0.681, 3.696 ตามลาดับ และ Threshold เท่ากับ - กันได้ดีเท่าใด โดยดูจากผลรวมเปอร์เซ็นต์การดึงความสัมพันธ์ 1.326 ซึ่งได้ผลการวเิ คราะห์ความสมั พันธด์ ังรปู ที่ 10 ของเมตริกข้อมูลของท้ังสองตัวแปร ถ้าย่ิงมากแสดงว่าการ จาแนกย่งิ ดี ซง่ึ ตอ้ งได้คา่ อยา่ งน้อยรอ้ ยละ 80 รูปที่ 10 ผลการวเิ คราะหค์ วามสัมพนั ธข์ ้อมูลดว้ ยเทคนคิ MLP รูปที่ 8 ผลการวิเคราะห์การจาแนกเมตรกิ ขอ้ มูลด้วยเทคนคิ PCA

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 26 จ ะ เ ห็ น ว่ า ก า ร วิ เ ค ร า ะ ห์ ข้ อ มู ล ค ว า ม สั ม พั น ธ์ ข อ ง แ ก็ ส [5] C. Wongchoosuk, M. Lutz and T. Kerdcharoen, เซน็ เซอร์ในแต่ละตัวใหค้ วามถูกตอ้ งประมาณ 99 เปอรเ์ ซ็นต์ ซึ่ง “Correction of Humidity Effect for Detection of ให้ผลการทางานที่ดีกว่า PCA และ MDA ซ่ึงให้ความถูกต้อง Human Body Odor”, Proceedings of ECTI-CON, 2008. ประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์ [6] ชนะ จันทร์ศรี และ จกั รี ศรีนนทฉ์ ัตร, “จมกู อิเล็กทรอนิกส์ จาแนก กลิน่ เสอ้ื บุคคลโดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์มัลติเปิลดิสค สรุปผล ริมแนนด์”, การประชุมวิชาการทางวิศวกรรมไฟฟูา คร้ังที่ 33, จมกู อิเล็กทรอนิกส์ทไี่ ด้ออกแบบและพฒั นาจากการใช้แก็ส ธันวาคม 2553. เซ็นเซอร์ชนิดเมทอลออกไซด์มาต่อร่วมกันเพ่ือดูการตอบสนอง [7] ภรัณยา อามฤครัตน์, การเปรียบเทียบประสิทธิภาพการ ของแก็สเซ็นเซอร์แต่ละตัวต่อสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายท่ี คัดเลือกและจาแนกข้อมูลด้วยวิธีการทางเครือข่ายประ ติดบนเส้ือของอาสาสมัครหลังจากออกกาลังกาย พบว่า สาทเทียม, The 5th National Conference on Computing สัญญาณเอาท์พตุ ที่ไดม้ ีค่าแตกต่างกันออกไปและเมื่อเราค่าการ and Information Technology, 2009. เปลี่ยนแปลงสูงสุดจากการวัดในแต่ละคร้ังมาทาการวิเคราะห์ [8] Figaro company, Gas sensor datasheet, (Online) ขั้นต้นโดยใช้เทคนิค PCA พบว่าสามารถดึงความสัมพันธ์ของ Available: www.figaro.co.jp (10 March 2010). เมตริกข้อมูลของตัวแปร PCA1และ PCA2 ร้อยละ 93.72 แต่ จากการพลอตกราฟพบว่ามีการจาแนกไม่เด่นชัดโดยมีการ ซ้อนทบั ของข้อมูล เราจึงใช้เทคนิค MDA ซึ่งเป็นเทคนิคท่ีมีการ เรียนรู้แบบมีการสอน มาวิเคราะห์พบว่าให้ค่าการดึง ความสัมพนั ธ์ของเมตริกข้อมลู ของตัวแปร DF1 และ DF2 ร้อย ละ 97.02 และสามารถจาแนกข้อมูลจากการดมกลิ่นเสื้อของ อาสาสมคั รจานวน 7 คน ออกเป็นกลุ่มอย่างชัดเจนและเพื่อเพ่ิม ประสิทธิภาพการวเิ คราะห์ความสมั พันธ์ของแก็สเซ็นเซอร์ในแต่ ละตวั ใหด้ ียิ่งขน้ึ จงึ นาเทคนิคโครงข่ายประสาทเทียมแบบ MLP มาใช้โดยให้ความถูกต้องประมาณ 99 เปอร์เซ็นต์ ซ่ึงให้ผลการ จาแนกดีกว่าเทคนิคการวิเคราะห์องค์ประกอบหลักและการ วเิ คราะห์มลั ตเิ ปิลดสิ คริมแิ นนต์ เอกสารอ้างอิง [1] Z. Tao, “Pattern Recognition of the Universal Electronic Nose”, Second International Symposium on Intelligent Information Technology Application, 2008. [2] C. Di Natale, “Advances in Food Analysis by Electronic Nose”, IEEE Catalog Number: 97THS280, 1997, pp. SS122-SS127. [3] I. Morsi, “Electronic Noses for Monitoring Environmental Pollution and Building Regression Model”, Arab Academy for Science and Technology, Egypt/ Alexandria, 2008. [4] R. Blatt ,“Lung Cancer Identification by an Electronic Nose based on an Array of MOS Sensors”, International Conference on Neural Networks, August 12-17, 2007.

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 27 การจดจาวตั ถุจากประสาทสมั ผสั ทางกายโดยการใช้ภาพถา่ ยระยะประชดิ ความละเอยี ด ตารว่ มกับการวเิ คราะห์องคป์ ระกอบหลกั และ z-score Tactile Object recognition using low resolution image from close up image and Principle Component Analysis and z-score สมชาย เปาะทองคา และ จกั รี ศรีนนท์ฉัตร* หอ้ งปฏิบัติการและวจิ ัยทางดา้ นการประมวลผลสัญญาณ ภาควชิ าวิศวกรรมอเิ ล็กทรอนกิ ส์และโทรคมนาคม คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลธัญบรุ ี อ.คลองหลวง จ.ปทมุ ธานี 12110 *E-mail : [email protected] บทคัดยอ่ 16x16 point for 60 images per sample and for 6 groups การพัฒนาระบบประสาทสัมผัสเทียมของหุ่นยนต์และคอมพิวเตอร์ with each group of 10 samples. Processing and analysis in เปน็ การพฒั นาเพอ่ื ให้หนุ่ ยนตแ์ ละคอมพิวเตอร์รับรู้และเข้าใจลักษณะ this study, statistical features are extracted from a number ทางกายภาพของวัตถุนั้นทาให้คอมพิวเตอร์สามารถจดจาวัตถุได้จาก of acquired tactile images for classification in their การสัมผัส ซ่ึงเป็นพ้ืนฐานในการพัฒนาระบบปัญญาประดิษฐ์สาหรับ respective object image data. Principle Component คอมพิวเตอร์ บทความนี้นาเสนอเทคนิคในการจดจาวัตถุจากระบบ Analysis (PCA) used for extract and analyzes an image ประสาททางกาย โดยการประมวลผลภาพท่ีได้จากวัตถุน้ันๆที่ได้ ใน sample. Which resulted in average classification accuracy ระยะประชิด โดยเป็นภาพท่ีมีความละเอียดต่าขนาด 16x16 จุด is 85%. The error will occur when the brightness of the จานวน 60 ภาพต่อตัวอย่าง ทาการแยกกลุ่มวัตถุ 6 กลุ่ม ซ่ึงมีกลุ่มละ object in the gray level that are very different as car 10 ตัวอย่าง การประมวลผลและการวิเคราะห์ของภาพท่ีได้จากการ sample is lowest accuracy is 50%.and ability grouping is สัมผัสวตั ถทุ ี่แตกตา่ งกันนน้ั ในการศึกษาใช้วิธีวิเคราะห์ทางสถิติท่ีสกัด accurate when the object is the brightness in the gray level จากจานวนภาพท่ีได้ ทาการจัดหมวดหมู่ของวัตถุในรูปโดยใช้การ are low differenced as tire sample is 100% accuracy. วิเคราะห์องค์ประกอบหลักและ z-score เพื่อใช้ในการจาแนกวัตถุ จากการทดลองพบวา่ ระบบมีความถูกต้องในการจาแนกเฉลี่ยได้ 85% Keywords: Object Recognition, Tactile Image, Machine ความผิดพลาดจะเกิดข้ึนสูงเมื่อค่าความสว่างในระดับสีเทาของวัตถุ Learning, Principle Component Analysis, z-score ชนิดนั้นๆมีความแตกต่างกันมาก เช่นรถยนต์ท่ีมีหลากหลายสีจะมี ความถูกต้องเพียง 50% แต่ความสามารถในการจัดกลุ่มจะมีความถูก บทนา ต้องสูงเม่ือวัตถุนั้นมีค่าความสว่างในระดับสีเทาใกล้เคียงกัน เช่นยาง ระบบประสาทกายสัมผสั [1] รถยนตม์ ีความถกู ต้องในการจาแนก 100% ระบบรับความรู้สึกทางกาย (SOMATOSENSORY SYSTEM) ดังรูปท่ี คำสำคัญ: Object Recognition Tactile Image Machine 1[2] เป็นตัวรบั ความรู้สึกจากส่วนนอกของร่างกาย เชน่ รับความรู้สึกท่ี Learning Principle Component Analysis z-score ผิวหนัง หรือรับความรู้สึกจากอวัยวะภายในร่างกาย โดยที่ตัวรับ ความรู้สึก (SENSORY RECEPTOR) จะมีการตอบสนองต่อความรู้สึกอย่าง Abstract จาเพาะเช่นการสัมผัส แรงกดดัน (PRESSURE) อุณหภูมิ ความเจ็บปวด The development of an artificial sensory systems for ความสั่นสะเทือน และความรู้สึกถึงการเคล่ือนไหวของกล้ามเน้ือและ robotic and computers is develop for a computer to ตาแหนง่ ข้อต่อ recognize and understand the physical nature of the object. As The basis for the development of artificial intelligence system for computers. This paper presents a technique to recognize physical objects from the image tactile system by processing images from the object at close range. This study using a low resolution image size

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 28 รูปที 1 สว่ นประกอบของประสาทรับรกู้ ารสมั ผสั รปู ที 2 ส่วนประกอบของเทคนิครบั ภาพตรงไมส่ ัมผสั การสัมผัส [2] ระบบประสาทสมั ผสั แบบอเิ ล็กทรอนิกส์และการวเิ คราะหส์ ญั ญาณ การถูกต้องสัมผัสเป็นความรู้สึกท่ีเริ่มจากการทางานของเซลล์รับ ในปี 2013 Shreyasi Datta [5] และคณะได้นาเสนองานที่ใช้รูป ความรสู้ กึ ซ่งึ ท่ัว ๆ ไปมอี ยใู่ นผิวหนังรวมท้งั ปุ่มขน (HAIR FOLLICLE) แตก่ ็ ที่ได้จากการสัมผัสวัตถุแล้วนาข้อมูลท่ีได้มาทาการจาแนกข้อมูลโดย มีอยู่ท่ีลิ้น คอ และเย่ือเมือกด้วย มีตัวรับแรงกด (PRESSURE RECEPTOR) เทคนิค k-nearest neighbor (kNN), Naïve Bayes classifier และ ท่ีตอบสนองต่อแรงกดแบบต่าง ๆ (แบบหนักแน่น แบบผ่าน ๆ แบบ Linear Discriminant Analysis (LDA) and Ensemble) in one- คงท่ี) สาหรับระบบอิเล็กทรอนิกส์คือผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ท่ีมี versus-one (OVO) ในบทความนี้ทางผู้วิจัยจึงได้ทดลองนาเสนอ เซ็นเซอรร์ บั แรงกด เทคนิคใหม่ที่จะใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล ในลักษณะเดียวกันซ่ึงได้ทา การทดลองการวิเคราะห์ข้อมูลสอบเทคนิคร่วมกันคือการวิเคราะห์ การเก็บภาพพื้นผวิ เชงิ แสง [3] องคป์ ระกอบหลักและ z-score ระบบประสาทสัมผัสอิเล็กทรอนิกส์ (TACTILE SENS วิธกี ารทดลอง OR) มีหลายเทคนิค แต่ในบทความนี้ใช้เทคนิคการเก็บภาพพ้ืนผิวเชิง การวิเคราะห์ขอ้ มลู โดยการวเิ คราะห์องค์ประกอบหลกั แสงซ่ึงถูกพัฒนามาสาหรับตัวรับรู้ลายนิ้วมือ โดยใช้เทคโนโลยีทาง ฟิสิกส์ที่เก่ียวกับแสงโดยเก็บภาพในเชิงสองมิติหรือภาพสามมิติ ข้อมูลท่ีได้จากการทดลองจะนามาวิเคราะห์โดยวิธีวิเคราะห์ แนวทางในการเก็บภาพลายวัตถุเชิงแสงจะใช้กล้องวีดิทัศน์เป็นตัวรับ องค์ประกอบหลัก[6] หรือ Principle Component Analysis (PCA) ภาพแล้วใช้แสงส่องไปที่วัตถุการสะท้อนของแสงอันเกิดจากลักษณะ เป็นเทคนิคท่ีใช้ในการลดมิติของเวกเตอร์ลักษณะ โดยการฉาย พ้ืนผิวของวัตถุจะมีความแตกต่างกันจนสามารถมองเห็นถึงความ (Project)เวกเตอร์ไปบนแกนใหม่ที่เรียกว่าแกนองค์ประกอบหลัก แตกต่างของพ้ืนผิววัตถุท่ีต่างชนิดกัน เทคนิคการเก็บภาพลายพ้ืนผิว (Principle Component) ซ่ึงแกนเหล่านี้มีความสาคัญแตกต่างกันลง ของแสงนี้มี3วิธีหลักคือ เทคนิคการสะท้อนภายในกลับหมด ไปตามความแปรปรวน (Variance) บนแต่ละแกน ในการวิเคราะห์ (FRUSTRATED TOTAL REFLECTION TECHNIQUE) เทคนิครับภาพตรงบน แบ่งขั้นตอนได้ดังน้ี การจัดรูปแบบข้อมูลที่ได้จากภาพประสาทสัมผัส แท่น (DIRECT VIEW ON PLATEN TECHNIQUE) และเทคนิครับภาพตรงไม่ แต่ละจุดเป็น Column และข้อมูลท่ีได้ในแต่ละวัตถุจัดเก็บข้อมูล สัมผัส (TOUCHLESS DIRECT VIEW TECHNIQUE) ซ่ึงในบทความนี้ได้ใช้ จัดเป็น Rows ซึง่ จะไดข้ ้อมลู ทั้งหมดอยู่ในรูปเมทรกิ ซ์ เทคนคิ เก็บภาพพื้นผิววัตถุแบบน้ใี นการเก็บภาพ X   x11 x12  x1n   (1) เทคนิครับภาพตรงไม่สัมผัส (Touchless Direct View Technique)  x21 x22  x260  [4]       เปน็ การใชก้ ลอ้ งที่มีคณุ ภาพสงู ทาการโฟกสั บรเิ วณพ้ืนผวิ ของวัตถใุ น   ระยะท่กี าหนดและทาการถา่ ยภาพโดยตรงของวัตถุ ดังน้ันการควบคุม  xm1 xm2  xmn   แสงจึงมคี วามสาคัญในการเกบ็ ภาพเทคนคิ น้ีเป็นเทคนิคทไ่ี มต่ อ้ งสัมผัส กบั วัตถุ (Touchless Sensor) ทาให้เกดิ ขอ้ ดที ไ่ี มเ่ กิดปญั หาเรอ่ื งความ xi 1 n xik  เม่ือ i 1,2,...,m (2) บิดเบี้ยวแบบไม่เปน็ เชิงเสน้ ได้ แตม่ ีข้อเสียทภี่ าพทีไ่ ด้จะเปน็ ภาพพนื้ ผิว n k 1 ทไ่ี มไ่ ดเ้ ปน็ ภาพแรงทก่ี ระทาตอ่ เซ็นเซอรก์ ารทางานแสดงดังรปู ที่ 2 n Sij  1 k 1 xik  xjk  (3) n 1

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 29 จากน้ันนาข้อมูลท่ีได้ลบด้วยค่าเฉลี่ยของทุก Column เม่ือจัดรูปแบบ จากน้นั เม่อื ได้ภาพในแนวแกน x จานวน 30 ภาพและในแนวแกน ข้อมูลแล้วคานวณหา Covariance เมตริกซ์ด้วยสมการที่ 4 และนา y จานวน 30 ภาพดังรูปที่ 5 ก็ทาการนาภาพดังกล่าวมาจัดเรียงเป็น เมตริกซ์ทไ่ี ด้ค่า eigenvector และ eigenvalue ด้วยสมการที่ 5 เมทริกซ์ข้อมูลสาหรบั วเิ คราะหโ์ ดยในแตล่ ะแถวจะเป็นเมทริกซ์ข้อมูลที่ ไดท้ ้ัง 60 ขอ้ มลู ของวตั ถุแตล่ ะช้ิน S( X )  1 XX T (4) n 1 (5) XX T  1   n n 1 xk  x xk  x T k 1 ผลลัพธ์จาก PCA จะไดค้ า่ eigenvalue และ eigenvectors ซ่งึ ขอ้ มูล ท้ังสองมีความสมนัยซึ่งกันและกัน ขั้นตอนสุดท้ายคือการแปลงเพื่อ แสดงเป็นภาพฉายโดยจะเลือกแกนจาก eigenvectors ท่ีมีการ กระจายสูงสุดและมีค่าอธิบายความสัมพันธ์ได้มากกว่าหรือเท่ากับ รปู ที 5 รูปพนื้ ผวิ วัตถุจานวนทีได้ 30 รูป 80% ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นแกน Projection 1(PC1), Projection 2 จากน้ันทาการรวมค่าความเขม้ เฉลย่ี ของขอ้ มูลภาพแต่ละภาพตาม สมการท่ี 6 (PC2) และ Projection 3 (PC3) ท้ังสามแกนสามารถแสดงเป็นภาพ ฉายได้ในรูปแบบ 2 มิติ และ 3 มิติ ซง่ึ จะมคี วามสมั พันธ์กับชุดข้อมูลท่ี ได้ทาการวิเคราะห์ และเป็นเคร่ืองมือทางคณิตศาสตร์ท่ีช่วยวิเคราะห์ 1 M N (6) M N i1 จาแนกข้อมูลของพ้นื ผวิ วตั ถุได้   xmn I i, j ในงานวจิ ัยนแ้ี บ่งตัวอย่างออกเปน็ วตั ถุ 6 ชนิดชนดิ ละ 10 ตัวอย่าง j 1 ซึ่งประกอบด้วย ยางรถยนต์ เก้าอ้ี รถยนต์ พระพุทธรูป บ้าน และ แล้วทาการจัดเรียงข้อมูลทั้งหมดซึ่งจะได้เมทริกซ์ข้อมูลสาหรับ วิเคราะห์โดยในแต่ละแถวจะเป็นเมทริกซ์ข้อมูลที่ได้ท้ัง 60 ข้อมูลของ รถจักรยาน โดยเร่ิมต้นจากการเก็บภาพในระดับสีเทา (Gray Scale วตั ถแุ ตล่ ะช้ินทง้ั หมด Image) ของพื้นผิวระยะใกล้ตามเทคนิคการถ่ายภาพพ้ืนผิวสัมผัส ดังสมการท่ี 1 จากน้ันทาการหา z-score ของข้อมูล ตามสมการท่ี (7) ซง่ึ จะนาไปเปน็ ค่าเปรียบเทยี บในการวเิ คราะห์แยกกลุ่มขอ้ มลู แบบรับภาพตรงไม่สัมผัส ซ่ึงเปรียบเสมือนข้อมูลท่ีได้จากระบบ ประสาทสมั ที่สมั ผสั กับพ้ืนผิววัสดุของวัตถุน้ันตามหลักการทางานของ โดยเก็บตัวอย่างภาพพ้ืนผิวของตัวอย่างแต่ะละชนิดที่ความละเอีย ด z  x   16x16 จุดในตาแหน่งแนวตัวอย่างจากด้านบนลงมาด้านล่างวัตถุชิ้น  (7) ละ 30 ตัวอย่างและตัวอย่างด้านซ้ายไปด้านขวาอีกจานวนวัตถุชิ้นละ จะไดเ้ วกเตอร์ขอ้ มูลดงั รูปท่ี 6 ซง่ึ จะเหน็ การจดั กล่มุ ของขอ้ มูลอย่าง 30 ตัวอย่างเพ่ือใช้เป็นตัวอย่างสาหรับเทรนจานวนวัตถุชนิดละ 5 ชัดเจน ตวั อย่างและเป็นตัวอยา่ งสาหรับทดสอบอกี วตั ถุชนดิ ละ 10 ตวั อย่าง ตัวอยา่ งท่ีใช้ดงั รปู ท่ี 3 และตวั อยา่ งภาพจากการสัมผสั ตัวอยา่ งดงั รูปท่ี 4 ซ่งึ จะถกู นามาใชใ้ นการวิเคราะหต์ ่อไป รูปที 3 ล้อรถยนตซ์ งึ เป็นวัตถตุ ัวอย่าง รูปที 6 เวกเตอรข์ อ้ มูลจาก z-score รูปที 4 รูปพืน้ ผิววตั ถขุ นาด 16x16 จุด ทไี ด้จากผวิ สัมผัสของวตั ถุ จากค่าเวคเตอร์ข้อมูลที่ได้จาก z-score นั้นในชุดข้อมูลเทรนใน 5 ชุ ด แ ร ก ข อ ง แ ต่ ล ะ ชุ ด ตั ว อ ย่ า ง เ พื่ อ น า ม า ท า เ ป็ น แ ม่ แ บ บ ใ น ก า ร เปรยี บเทยี บโดยใหท้ าการหาค่าเฉล่ียในแต่ละคอลัมน์ตามสมการท่ี(8) แล้วนามาเป็นข้อมูลหลักสาหรับหาค่าความแตกต่างของข้อมูลตัวที่ ต้องการทดสอบ จากนั้นทาการหาค่าความแตกต่างของข้อมูลที่ ต้องการทดสอบกับข้อมูลแม่แบบ หากการทดสอบแล้วพบว่าข้อมูลที่ ตอ้ งการทดสอบมคี วามแตกต่างนอ้ ยสดุ กับชุดขอ้ มูลแม่แบบชุดใด ก็ให้

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 30 ตัดสินใจเป็นสมาชิกของข้อมูลกลุ่มนั้นซึ่งเป็นการจัดกลุ่มข้อมูล ดัง สมการที่ 9 x j 1 m x k เมื่อ j 1,2,...,m (8) m k 1 j x j  x j  x j (9) เม่ือ x j คอื ค่าเฉลี่ยของตวั แมแ่ บบ และ x j คอื คา่ ของตวั อยา่ งทดสอบทีค่ อลมั น์ j ซึง่ จะได้ เมทรกิ ซ์ของ x j ของตัวอย่างทีท่ ดสอบ รูปที 7 ผลการฉายองคป์ ระกอบหลักของขอ้ มลู ทัง้ หมด X  xx1211 x12  x1n  (10) และผลจากวธิ กี ารจัดกลุ่มข้ัอมูลโดยการเปรียบเทียบค่าความแตกต่าง  x22  x260  นอ้ ยสุดของสมาชกิ ในเมตริกซ์ผลรวมของภาพเปรียบเทียบกับแม่แบบ  ข้อมูลโดยใชก้ ารหาคา่ ความแตกต่างจากค่า z-score ได้ผลตามตาราง j    ที่ 1 วตั ถุ พบว่าระบบมคี วามถกู ต้องในการจาแนกเฉลย่ี ได้ 85% ความ xm2 ผิดพลาดจะเกิดข้ึนสูงเม่ือค่าความสว่างในระดับสีเทาของวัตถุชนิด xm1  xmn  น้นั ๆมคี วามแตกต่างกันมากเช่นรถยนต์ท่ีมีหลากหลายสีจะมีความถูก  ต้องเพียง 50% แต่ความสามารถในการจัดกลุ่มจะมีความถูกต้องสูง เม่อื วตั ถุนั้นมคี า่ ความสว่างในระดับสีเทาใกล้เคียงกันเช่นยางรถยนต์มี จากนนั้ ทาการหาผลรวมของแตล่ ะแถวจะไดค้ า่ ความแตกตา่ งรวม ความถกู ต้องในการจาแนก 100%ผลการจัดกลุ่มข้อมูลตามตารางท่ี 1 จากตัวแม่แบบนั้น และคา่ ความถกู ต้อง x ji  1 n (11) n xik  k 1 ทาการทดสอบข้อมูลกับข้อมูลแม่แบบทุกชุดแล้วนาผลรวมของแต่ ตารางที 1 ผลการจัดกลมุ่ ขอ้ มลู และความถูกตอ้ ง ความ ละแถวมาจัดเมทริกซ์เปรียบเทียบเพื่อหาข้อมูลน้อยสุดในแต่ละแถว ถูกต้อง แล้วพิจารณาวา่ ข้อมูลตัวนอ้ ยสุดอยู่ในคอลัมน์ใด หากอยู่ในคอลัมน์ใด ชดุ A B C D E F 100% ก็ให้เป็นสมาชิกของกลุ่มแม่แบบตัวนั้นและได้ทาการวิเคราะห์ 80% องค์ประกอบหลกั ของข้อมูลซ่ึงผลจากการวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก 1 10 0 0 0 0 0 50% จะได้เวกเตอร์ข้อมูลจากนั้นในชุดข้อมูลเทรนทั้ง 5 ชุดให้ทาการหา 2 0 8 0 110 90% ค่าเฉล่ียในแต่ละคอลัมน์ตามสมการที่ (11) แล้วนามาเป็นข้อมูลหลัก 3 3 0 5 110 90% สาหรับหาค่าความแตกต่างของขอ้ มลู ตวั ท่ีตอ้ งการทดสอบ จากนั้นทา 4 0 1 0 900 100% การหาค่าความแตกต่างหากตัวอย่างใดมคี า่ เวกเตอรอ์ งค์ประกอบหลัก 5 1 0 0 090 85% แตกต่างจากค่าเวคเตอร์องค์ประกอบหลักของข้อมูลของตัวเทรนน้อย 6 0 0 0 0 0 10 สุดก็ใหต้ ัดสินใจเปน็ สมาชกิ ของข้อมูลกลมุ่ นนั้ ซึ่งเปน็ การจัดกลุ่มข้อมลู เฉลีย่ ผลการทดลอง สรปุ ผล ผลการวิเคราะห์ที่ได้จากกลุ่มข้อมูลทั้งหมด เมื่อแสดงผลเวกเตอร์ เทคนิคในการจดจาวัตถุจากระบบประสาททางกายโดยใช้เทคนิค รับภาพตรงไม่สัมผัสเป็นระบบประสาทสัมผัสอิเล็กทรอนิกส์ทางาน องค์ประกอบหลักจะไดด้ ังรปู ท่ี 7 ร่วมกับการประมวลผลภาพที่ได้จากวัตถุนั้นๆที่ได้ในระยะประชิด ทดสอบกบั ภาพวัตถุตวั อย่างจานวน 60 วัตถซุ ึ่งเปน็ กลุ่มวัตถุ 6 กลุ่ม มี กลุ่มละ 10 ตัวอย่าง การประมวลผลและการวิเคราะห์ของภาพท่ีได้ จากการสัมผัสวัตถุท่ีแตกต่างกันนั้น ในการศึกษาใช้วิธีวิเคราะห์ทาง สถิตทิ ีส่ กดั จากจานวนภาพที่ได้ ทาการจัดหมวดหมู่ของวัตถุในรูปโดย

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 31 ใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบหลักและ z-score เพื่อใช้ในการจาแนก วัตถุ พบว่าระบบมีความถูกต้องในการจาแนกเฉล่ียได้ 8%% ต่าสุด %0% สาหรับตัวอย่างทีเ่ ปน็ รถยนต์ และสูงสุด 100% สาหรับตัวอย่าง ท่ีเป็นยางรถยนต์และรถจักรยาน เทคนิคนี้เป็นพื้นฐานท่ีสามารถ น า ไ ป ใ ช้ กั บ ก า ร เ รี ย น รู้ ร ะ บ บ ป ร ะ ส า ท สั ม ผั ส ท า ง ก า ย ส า ห รั บ คอมพิวเตอร์และห่นุ ยนตไ์ ด้ เอกสารอ้างอิง [1] ระบบรับความรู้สึก.กายระบบรับความรู้สึกทาง.[ออนไลน์] เข้าถึง ได้จาก : http://th.wikipedia.org/wiki/ระบบรับความรู้สึก (15 เมษายน 2558). [2] ประสาท สัมผัส. ประสาทสัมผัส. [ออนไลน์] เข้าถึงได้จาก: http://th.wikipedia.org/wiki/ระบบรับความรู้สึก (15 เมษายน 2558). [3] อวัยวะรบั ความรู้สกึ .ผิวหนังกับการรับความรู้สึก.[ออนไลน์] เข้าถึง ได้จาก:http://www.thaigoodview.com/node/43966?page=0,1 (1% เมษายน 2%%8). [4] ลายน้ิวมือและการเก็บภาพ วุฒิพงศ์ อารีกุล, 2557. การประมวล ลายนิ้วมอื ดิจิตอลยูโอ :กรงุ เทพก. [5] S. Datta, Object Shape and Size Recognitio From Tactile Images, In IEEE International Conference on Control Communication and Computing (ICCC) 2013. [6] สมชาย เปาะทองคา, 2552. การแยกแยะชนิดและควบคุม คุณภาพของน้ามันเชื้อเพลิงโดยใช้จมูกอิเล็กทรอนิกส์ระบบเปิด วิทยานิพนธ์วิศวกรรมศาสตร์มหาบัณฑิต ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า. มหาวิทยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลธญั บุรี. [7] ธีรเกียรติ์ เกิดเจริญ, Electronic nose (Online), Available: http://nanotech.sc.mahidol.ac.th/i-sense/nose/e-nose.html 2005. [8] J. David, et, “Review Chemical Sensors for Electronic Nose Systems,”Microchimica Acta Springer published online (Electronic), Vol. 149, No.1-2, 2004, pp.1-17. [9] P. Wang “Development of Electronic Nose for Diagnosis of Lung Cancer at Early Stage,” Proceedings of the 5th International Conference on Information Technology and Application in Biomedicine, 2nd, May 2008, Shenzhen China, pp. 588-591.

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 32 การศกึ ษาและการใช้ประโยชน์การแปลงเวฟเลต็ สาหรับการบบี อดั สญั ญาณเสยี ง Studying and Exploiting Wavelet Transform for Speech Compression สภุ าธณิ ี กรสิงห์ 1 จกั รี ศรีนนทฉ์ ตั ร2* 1คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยรี าชมงคลอีสาน วิทยาเขตนครราชสมี า 2ห้องปฏิบตั ิการและวจิ ยั ทางด้านการประมวลผลสญั ญาณ ภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกสแ์ ละโทรคมนาคม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลธญั บรุ ี อ.คลองหลวง จ.ปทมุ ธานี 12110 *E-mail: [email protected] บทคัดยอ่ to the original. This thesis presents a studying and งานวิจัยนี้นาเสนอการศึกษาและการใช้ประโยชน์การแปลงเวฟ comparison of wavelet filter for speech compression. เล็ตสาหรับการบีบอัดสัญญาณเสียง การทดลองนี้ได้ใช้ สัญญาณเสียงท้ังหมด 80 เสียง โดยแบ่งเป็น 4 กลุ่ม ดังนี้ เสียงพูด In the experiments, there are 80 speech signals which ของผู้หญิงและผู้ชายที่มคี วามยาว 5 วินาที และ 60 วินาที อย่างละ are used as input data. These signals can be categorized 20 เสียง จากนั้นนาสัญญาณเสียงไปเข้ากระบวนการคัดเลือกเวฟ into 4 groups that consist of male and female speech เล็ตจากเวฟเล็ต 3 ตระกูล คือ ฮาร์เวฟเล็ต ไบออทอลโกนอลเเวฟ signal with the length of 5 and 60 seconds respectively. เลต็ และการประมาณคา่ ไมต่ อ่ เนอื่ งของเมเยอร์เวฟเล็ต เพ่ือหาเวฟ These signals are then pass through to the three types เล็ตท่ีเหมาะสมท่ีสุดสาหรับงานวิจัยน้ี ทั้งนี้วิธีการคัดเลือกใช้ of Wavelet Transform: Haar wavelet, Biorthogonal หลักการหาคา่ พลงั งานเฉล่ยี การเปรยี บเทยี บความถสี่ เปกโตรแกรม wavelet and Discrete Approximation of Meyer Wavelet, และหลักการของ ไดนามิกไทม์วอร์ปปิง เป็นตัววัดผล หลังจากนั้น in order to search the best appropriate for this นาเวฟเล็ตท่ีผ่านการคัดเลือกไปทาการบีบอัดสัญญาณเสียงใน experiment. To classify wavelet, the energy average, ระดับที่ 1-3 ซึง่ ผลลัพธ์ท่ีได้จะถูกนาไปเปรียบเทียบกับเทคนิคการ spectrogram and Dynamic Time Warping (DTW) are used. บีบอัดสัญญาณด้วย Federal Standard 1016 Code Excite The best appropriate wavelet is then used to compress Linear Prediction (FE 1016 CELP) โดยใช้หลักการของค่าเฉลี่ย speech signal in level 1-3. The result of this experiment ผิดพลาดกาลังสองและอัตราส่วนของสัญญาณสูงสุดเป็นตัววัด is then compared with the Federal Standard 1016 Code คุณภาพของการบีบอัดสัญญาณผลการทดสอบพบว่า เวฟเล็ต Excite Linear Prediction (FS 1016 CELP) in the term of ตระกูลไบออทอลโกนอลให้ประสิทธิภาพในการบีบอัดสูงท่ีสุด และ speech quality using Means Square Error (MSE) and Peak ในการสังเคราะห์เสียงด้วยการคืนกลับเวฟเล็ตแบบไม่ต่อเน่ือง น้ัน Signal to Noise Ratio (PSNR). สญั ญาณเสียงของผหู้ ญงิ ทีม่ ีความยาว 5 วินาทีให้ประสิทธภิ าพเฉลีย่ ดีท่ีสุด ในการเปรียบเทียบค่า MSE และ PSNR ของการบีบอัด The results show that Biorthogonal Wavelet provides สัญญาณเสียงพูดน้ันท้ังหมดด้วยการแปลงเวฟเล็ตแบบไม่ต่อเนื่อง the best compress efficiency. Also the synthesis speech และ CELP ผลปรากฏว่าการแปลงเวฟเล็ตแบบไม่ต่อเน่ืองให้ signal with Invest Discrete Wavelet Transform (IDWT) ประสิทธิภาพในการบีบอัดสัญญาณเสียงดีกว่า CELP และยังมีค่า indicated that the 5 seconds female speech signal ผดิ พลาดนอ้ ยกวา่ เม่ือนาสัญญาไปเปรียบเทยี บกบั สญั ญาณต้นฉบบั provides the best average efficiency. Moreover, the DWT and CELP speech compression is compared in the term คำสำคัญ: ฮาร์เวฟเล็ต ไบออทอลโกนอลเวฟเล็ต การประมาณค่า of PSNR and MSE. The results show that DWT provides ไมต่ ่อเนื่องของเมเยอร์เวฟเล็ต การบบี อดั สัญญาณเสยี งพูด better performance than CELP speech compression and also it gives the errorless when it compares to the original speech signal. Abstract Keywords: Haar wavelet, Biorthogonal wavelet, Discrete Recently, speech compression research aims to approximation of meyer wavelet, Speech signal produce a compact representation of speech sounds compression such that when reconstructed it is perceived to be close

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 33 บทนา ในมาตรฐานของ FS1016 CELP เพือ่ นาไปเทียบคุณภาพกับเทคนิค สัญญาณเสียงพูด (Speech Signal) [1] น้ัน เป็นสัญญาณท่ีมี DWT แถบความถี่ตา่ ท่ีสดุ จงึ เปน็ ทส่ี นใจในการนามาประมวลผลสัญญาณ แบบเวลาจริง (Real Time) เพ่ือนาไปพัฒนาต่อเทคโนโลยีต่างๆ วิธีการทดลอง และในงานทางการสอื่ สารอกี เป็นจานวนมาก แตป่ ญั หาที่สาคัญของ ส่อื สารด้วยสญั ญาณเสยี งพดู คอื การที่ระบบสื่อสารน้ันมีแบนด์วิดท์ ทฤษฎกี ารบีบอัดสญั ญาณเสยี งพูด ท่ีมีจากัด (Limited Bandwidth) ดังน้ันการพัฒนาให้การประมวล การเขา้ รหสั สัญญาณเสยี งพดู ด้วย CELP สญั ญาณเสยี งพูดมคี วามเร็วแบบเวลาจรงิ นน้ั จึงจาเป็นต้องลดขนาด ของสัญญาณลงหรือเรียกว่าการบีบอัดสัญญาณเสียงพูด (Speech CELP ย่อมาจาก Code Excite Linear Prediction [2-3] เป็น Compression) เพื่อให้เหมาะสมกับแบนด์วิดท์ท่ีมีอย่างจากัด และ เทคโนโลยีท่ีใช้สาหรับการบีบอัดสัญญาณเสียงซึ่งได้รับมาตรฐาน เม่ือนาเสียงพูดที่ถูกบีบอัดไปแล้วน้ัน มาทาการคืนกลับ มากในระดับสากล และได้ถูกนาไปประยุกต์ใช้งานทางด้านงาน สญั ญาณเสียงหรอื การสังเคราะหส์ ญั ญาณเสียงข้ึนมาใหม่ อาจทาให้ ประมวลผลมากมาย ซ่ึงมาตรฐานของ CELP ยังสามารถแยก คณุ ภาพของสญั ญาณเสียงพูดทีไ่ ดม้ ีคุณรปู ทีต่ า่ ลงมาก เนอื่ งจากการ ออกเป็นมาตรฐานย่อยอื่นๆ อีก แต่สาหรับบทความน้ีจะศึกษา สูญเสียข้อมูลจานวนมากขณะบีบอัดสัญญาณ ซ่ึงในปัจจุบันน้ี เฉพาะมาตรฐานของสถาปัตยกรรม Federal Standard 1016 เทคนิคท่ีใช้สาหรับการลดขนาดหรือการบีบอัดสัญญาณเสียงพูดมี CELP (FS1016 CELP) [4] ซึ่งมีการพัฒนาร่วมกันระหว่าง หลากหลายเทคนิค ซึ่งแต่ละเทคนิคน้ันจะมีข้อดีและข้อเสียท่ี สหรัฐอเมริกาและห้องปฏิบัติการของ AT & Bell สามารถบีบอัด แตกต่างกัน และจากการศึกษาพบว่าการบีบอัดสัญญาณด้วยการ สัญญาณเสียงพูดท่ี 4.8 กิโลบิตต่อวินาที และจะเข้ารหัสโดยการ แปลงเวฟเล็ตแบบไม่ต่อเนื่อง (Discrete Wavelet Transform; แบง่ สญั ญาณเสยี งพดู เป็นเฟรม (Frame) ซึง่ ในหน่งึ เฟรมจะใช้อัตรา DWT) เป็นเทคนิคไดร้ บั ความสนใจมากในปจั จบุ นั การสุ่มตัวอย่าง (Sample Rate) 8 kHz และขนาดเฟรม (Frame เทคนิค DWT คือ กระบวนการบีบอัดสัญญาณหรือการ Size) 30 วินาที (ประมาณ 240 ตัวอยา่ งตอ่ 1 เฟรม) วเิ คราะห์สัญญาณ โดยใช้ตัวกรองความถี่ ซ่ึงโดยปกติสัญญาณเสียง มนุษย์จะมีทั้งความถ่ีต่าและความถี่สูง ดังน้ันเมื่อนาสัญญาณเสียง Input Speech เขา้ สู่กระบวนการบีบอัดด้วยเวฟเล็ตสัญญาณจะถูกแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ การประมาณค่า (Approximation) และรายละเอียด Stochastic Gain s Linear Prediction (Detail) ค่าการประมาณจะเป็นส่วนของความถี่ต่า และค่า Codebook Analysis รายละเอียดจะเป็นส่วนของความถี่สูง แต่สาหรับการกรองความถี่ ของสัญญาณเสียงพูดนั้น ส่วนที่สาคัญท่ีสุดก็คือ ส่วนที่เป็นความถ่ี LSP Interpolation ต่า เน่ืองจากเสียงมนุษย์นั้นเม่ือนาส่วนความถี่สูงออกเสียงจะ เปลี่ยนแปลงไป แต่ยังคงรู้ว่าผู้พูดต้องการส่ือถึงอะไร แต่ถ้าหากนา Adaptive E Synthesis Filter + สว่ นความถต่ี ่าออกไปนนั้ จะกลายเปน็ เสยี งพมึ พาเท่านน้ั Codebook - บทความนี้ไดน้ าเทคนิคการบีบอัดสัญญาณเสียงด้วย DWT ไป 1/A(Z) ประยุกต์ใช้กับเสียงทั้งหมด 80 เสียง และได้นาเทคนิค CELP (Code Excite Linear Prediction) [2-3] มาเปรียบเทียบเพื่อหา Gain s คุณภาพของการบีบอัดสัญญาณเสียงพูดหลังจากการคืนกลับ สัญญาณหรือการสังเคราะห์สัญญาณนั้นๆ ซ่ึง CELP เป็นเทคนิคที่ Error Error Weighting ได้รับการยอมรับในมาตรฐานตามสากลระหว่างประเทศซึ่งแบ่ง Minimization Filter W(Z) ออกเป็น 4 มาตรฐาน คือ มาตรฐาน Linear Predict Coefficient- 10 (LPC-10) มาตรฐาน Vector Sum Excited Linear รูปที่ 1 บล็อกไดอะแกรมการเข้ารหสั FS 1016 CELP [2] Prediction (VSELP) มาตรฐาน Low Delay Code Excited จากรูปท่ี 1 เป็นการเข้ารหัสของ FS1016 CELP เร่ิมจากการนา Linear Prediction (LD-CELP) และ มาตรฐาน Conjugate สัญญาณเสียงแปลงจากสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิตอล หลังจากนั้น Structure Algebraic Code Excited Linear Predictive (CS- สัญญาณจะถูกนาไปเขา้ กระบวนการเข้ารหัส CELP บนพื้นฐานการ ACELP) แต่ในบทความนไ้ี ด้เลือกใช้การบีบสัญญาณเสยี งด้วย CELP วเิ คราะห์ดว้ ยการสังเคราะห์หาคา่ ถ่วงนา้ หนักของเวกเตอร์คอนไตซ์ เซช่ัน (Vector Quantization; VQ) และจากการทานายพันธะเชิง เส้น (Linear Prediction) ซ่ึงมีการกระตุ้นของสัญญาณด้วย Codebook ที่ใช้งาน 2 ส่วน คือ Adaptive Codebook และ Stochastic Codebook โดยAdaptive Codebook จะถูกนามา

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 34 สร้างสัญญาณกระตุ้นความล่าช้าและ Stochastic Codebook จะ ประโยชน์มากในงานทางด้านการประมวลผลสัญญาณ (Signal ถูกนามาเพ่ือแสดงความแตกต่างระหว่างรูปแบบของคล่ืนท่ีเกิดข้ึน Processing) ปัจจุบันนี้เวฟเล็ตที่นามาใช้งานทางด้านการ จรงิ และสว่ นขยายระยะท่เี หมาะสมของการกระต้นุ ประมวลผลสัญญาณมีหลายตระกูล ท่ีสามารถเลือกใช้ได้เหมาะสม สาหรับแต่ละงาน โดยสามารถแบ่งเป็น Biorthogonal Wavelet การทานายพันธะเชิงเส้น (Linear Predictive) เป็นเทคนิคที่ และเวฟเล็ตเชิงตั้งฉากปกติ เช่น Daubechies, Symlet และ สาคัญทางด้านการวิเคราะห์เสียงเนื่องจากมีความแม่นยาสูงในการ Coiflet เป็นต้น แต่ละตระกูลจะเป็นฟังก์ชันพื้นฐานท่ีมีรูปร่าง ประมาณค่าพารามิเตอร์ของเสียงพูดเม่ือเทียบกับความเร็วในการ ลักษณะท่ีแตกต่างกันไป ซึ่งแต่ละตระกูลจะมีค่า Number of ประมวลผล หลักการพื้นฐานของการทานายพันธะเชิงเส้นอาศัย Vanishing Moments (NVM) ทา้ ยชื่อตระกูลเช่น Daubechies 4, แนวความคิดว่าตัวอย่างสัญญาณเสียงพูดสามารถประมาณค่าได้ 8,…, 20, Symlet 4, 5, 6, …, 10 และ Coiflet 1, 2, …, 5 เป็นต้น จากผลรวมของตวั อย่างสญั ญาณเสียงพูดจากอดีต การวิเคราะห์หา ถ้าค่า NVM มีค่ามากข้ึนลักษณะของฟังก์ชันพ้ืนฐานที่เลือกจะมี พารามิเตอร์เพ่ือใช้ในการทานายโดยท่ัวไปเรียกว่าการเข้ารหัสการ ความราบเรียบ (Smooth) มากขึ้น ประโยชน์ของค่า NVM นี้ก็คือ ทานายพันธะเชิงเส้น (Linear Predictive Coding; LPC) ในด้าน สามารถเลือกชนิดของเวฟเล็ตมาประยุกต์ใช้กับงานท่ีต้องการได้ การประมวลผลสัญญาณเสยี ง การเข้ารหสั การทานายพันธะเชิงเส้น อย่างหลากหลายและเหมาะสมมากขึ้น ตระกูลของเวฟเล็ตแม่ท่ี ถูกนาไปใชใ้ นสองแนวทาง ไดแ้ ก่ สาคญั และนยิ มใชก้ นั อยา่ งแพร่หลายในปจั จบุ ัน ก. การเข้ารหัสสญั ญาณเสยี ง เปน็ วงจรกรองวเิ คราะหก์ ารทานาย การแปลงเวฟเล็ตแบบไม่ต่อเนื่อง (Discrete Wavelet พันธะเชิงเส้น (LP Analysis Filter) เพื่อแยกส่วนท่ีมีการซ้าซ้อน Transform) [1] ในทางปฏิบัติแล้วสัญญาณที่นามาวิเคราะห์โดย (Redundancy) ของสัญญาณเสียงออก ส่วนท่ีเหลือเรียกว่า คอมพิวเตอร์จะมีลักษณะแบบแบ่งช่วง หรือเป็นสัญญาณท่ีถูก สัญญาณตกค้าง (Residual Signal) แซมปลง้ิ (Sampling) เข้ามา ดังนั้นจึงได้มีพัฒนาการวิเคราะห์การ แปลงเวฟเล็ตแบบไม่ต่อเน่ืองข้ึน (Discrete Wavelet Transform: ข. การสังเคราะห์สัญญาณเสียงพูด เป็นวงจรกรองการทานาย DWT) โดยจะใช้ตัวกรองในกระบวนการแปลง ซึ่งถูกพัฒนาขึ้นโดย พนั ธะเชงิ เส้นผกผัน (Inverse LP Filter) หรือวงจรกรองสังเคราะห์ Mallat ในปี 1988 ระเบียบวิธีการของ Mallat เป็นแบบแผนท่ีรู้จัก การทานายพันธะเชิงเส้น (LP Synthesis Filter) โดยท่ีฟังก์ช่ันถ่าย กันในกลุ่มผู้ท่ีทาการแปลงสัญญาณว่าเป็นการเข้ารหัสแบบ 2 โอนของวงจรกรองดังกล่าวแสดงกรอบสเปกตรัมของสัญญาณ ชอ่ งสัญญาณย่อย (Two-channel Sub band Coder) เสียงพูด วงจรกรองสังเคราะห์การทานายพันธะเชิงเส้นแสดงช่อง ทางเดินเสียงของมนุษย์และใช้หาสัญญาณกระตุ้นที่เหมาะสม แต่ สาหรับหลายๆ สัญญาณจะมีส่วนความถ่ีต่าเป็นส่วนสาคัญมาก เนื่องจากพารามิเตอร์ LPC มีความเสถียรของสัญญาณที่ต่า ซ่ึงอาจ ท่ีสดุ ซึ่งจะให้ลักษณะของสัญญาณ ในทางตรงกันข้าม ส่วนความถี่ ส่งผลต่อการไปคืนกลั บสัญญาณเสียงได้ ดังน้ันจึงได้นา สูงจะบอกความแตกต่างกัน เม่ือพิจารณาเสียงมนุษย์ ถ้าคุณย้าย คา่ พารามิเตอรจ์ าก LPC ไปพฒั นาตอ่ ดว้ ย LSP ส่วนความถี่สูงออก เสียงจะต่างออกไป แต่ยังคงรู้ว่าพูดอะไร อย่างไรก็ตามถ้าหากคุณย้ายส่วนความถ่ีต่าออกไปมากพอแล้วจะ คู่เส้นสเปกตรัม (Line Spectral Pairs; LSP) หรือความถ่ีเส้น กลายเป็นเสียงพมึ พาเทา่ นัน้ ดงั น้ันการวเิ คราะหเ์ วฟเล็ตจงึ มักพูดถึง สเปกตรัม (Line Spectral Frequency; LSF) เป็นพารามิเตอร์ การประมาณค่า (Approximation) และรายละเอียด (Detail) ซ่ึง รูปแบบหนึ่งที่พัฒนามาจากพารามิเตอร์การทานายพันธะเชิงเส้น ค่าการประมาณจะเป็นส่วนของความถ่ีต่า และค่ารายละเอียดจะ เนอ่ื งจากพารามเิ ตอร์การทานายพันธะเชงิ เสน้ ในข้ันตอนการประมาณ เปน็ ส่วนของความถส่ี งู ถา้ สร้างสัญญาณการแปลงสัญญาณเวฟเล็ต ค่าพารามิเตอร์อาจทาให้เกิดความไม่เสถียรของสัญญาณได้ ซึ่งส่งผล แบบแบ่งช่วงในข้ันตอนเดียว (1 ระดับการแปลง) เม่ือสัญญาณ ต่อคุณภาพของเสยี ง ในขณะทพ่ี ารามเิ ตอร์คู่เส้นสเปกตรัมมีคุณสมบัติ อินพทุ 1000 แซมเปล้ิ โดย cA จะเป็นค่าการประมาณ และ cD จะ ท่ีเด่นคือ ค่าพารามิเตอร์อยู่ภายในขอบเขตที่จากัด มีการเรียงลาดับ เป็นค่ารายละเอียด ของค่าพารามิเตอร์ และสามารถตรวจสอบเสถียรภาพของวงจรกรอง ได้ง่าย นอกจากน้ีคู่เส้นสเปกตรัมยังแสดงในรูปเชิงความถ่ีจึงสามารถ เม่ือพิจารณาการแยกส่วนประกอบหลายๆ ระดับโดยการแยก นาไปใชใ้ นการหาคุณสมบัติทีแ่ นน่ อนในระบบการรบั รูข้ องคนได้ ส่วนประกอบท่ีสามารถกระทาซ้าด้วยการประมาณค่าท่ีต่อเน่ือง ตามระดับทต่ี อ้ งการ เชน่ การแปลงเวฟเล็ตแบบแบ่งช่วงท่ี 3 ระดับ การแปลงเวฟเล็ต การแปลงดังรูปท่ี 2 การแปลงเวฟเล็ต (Wavelet Transform)[4-7] เปน็ คณิตศาสตร์ ที่ใช้ในการวิเคราะห์และสังเคราะห์ลักษณะของสัญญาณซ่ึงมี

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 35 g n 2 cD1 และตัดสินใจดงั น้ี [8-9] เตรยี มสญั ญาณสยี งพูด xn g n 2 cD2 สญั ญาณเสียงพดู ทใี่ ชส้ าหรบั งานวจิ ยั น้ีมที ั้งหมด 80 เสียง ซงึ่ เป็น hn 2 cA1 g n cD3 สัญญาณเสียงภาษาอังกฤษและแต่ละสัญญาณเสียงเป็นประโยค คาพูดที่แตกต่างกัน และจะมีอัตราการสุ่มตัวอย่าง (Sampling hn 2 cA2 Rate) อยู่ที่ 8000 Hz โดยข้อมูลมีขนาด 8 บิต ใช้ช่องสัญญาณ เดียว (Mono) โดยรูปแบบจะเป็นมาตรฐานของระบบพีซีเอ็ม ...hn cA3 (Pulse-Code Modulation: PCM) ซ่ึงสามารถแบ่งกลุ่มตามเวลา และแยกเปน็ สญั ญาณเสยี งของผชู้ ายและผหู้ ญิงได้ดงั นี้ รูปที่ 2 การสร้างสัญญาณการแปลงสัญญาณเวฟเล็ตแบบแบ่ง ช่วงในข้นั ตอนเดยี ว 1) เสียงผูช้ ายทเ่ี วลา 5 วนิ าที และ 60 วนิ าที อย่างละ 20 เสยี ง 2) เสียงผหู้ ญิงทเี่ วลา 5 วนิ าที และ 60 วนิ าที อย่างละ 20 เสียง บทความนี้นาเสนอเทคนิคการบีบอัดสัญญาณเสียงพูด 2 เทคนิค การบบี อดั สญั ญาณเสียงพดู เบอื้ งต้นเพื่อคัดเลอื กเวฟเลต็ ท่เี หมาะสม โดยขน้ั ตอนต่างๆ จะประกอบดว้ ย การเตรยี มสัญญาณเสยี งพดู ก่อน งานวิจยั นใี้ ช้การบีบอัดสัญญาณเสียงด้วยวิธี DWT ระดับท่ี 2 ซ่ึง การบีบอัดสัญญาณ กระบวนการบีบอัดเสียง กระบวนการคืนกลับ เวฟเล็ตท่นี ามาทาการวจิ ัยทง้ั หมด 3 ตระกลู คือ เวฟเล็ต Haar เวฟ สัญญาณจากการบีบอัดสัญญาณเสียงพูด และการเปรียบเทียบ เล็ต Biorthogonal และ เวฟเล็ต Discrete Approximation of คุณภาพของสัญญาณเสียงใหม่ที่ใกล้เคียงกับสัญญาณต้นฉบับโดย Meyer ซึง่ ในกระบวนการบีบอัดสัญญาณเสยี งโดยใช้เวฟเลต็ นนั้ จะ เปรยี บเทียบกันท้งั 2 เทคนคิ ซ่งึ ข้ันตอนต่างๆ จะแสดงในรูปที่ 3 ทาการแยกสัญญาณออกเป็นค่าสัมประสิทธิ์ สองค่าคือค่า สัมประสิทธิ์การประมาณ (Approximate Coefficient) และค่า การเลือกตระกูลเวฟเล็ต เป็นกระบวนการการคัดเลือกเวฟเล็ต สัมประสิทธริ์ ายละเอยี ด (Detail Coefficient) โดยนาขอ้ มูลเหล่านี้ เพื่อนาไปใช้ในการบีบอัดสัญญาณเสียง เพื่อเลือกเวฟเล็ตที่ ไปประมวลผลในกระบวนการอน่ื ตอ่ ไปดงั รูปที่ 4 เหมาะสมท่ีสุดสาหรับบทความนี้ โดยจะนาเวฟเล็ตที่ผ่านการ คัดเลือกจะถูกบีบอัดสัญญาณเสียงและคืนกลับสัญญาณ เพื่อ เปรียบเทียบกับเทคนคิ LPC Original Speech Signal Signal Discrete Wavelet Transform Level= Order Linear Predictive Coder (DWT) (LPC) Inverts Discrete Wavelet Filters Transform (IDWT) Line Spectral Pair High-pass Low-pass Modern Speech Signal (LSP) Code Excite Linear Prediction AD (CELP) Modern Speech Signal รูปที่ 4 การแยกองค์ประกอบของความถ่ีต่าและความถี่สูงของการ แปลงเวฟเลต็ [8] Comparisons PSNR การปรับปรุงสญั ญาณเสยี งพูดใหม่ MSE นาสัญญาณเสยี งพูดใหม่ทไ่ี ดม้ าปรบั ปรงุ อตั ราการสุ่มตัวอย่าง รปู ท่ี 3 ข้ันตอนการทางาน (Sample Rate) เพอื่ ให้ได้คณุ ภาพของสญั ญาณเสยี งที่ดขี นึ้ ดงั บทความนีใ้ ช้การบีบอัดสัญญาณเสียงด้วยวิธี DWT ระดับท่ี 2 โดย สมการที่ 1 ใช้เวฟเล็ตท้ังหมด 3 ตระกูล คือ Haar wavelet, Biorthogonal wavelet และ Discrete Approximation of Meyer Wavelet ซึ่งใน xnew  p  sampling ratenew  tsec (1) ขั้นตอนแรกคอื กระบวนการบีบอัดสัญญาณเสียงโดยใช้เวฟเล็ต จะทา q การแยกสัญญาณออกเป็นค่าสัมประสิทธ์ิ 2 ค่า คือ ค่าสัมประสิทธ์ิ การประมาณ (Approximate Coefficient) และค่าสัมประสิทธ์ิ โดยที่ xnew คอื สญั ญาณเสียงพูดใหม่ รายละเอียด (Detail Coefficient) ซึ่งการเปรียบเทียบคุณภาพของ tsec คือ เวลาในหน่วยของวินาที (ในการทดลองนค้ี อื 5 การบีบอัดสัญญาณเสียงพูดของเวฟเล็ตแต่ละตระกูลสามารถทดสอบ วนิ าที และ 6 วินาท)ี p คอื อัตราส่วนท่ใี ชใ้ นการ Resample q

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 36 ในงานวิจัยน้ีจะใช้อัตราส่วน  p q ท้ังหมด 5 อัตราส่วน คือ Amplitude 0.140 0.120 3/2, 4/2, 5/2, 3 และ 4 ซ่ึงค่า p q ท้ังหมดนี้ได้ผ่านการทดลอง 0.100 0.080 เพอ่ื หาค่าท่เี หมาะสมแลว้ โดยอาศยั เวลาเปน็ เกณฑอ์ า้ งอิง ซงึ่ ค่าท่ีได้ 0.060 เม่ือนาไปทดสอบแล้วจะทาให้ได้ค่าสัญญาณเสียงพูดท่ีมีเวลาเท่า 0.040 เดิมดังน้ันจากการคานวณจึงทาให้ได้ค่า Sample Rate และค่า 0.020 อัตราการบีบอัดสัญญาณเสยี งพูดดงั ตารางท่ี 1 0.000 ตารางท่ี 1 อัตราการสุ่มตัวอย่างและอัตราการบีบอัดสัญญาณ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 เสียงพูดของอัตราสว่ น p q แต่ละ่ ค่า Haar bior dmey อตั ราส่วนท่ี P q p/q Sampling rate Compression Rate รูปที่ 5 ค่าพลังงานเฉลีย่ ของเสยี งผูช้ ายท่เี วลา 5 วนิ าที 13 24 2 1.5 3000 2.67 0.300 35 0.250 43 2 2 4000 2.00 Amplitude 0.200 54 0.150 2 2.5 5000 1.60 0.100 0.050 1 3 6000 1.33 0.000 1 4 8000 1.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 จากตารางที่ 1 จะสังเกตเห็นว่าท่ีค่าอัตราส่วน p q ที่ 3/2 Amplitude Haar bior dmey หรอื 1.5 จะสามารถลดค่า Sampling Rate เทา่ กับ 3000 Hz จาก รปู ที่ 6 คา่ พลังงานเฉล่ียของเสียงผูช้ ายที่เวลา 60 วินาที 8000 Hz หรือลดลง 2.67 เท่าของสัญญาณเสียงพูดต้นฉบับ เปรียบเทียบคุณภาพของการบีบอัดสัญญาณเสียงของเวฟเล็ตแต่ละ 0.120 ตระกูล ในการบีบอัดสัญญาณเสียงครั้งน้ี เพื่อหาเวฟเล็ตที่ดีท่ีสุด 0.100 จากทง้ั 3 ตระกูล โดยวธิ ีทดสอบและตัดสินใจดังน้ี 0.080 0.060 ก. การหาค่าพลังงานเฉล่ียของสัญญาณเสียง โดยนา Amplitude 0.040 สัญญาณเสียงท่ีผ่านการปรับปรุงสัญญาณเสียงท้ัง 80 เสียง 0.020 คานวณหาค่าพลังงานเฉล่ีย เพื่อเปรียบเทียบคุณภาพของสัญญาณ 0.000 เสียงพดู หลังจากการบีบอัดของเวฟเล็ตทั้ง 3 ตระกูล โดยวิธีการหา ค่าพลังงานเฉลี่ยตามสมการท่ี 2 ซ่ึงถ้าเวฟเล็ตตระกูลใดมีค่า 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 พลังงานเฉล่ยี ท่ีมากที่สุดจะเปน็ เวฟเลต็ ทีถ่ ูกเลอื กมาใชง้ าน ซงึ่ ในที่น้ี ก็คือ Biorthogonal เวฟเล็ต เน่ืองจากให้ค่าความผิดพลาดน้อย Haar bior dmey ทส่ี ดุ และแสดงกราฟคา่ พลงั งานเฉลีย่ ในรปู ที่ 5-8 รูปท่ี 7 ค่าพลงั งานเฉลยี่ ของเสยี งผหู้ ญิงทีเ่ วลา 5 วินาที x  1 n Si | (2) n 0.250 | 0.200 i 1 0.150 0.100 0.050 0.000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Haar bior dmey รูปที่ 8 คา่ พลังงานเฉลี่ยของเสียงผู้หญิงทเ่ี วลา 60 วินาที ข. สังเกตจากความถ่ีสเปกตรัมโดยใช้สเปกโตรแกรม (Spectrogram) ซ่งึ โดยทั่วไปจะแบ่งเปน็ 2 แบบคือ

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 37 Frequency (Hz) 4000 วิเคราะหจ์ ากคา่ ความเขม้ ของความถี่ ถ้าเวฟเล็ตตระกลู ใดมลี กั ษณะ 3500 ของกราฟความถ่ีที่มคี ่าผดิ เพี้ยนน้อยทส่ี ุดหรือมกี ราฟความถ่ที ่คี ล้าย 3000 กับต้นฉบับมากท่ีสุดจะถือว่าเวฟเล็ตตระกูลนั้นดีท่ีสุดสาหรับ 2500 บทความนโ้ี ดยเปรียบเทียบกบั สญั ญาณเสียงต้นฉบับ 2000 Frequency (Hz) 1500 ค. ใช้ Dynamic Time Warping (DTW) เป็นขั้นตอนวิธีสาหรับ 1000 การเปรียบเทียบความคล้ายกันระหว่างข้อมูล 2 ชุด โดยผลลัพธ์ท่ี Frequency (Hz) 500 ได้จะให้ค่าระยะทางและวิถีการปรับแนว (Alignment) ที่ดีที่สุด ระหว่างขอ้ มลู ท้ังสอง ซึ่งสามารถยดื หรอื หดใหร้ อรบั ความแปรผนั ใน 0 แกนเวลาได้ ซงึ่ DTW สามารถนาไปประยุกตไ์ ดก้ ับวิดีโอ เสียง และ 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 ภาพ รวมไปถึงการประมวลผลสัญญาณต่าง ๆ ที่สามารถแปลงให้ Time (sec) อยู่ในรูปของข้อมูลเชิงเส้นได้ ดังน้ันงานวิจัยน้ีจึงนาเทคนิคของ DTW มาประยุกต์ใช้ เพ่ือจัดการกับคาพูดท่ีมีความเร็วและการสุ่ม ก. Original ข้อมูลท่ีไม่เท่ากันแม้จะส่ือความหมายเดียวกัน หรือเพ่ือทาให้ จังหวะทางเวลาของสัญญาณตัวอย่างมีค่าตรงกับสัญญาณต้นแบบ 1500 เพ่ือลดข้อผิดพลาดที่จะเกิดข้ึนในการเปรียบเทียบสเปกตรัมของ สญั ญาณ โดยกาหนดให้ลาดับของ เวกเตอร์ A และเวกเตอร์ B ดัง 1000 สมการที่ 3 และ การเปรียบเทียบระยะห่างระหว่างเวกเตอร์ 4 A และเวกเตอร์ B แสดงในสมการท่ี เมื่อ 5 d i, j เป็นระยะห่าง 500 ระหว่างคจู่ ุดทจ่ี ดุ i ของเฟรม A และ j ของเฟรม B โดยที่ ain 0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 Time (sec) เป็นค่าลาดับท่ี i ของเวกเตอร์ A และ bjn เป็นค่าลาดับท่ี j ข. เวฟเล็ต Haar ของเวกเตอร์ B และ K เปน็ จานวนของลักษณะของเวกเตอร์ ซึ่ง คา่ ท่ีได้จะเป็นค่าระยะทางทมี่ ีคา่ น้อยที่สดุ 1500 A  a1, a2,...,aI (3) 1000 B  b1,b2,...,bJ (4) 500 Frequency (Hz) K 2 (5) 0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0  Time (sec) ain  bjn  d i, j  ค. เวฟเล็ต Biorthogonal n1 1500 1000 500 0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Time (sec) ง. เวฟเลต็ Discrete Approximation of Meyer รูปที่ 9 ตัวอย่างการเปรียบเทียบความถ่ีสเปกตรัมของ สญั ญาณเสยี ง จากรูปที่ 9 เป็นตัวอย่างของการเปรียบเทียบคุณภาพของ รูปที่ 10 ตัวอย่างการเปรียบเทียบความคล้ายกันระหว่าง สัญญาณเสียงพูดหลังจากการบีบอัดด้วยของเวฟเล็ตท้ัง 3 ตระกูล สญั ญาณเสยี งตน้ ฉบบั และเสียงใหม่ โดยใช้เทคนิคสเปกโตรแกรมมาช่วยในการเปรียบเทียบค่าความถ่ี ของสัญญาณเสียงหลังจากการปรับปรุงสัญญาณเสียงพูดแล้ว โดย

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 38 จากรูปท่ี 10 จะเห็นได้ว่าเส้น DTW จะมีลักษณะใกล้เคียง ตารางท่ี 4 การเปรียบเทียบค่าสัมประสิทธ์ิสหสัมพันธ์ของ กับเส้นตรงที่เป็นเส้นอ้างอิงมาก ซึ่งเทคนิคถ้าเส้น DTW ใกล้เคียง เส้นตรงมากเท่าไร แสดงใหเ้ หน็ วา่ สัญญาณเสียงมคี วามใกล้เคียงกับ สัญญาณเสียงของผูห้ ญงิ ที่เวลา 60 วนิ าที ต้นฉบับมากเท่านั้น ดังน้ันการเปรียบเทียบลักษณะเด่นของ สัญญาณเสียงจึงจะใช้ตัวตรวจจับแบบสหสัมพันธ์ (Correlation อัตราการสมุ่ ตัวอย่าง ตระกูลเวฟเล็ต Detector) โดยการคานวณหาค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ ของสญั ญาณเสยี งพูด Haar (Correlation Coefficient) ระหว่างเส้น DTW และ เส้นอ้างอิง Biorthogonal Discrete Approximation ตามสมการที่ 6 of Meyer 3000 0.99986 0.99978 0.99986 4000 0.99977 0.99898 0.99941 5000 0.99993 0.99879 0.99870 6000 0.99983 0.99978 0.99980 8000 0.99979 0.99966 0.99986 N  XY  X Y  (6) ตารางท่ี 5 การเปรียบเทียบค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ของ r สญั ญาณเสียงของผู้ชายที่เวลา 60 วินาที   N  X 2   X 2 N Y 2  Y 2 อัตราการส่มุ ตวั อยา่ ง ตระกูลเวฟเลต็ ของสญั ญาณเสยี งพูด Haar เม่อื X คอื สัญญาณเสียงต้นฉบบั Discrete Approximation Y คอื สญั ญาณเสยี งทถ่ี ูกคนื กลบั of Meyer Biorthogonal จากสมการที่ 6 เปน็ การคานวณหาค่าสมั ประสิทธ์ิสหสัมพันธ์ เพ่ือ 3000 0.99597 0.98840 0.98443 เปรียบเทียบประสิทธิภาพของเวฟเล็ตท้ัง 3 ตระกูล ซึ่งผลลัพธ์ของ สัญญาณเสียงพดู แต่ละกลุ่มได้แสดงดงั ตารางที่ 2-5 4000 0.98199 0.97472 0.95501 5000 0.99239 0.99095 0.99226 6000 0.99765 0.99473 0.99533 ตารางท่ี 2 การเปรียบเทียบค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ของ 8000 0.99755 0.99592 0.99883 สญั ญาณเสียงของผู้หญงิ ที่เวลา 5 วินาที จากตารางที่ 2-5 เป็นการหาค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ r อัตราการสุม่ ตวั อย่าง ตระกลู เวฟเลต็ โดยผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเวฟเล็ตทั้ง 3 ตระกูล มีค่า ของสญั ญาณเสยี งพดู Haar สมั ประสิทธิส์ หสัมพนั ธ์ที่ใกลเ้ คยี งกันมาก โดยเฉพาะ Haar เวฟเล็ต Biorthogonal Discrete Approximation ใหป้ ระสทิ ธิภาพการบีบอดั สญั ญาณเสยี งพูดและคนื กลบั สัญญาณได้ of Meyer ดีกว่า Biorthogonal เวฟเล็ต และ Discrete Approximation of Meyer เวฟเล็ต เน่อื งจากมคี ่าสัมประสิทธส์ิ หสมั พันธ์ ท่มี คี ่าเข้าใกล้ 3000 0.99931 0.99953 0.99902 1 มากท่ีสดุ 4000 0.99957 0.99848 0.99876 จากการคัดเลือกตระกูลเวฟเล็ตทั้ง 3 ตระกูล เพื่อหาเวฟเล็ตท่ี เ ห ม า ะ ส ม ส า ห รั บ บ ท ค ว า ม น้ี ไ ด้ ข้ อ ส รุ ป เ ป็ น ต ร ะ กู ล เ ว ฟ เ ล็ ต 5000 0.99970 0.99964 0.99965 Biorthogonal เนื่องจากเวฟเล็ตตระกูลนี้มีฟังก์ชันพ้ืนฐานท่ี เหมาะสมกับการวิเคราะห์สัญญาณท่ีมีลักษณะไม่คงที่ ในรูปท่ี 5-8 6000 0.99974 0.99984 0.99988 จะเห็นได้ว่า เวฟเล็ต Biorthogonal ให้ผลท่ีดีกว่าเวฟเล็ตตระกูล อื่น ในข้ันตอนต่อไปน้ีจะกล่าวถึงการบีบอัดสัญญาณเสียงด้วยเวฟ 8000 0.99938 0.99833 0.99787 เล็ตเปรียบเทียบกบั การบีบอัดสัญญาณเสียงด้วย CELP โดยการบีบ อัดน้ันจะใช้ Order สาหรับการบีบอัดที่เท่ากัน คือ Order 10, 20 ตารางที่ 3 การเปรียบเทียบค่าสัมประสิทธ์ิสหสัมพันธ์ของ และ 30 สญั ญาณเสยี งของผู้ชายท่เี วลา 5 วนิ าที อัตราการส่มุ ตัวอยา่ ง ตระกลู เวฟเล็ต ของสัญญาณเสยี งพูด Haar Biorthogonal Discrete Approximation of Meyer 3000 0.99273 0.97433 0.98839 4000 0.96996 0.96652 0.99299 5000 0.99468 0.99386 0.99208 6000 0.99213 0.97846 0.98747 8000 0.99389 0.99164 0.94263

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 39 การบบี อดั สัญญาณเสียงพดู โดยใช้เวฟเล็ตตระกูล Biorthogonal แตกต่างกัน ดังนั้นในบทความนี้จึงใช้เทคนิคค่าความคลาดเคลื่อน ในขนั้ ตอนนจ้ี ะนาสัญญาณเสียงที่ได้เตรียมไว้เข้าสู่กระบวนการ เฉลี่ยกาลังสอง (Mean Square Error; MSE) และอัตราส่วนของ สญั ญาณต่อสัญญาณรบกวนสูงสุด (Peak Signal to Noise Ratio; บีบอัดดว้ ยเวฟเล็ตดงั รปู ที่ 11 PSNR) ในการเปรียบเทียบคุณภาพของสัญญาณเสียง เพ่ือหา เทคนคิ การบบี อดั สัญญาณเสยี งทเี่ หมาะสมที่สดุ Biorthogonal Wavelet DWT IDWT ก. การหาค่าเฉล่ียความคาดเคลื่อนกาลังสอง (Mean Square Error) รูปที่ 11 กระบวนการบีบอัดสัญญาณเสียงพูดของเวฟเลต็  MSE  1 N 1 2 (7) จากรูปท่ี 11 สัญญาณเสียงท้ังหมดจะถูกบีบอัดสัญญาณ N i0 เสียงพูดด้วย Biorthogonal เวฟเล็ตโดยใช้เทคนิคของการแปลง si  pi เวฟเล็ตแบบไม่ต่อเนื่อง (DWT) และทาการคืนกลับสัญญาณเสียง โดยใช้เทคนิคการแปลงกลับเวฟเล็ตแบบไม่ต่อเนื่อง (Inverse โดยที่ si คอื สญั ญาณเสยี งต้นฉบับ Discrete Wavelet Transform; IDWT) pi คือ สัญญาณเสยี งท่ีถูกคนื กลบั การสกัดลักษณะของสัญญาณเสียงพูดโดยใช้การเข้ารหัสแบบเชิง ข. อตั ราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนสูงสุด (Peak Signal เสน้ (LPC) to Noise Ratio) ใ น ขั้ น ต อ น น้ี จ ะ น า สั ญ ญ า ณ เ สี ย ง ชุ ด เ ดี ย ว กั น กั บ ก า ร บี บ อั ด สัญญาณเสียงด้วยเวฟเล็ต เพ่ือเข้าสู่กระบวนการสกัดลักษณะเด่น PSNR  10log10 NX 2 (8) ของสัญญาณสียงด้วยเทคนิค LPC และใช้หลักการของ CELP เพื่อ xr 2 บบี อัดสัญญาณและสงั เคราะหส์ ัญญาณเสียงขน้ึ มาใหม่ดังรูปที่ 12 โดยท่ี N คอื ความยาวของสัญญาณเสียงที่ถกู คืนกลับ LPC LSP CELP X คื อ ค่ า สู ง สุ ด ข อ ง ค่ า เ ฉ ล่ี ย ก า ลั ง ส อ ง ข อ ง สญั ญาณเสียงต้นฉบับ x  r 2 คือ ความแตกต่างของระดับพลังงานระหว่าง สัญญาณ เสยี งตน้ ฉบับกบั สญั ญาณเสยี งคืนกลบั รูปท่ี 12 กระบวนการบบี อัดสญั ญาณเสียงพูดของ CELP ผลการทดลอง จากรูปที่ 12 เสียงทั้งหมดจะถูกนาไปสกัดลักษณะเด่นของ จากการบบี อัดสัญญาณเสียงทง้ั หมด 80 เสยี ง โดยแบ่งเปน็ เสียง สัญญาณเสียงด้วย LPC ท่ี Oder 10, 20 และ 40 แต่เนื่องจาก ของผหู้ ญงิ และผ้ชู ายทีม่ คี วามยาว 5 วินาที และ 60 วินาที อย่างละ เทคนิคของ LPC จะมีประสิทธิภาพไม่ค่อยดี จึงส่งค่าพารามิเตอร์ 20 เสียง เพื่อบีบอัดสัญญาณเสียงด้วย DWT ระดับท่ี 1- 3 และ การควอนไตซ์เซชันของ LPC ไปแปลงเป็นค่าพารามิเตอร์ของ LSP CELP Level ท่ี 10, 20, 30 โดยเปรียบเทียบผลการทดลองจากค่า เพ่ือปรับปรุงการเข้ารหัสสัญญาณเสียงพูดให้มีประสิทธิภาพดีข้ึน ความผดิ เพยี้ นของ MSE และการหาประสิทธิภาพของ PSNR แสดง หลังจากน้ันนาไปบีบอัดสัญญาณเสียงด้วย CELP และสังเคราะห์ ให้เหน็ ว่าคุณภาพของสัญญาณเสียงที่ผ่านการบีบอัดด้วย DWT จะ สัญญาณเสียงขึ้นมาใหม่โดยใช้ค่าพารามิเตอร์ของ LSP ในการ เห็นว่าคุณภาพของสญั ญาณเสียงจะดีขึ้นเป็นลาดับโดยเฉพาะอย่าง สังเคราะห์ ซึ่ง CELP เป็นเทคโนโลยีในการบีบอัดสัญญาณเสียงที่ ยิง่ การบบี อดั ด้วยระดับ 1 เม่อื เปรียบเทียบกับการบีบอัดด้วย CELP ได้รบั มาตรฐานและเปน็ ท่ีร้จู กั และน่าจบั ตามองในปัจจุบัน ซึ่งสามารถสรุปเป็นค่าเฉลี่ยของเสียงแต่ละประเภทดังตารางท่ี 6 เทคนิคการเปรียบเทียบคณุ ภาพของสญั ญาณเสียง และ 7 หลงั จากการบีบอัดสัญญาณเสียงพูดด้วย DWT และ CELP น้ัน ได้ทาการคืนกลับสัญญาณ เสียงด้วยเทคนิคที่แตกต่างกันคือ DWT จะคืนกลับเสียงด้วย IDWT และ CELP สังเคราะห์สัญญาณเสียง ข้ึนมาใหม่โดยใช้พารามิเตอร์ของ LSP ซ่ึงเสียงท่ีได้จะมีความ

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 40 ตารางท่ี 6 คา่ เฉล่ียของ MSE เวฟเล็ต เขา้ สกู่ ระบวนการบีบอัดสัญญาณเสียงพดู โดยใช้เทคนคิ ของ DWT ระดับท่ี 1 – 3 และคืนกลับสัญญาณเสียงด้วย IDWT จากผล ระดับการบีบอดั เสยี งพดู ค่าเฉล่ีย MSE การทดลองสามารถวิเคราะห์ไดว้ ่าเสยี งพูดทม่ี คี วามยาว 5 วนิ าที จะ DWT CELP มีประสิทธิภาพในการคืนกลับสัญญาณมากกว่าเสียงพูดท่ีมีความ ยาว 60 วนิ าที โดยเฉพาะสัญญาณเสยี งพดู ของผ้หู ญิง ผหู้ ญงิ 5 วนิ าที 0.0039684 0.0394481 เม่ือนาสัญญาณเสียงพูดหลังจากการคืนกลับสัญญาณเสียงไป ระดบั ท่ี 3 หรอื Order 10 ผูช้ าย 5 วินาที 0.002262 0.0109041 เปรียบเทียบคุณภาพของสัญญาณเสียงกับเทคนิคการบีบอัด ผหู้ ญงิ 60 วนิ าที 0.0081388 0.015538 สัญญาณของ CELP ท่ี Order 10, 20 และ 30 เนื่องจากเทคนิค การบีบอัดสัญญาณเสียงของ CELP นั้นเป็นมาตรฐานการบีบอัดท่ี ผชู้ าย 60 วินาที 0.0040201 0.0037642 นิยมใช้กันมากในปัจจุบัน ซึ่งหลักการท่ีใช้สาหรับเปรียบเทียบ ประสทิ ธิภาพของสญั ญาณระหว่างการบีบอัดสัญญาณเสียงพูดด้วย ผ้หู ญิง 5 วินาที 0.000699 0.0346344 DWT กับ CELP นั้น จะใช้ค่า MSE และ PSNR มาวิเคราะห์ผล ซึ่ง ปรากฏว่าการบีบอัดสัญญาณเสียงด้วย DWT ให้ประสิทธิภาพใน ระดบั ที่ 2 หรือ Order 20 ผชู้ าย 5 วนิ าที 0.001325 0.0098298 การบีบอัดสัญญาณเสียงที่ดีกว่า CELP และทั้งนี้ยังมีค่าผิดพลาดท่ี ผหู้ ญงิ 60 วินาที 0.0024015 0.0161028 น้อยกว่าเม่อื นาสญั ญาณไปเปรยี บเทียบกบั สัญญาณต้นฉบบั และยงั สามารถนาไปประยกุ ตใ์ ชบ้ บี อดั ขอ้ มูลชนดิ อ่ืนได้ ผู้ชาย 60 วนิ าที 0.0025496 0.0045219 เอกสารอา้ งองิ ผูห้ ญิง 5 วินาที 0.0002561 0.041775 [1] วรี ะยทุ ธ คุณรตั นสิริ และจักรี ศรนี นทฉ์ ัตร .“การเปรยี บเทียบ ประสิทธิภาพการบีบอดั เสียงพูดโดยใช้เทคนิคเวฟเลต็ ”. การประชมุ ระดบั ที่ 1 หรือ Order 30 ผชู้ าย 5 วินาที 0.0003154 0.0105815 เครือข่ายวิชาการด้านวิศวกรรมไฟฟ้า มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราช ผหู้ ญงิ 60 วนิ าที 0.0005144 0.0168456 มงคล ครั้งที่ 3(EENET), 2011, หน้า 339-342 [2] B.Dennis. “Details to assist in implementation of ผู้ชาย 60 วินาที 0.0007185 0.00439 Federal Standard 1016 CELP,\" National Communication Bulletin ,1-92The Manager National Communications ตารางท่ี 7 ค่าเฉลย่ี ของ PSNR system,1992 . [3] A.N.Suen, J.F. Wang and T. C. Yao. “Dynamic partial ระดับการบบี อดั เสยี ง ค่าเฉลีย่ PSNR search scheme for stochastic codebook of FS1016 CELP DWT CELP coder,” IEEE Proc. – Image Signal Process, vol. 142, ผหู้ ญงิ 5 วนิ าที 22.964986 13.781483 China, February 1, 1995, pp. 52-58. 19.55126 19.381605 [4] M.A. Osman and Hussein, N. “Speech compression ระดบั ที่ 3 หรอื Order 10 ผ้ชู าย 5 วินาที 21.404765 17.657204 using LPC and wavelet,” 2nd International Conference on ผู้หญงิ 60 วินาที 22.588559 23.782297 Computer Engineering and Technology (ICCET), April 30.536701 14.82256 Chengdu China, 2010, pp. 92-97. ผู้ชาย 60 วนิ าที 24.893672 20.100045 [5] S. M. Joseph and P. Babu Anto, “Speech 27.309833 17.807994 Compression Using Wavelet Transform,” IEEE- ผู้หญงิ 5 วนิ าที 26.265939 23.250548 International Conference on Recent Trends in 34.548318 13.704442 Information Technology (ICRTIT), Anna University, ระดับท่ี 2 หรือ Order 20 ผู้ชาย 5 วินาที 32.612891 19.78766 Chennai. June 5-3, 2011, pp. 754-758. ผหู้ ญงิ 60 วินาที 33.886936 17.548176 [6] Z. Dan and M.A. Sheng-qian, “Speech Compression 31.965845 23.639487 With Best Wavelet Packet Transform And SPIHT ผชู้ าย 60 วินาที ผู้หญงิ 5 วินาที ระดบั ท่ี 1 หรือ Order 30 ผชู้ าย 5 วนิ าที ผ้หู ญิง 60 วนิ าที ผ้ชู าย 60 วนิ าที สรปุ ผล บทความนเ้ี ป็นการศกึ ษาและการใชป้ ระโยชน์การแปลงเวฟเล็ต สาหรับการบีบอัดสัญญาณเสียงพูด โดยใช้เทคนิคการบีบอัด สญั ญาณเสียงด้วย DWT และ CELP เพ่ือเปรียบเทียบคุณภาพหลัง การคนื กลบั สญั ญาณ ซ่ึงปกติแลว้ ในกระบวนการส่งสัญญาณเสียงที่ มีการบีบอัดสัญญาณเสียงนั้น เพ่ือต้องการลด ขนาดของ สัญญาณเสียงพูดจากสัญญาณเสียงต้นฉบับ และต้องการให้ สัญญาณเสียงพูดมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับสัญญาณเสียงพูดต้นฉบับ มากท่สี ดุ หรอื ข้ึนอยกู่ บั การนาเสยี งนนั้ ๆ ไปประยกุ ตใ์ ชง้ าน ผลการทดลองพบว่าเวฟเล็ตท่ีเหมาะสมและผ่านการคัดเลือก คอื Biorthogonal เวฟเล็ต เน่ืองจากให้ประสิทธิภาพในการบีบอัด สัญญาณท่ีสูงกว่าเวฟเล็ตท้ัง 2 ตระกูล ดังนั้นจึงนา Biorthogonal

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 41 Algorithm,” Second International Conference on Computer Modeling and Simulation, 2010, pp. 360-363. [7] S. Ranjan, “A Discrete Wavelet Transform Based Approach to Hindi Speech Recognition,” International Conference on Signal Acquisition and Processing (ICSAP) ,Bangalore India, 2010 , pp. 345-348. [8] S. Kornsing and J. Srinonchat. “Exploring Dynamic Time Warping Techniques to Wavelet Speech Compressing,” 9th International Conference on Electrical Engineering/ Electronics Computer Telecommunications and Information Technology , Hua Hin, Thailand, 2012, pp. 1-4. [9] S. Kornsing and J. Srinonchat, “Enhancement Speech Compression Technique Using Modern Wavelet Transforms,” International Symposium on Computer Consumer and Control, Hua Hin, Thailand, 2012, pp. 393- 396.

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 42 การพัฒนาระบบบริหารจัดการงานซอ่ มบารุงบนเว็บไซตข์ องคณะเภสชั ศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั มหดิ ล Development of Maintenance Management System Based on Web Application of Faculty of Pharmacy, Mahidol University โสรจั ทัศนเจรญิ ชาญเดช แสงงาม สริ ิมา วดู เด่น อรพรรณ์ โขมะสรานนท์ นนั ทวรรณ จินากุล* คณะเภสัชศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั มหดิ ล ถนนศรอี ยธุ ยา แขวงท่งุ พญาไท เขตราชเทวี กรงุ เทพฯ 10400 *E-mail : [email protected] บทคัดย่อ Abstract การศึกษาคร้ังน้ีมีวัตถุประสงค์เพ่ือ 1) พัฒนาระบบบริหาร This study was aimed to 1) develop a จัดการงานซ่อมบารุงบนเว็บไซต์ 2) ประเมินระยะเวลาแล้ว maintenance management system based on web เสร็จในการดาเนินการซ่อมบารุงบนเว็บไซต์ โดยทาการ application 2) evaluate the period for completion of วเิ คราะห์และออกแบบระบบตามรูปแบบวงจรการพัฒนาระบบ maintenance on web application based on the (SDLC) ซึ่งแบ่งเป็น 5 ระยะ ได้แก่ ระยะท่ี 1) การวางแผน model system development life cycle (SDLC). This โครงการ ระยะท่ี 2) การวิเคราะห์ ระยะที่ 3) การออกแบบ system was divided into five phases: 1) planning 2) ระยะที่ 4) การนาไปใช้ และระยะที่ 5) การบารุงรักษา analysis 3) design 4) application and 5) maintenance. จากน้ันทาการประเมินระยะเวลาแล้วเสร็จในการดาเนินการ Then, the completion period of maintenance was ซ่อมบารุงบนเวบ็ ไซต์ โดยทาการเก็บขอ้ มลู ตั้งแต่วันท่ี 1 ตุลาคม determined by the collection of 895 documents พ.ศ. 2556 – 30 กันยายน พ.ศ. 2557 จานวน 895 รายการ during October 1, 2013 - September 30, 2014. The สถิติท่ีใช้ คือ ค่าฐานนิยม ค่าร้อยละ และค่าเฉลี่ย ผลการวิจัย statistics used were the mode, percentages and พบว่า 1) ระบบท่ีได้จากการพัฒนาสามารถติดตามสถานะ averages. The results showed that 1) the developed การซ่อม ดูประวัติการซ่อมและแจ้งผลการดาเนินการซ่อมโดย system was able to track the status of the repair, สามารถนามาพัฒนาระบบบริหารจัดการงานซ่อมบารุงบน history and results of operations, which could be เว็บไซต์ของคณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดลได้ adapted to develop maintenance management 2) การประเมินระยะเวลาแล้วเสร็จในการดาเนินการซ่อมบารุง system on web application of the Faculty of บนเว็บไซต์ พบว่า ระยะเวลาในการซ่อมแล้วเสร็จของระบบงาน Pharmacy, Mahidol University 2) the period for ไฟฟา้ ระบบงานปรับอากาศ ระบบงานประปา และ ระบบงาน completion of maintenance on web application ตัวอาคาร มีค่าเฉล่ียระยะเวลาแล้วเสร็จต่อรายการ คือ 3.85, showed that the period of the repair of electrical 3.75, 2.73 และ 4.08 วัน ตามลาดับ ระยะเวลาแล้วเสร็จท่ีมี systems, air conditioning systems, plumbing systems ความถี่สูงสุดในการดาเนินการซ่อมต่อรายการ คือ 1วัน ในทุก and system building, had average completion periods ระบบงาน การพัฒนาระบบบริหารจัดการงานซ่อมบารุงบน per item of 3.85, 3.75, 2.73 and 4.08, respectively. เว็บไซต์น้ันช่วยให้งานซ่อมบารุงมีประสิทธิภาพมากข้ึนและ Completion period with the highest frequency in the สามารถนาไปใชใ้ นการวางแผนการบริหารงานเพ่ือปรับปรุงการ repair list was 1 day of every system. Development of บริการให้ดีขน้ึ ตลอดจนสามารถนาไปเป็นต้นแบบในการพัฒนา maintenance management system based on web ระบบการจดั การในหน่วยงานอ่ืนได้ตอ่ ไป application allows for more efficient maintenance and can be used to plan the administration to คำสำคัญ: ระบบงานซ่อมบารุงผ่านเว็บ การบริหารจัดการงาน improve the service for the better. It can be taken as ซอ่ มบารงุ a model in the development of management systems in other departments in the future. Keywords: System maintenance through the web, The management of maintenance

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 43 บทนา พัฒนาระบบบริหารจัดการงานซ่อมบารุงบนเว็บไซต์โดยผู้ส่ง ซ่อมสามารถแจ้งงานซ่อมผ่านระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ตามท่ีมหาวิทยาลัยมหิดลได้กาหนดยุทธศาสตร์ พ .ศ.2556- ภายในของคณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล หรือระบบ 2559 ทั้งหมด 9 ด้าน โดยเฉพาะด้านท่ี 6 ไว้ คือ การสร้าง intranet เพื่อมุ่งหวังในการแก้ไขปัญหาดังกล่าวที่จะอานวย ม ห า วิ ท ย า ลั ย ท่ี ใ ช้ เ ท ค โ น โ ล ยี ส า ร ส น เ ท ศ แ ล ะ ก า ร ส่ื อ ส า ร ความสะดวกให้กับช่างและเจ้าหน้าที่ของหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง เปน็ พ้นื ฐาน(ICT-based University) รวมถงึ มี เป้าประสงคห์ ลัก ในการแจ้งการซ่อมบารงุ โดยมกี ารบันทกึ ขอ้ มลู ประวัติการซอ่ ม, เพื่อการสง่ เสรมิ ให้เกิดการเป็น ECO University เช่น อัตราการ การติดตามสถานะการซ่อม และบันทึกผลการปฏิบัติงานของ ใช้กระดาษในสานักงานลดลง เป็นต้น คณะเภสัชศาสตร์เป็น หน่วยดูแลทรัพย์สินได้ อีกท้ังจะช่วยให้อัตราการใช้กระดาษใน องค์กรหนึ่งในมหาวิทยาลัยมหิดลที่มีพันธกิจด้านการสร้าง สานักงานลดลงช่วยประหยดั ทรพั ยากรกระดาษลงได้ บัณฑิตที่มีคุณภาพ ผลิตและเผยแพร่งานวิจัยและนวัตกรรม วตั ถปุ ระสงค์ เป็นศูนย์กลางการให้บริการวิชาการ เสริมสร้างและสนับสนุน ด้านศิลปวัฒนธรรม จากพันธกิจดังกล่าวจึงทาให้มีจานวนวัสดุ 1. เพือ่ พัฒนาระบบบริหารจดั การงานซอ่ มบารุงบน และครภุ ณั ฑ์ทีอ่ ยู่ในการดูแลเป็นจานวนมาก ดังนั้นเมื่อเกิดการ เว็บไซต์ ชารุดจึงต้องซ่อมให้อยู่ในสภาพพร้อมใช้งานได้ตลอดเวลา งานซ่อมบารุงจะมีหน่วยดูแลทรัพย์สินซ่ึงมีช่างประจาทาหน้าที่ 2. เพ่อื ประเมนิ ระยะเวลาแล้วเสรจ็ ในการดาเนนิ การซ่อม ในการซ่อม โดยระบบการแจ้งซ่อมเดิมเป็นการกรอก บารงุ บนเวบ็ ไซต์ รายละเอียดลงในใบส่งซ่อมผ่านเจ้าหน้าที่ทาการสาเนาอีก 2 ฉบับ รวมทั้งส้ิน 3 ฉบับทาให้ส้ินเปลืองทรัพยากรกระดาษ ขอบเขตของงานวจิ ัย ในขณะเดียวกันการส่งเอกสารแจ้งซ่อมไปยังหน่วยงานที่ การวิจัยในครั้งน้ีดาเนินการโดยศึกษาปัญหาระบบงานซ่อม รับผิดชอบมีหลายขั้นตอน และยุ่งยากทาให้เกิดปัญหาต่างๆ อาทิ เอกสารแจ้งซ่อมสูญหาย ติดตามการดาเนินการซ่อมของ บารุงแบบเดมิ จากการเขียนใบส่งซ่อมแล้วลงรับในสมุดทะเบียน ช่างและหน่วยพัสดุไม่ได้ ขาดการประสานงานระหว่าง มาทาการวิเคราะห์และออกแบบระบบงานเพื่อนามาพัฒนา ผู้รับผิดชอบ ผู้บังคับบัญชาหรือหัวหน้าหน่วยไม่ทราบว่าวัสดุ ระบบบริหารจัดการงานซ่อมบารุงบนเว็บไซต์และประเมิน และครุภัณฑ์ ในหน่วยมีการชารุดเนื่องจากเจ้าหน้าท่ีทาการส่ง ระยะเวลาแล้วเสร็จในการดาเนินการซ่อมบารุงโดยเก็บข้อมูล ซ่อมได้เองโดยไม่ต้องผ่านการอนุมัติ นอกจากถ้ามีการส่งช่าง ต้ังแต่เร่ิมใช้ระบบใหม่ในวันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2556 – 30 หรือบริษัทภายนอกคณะฯ จึงจะให้ผู้บังคับบัญชา หรือหัวหน้า กนั ยายน พ.ศ. 2557 เนือ่ งจากการส่งซ่อมระบบเดมิ ซึง่ ใชว้ ธิ ี หนว่ ยอนุมตั ิ ปัจจยั เหลา่ น้ที าให้ระบบการซ่อมไมม่ ีประสทิ ธิภาพ เขยี นใบสง่ ซ่อมทาใหเ้ กดิ การสูญหายของเอกสาร ตดิ ตามสถานะ และไมร่ าบรื่น นับว่าไม่เป็นระบบในการบริหารจัดการงานซ่อม ซ่อม และ ประเมินระยะเวลาแล้วเสร็จไม่ได้ทาให้ข้อมูลที่ได้ไม่ บารุงที่ดี ดังน้ัน เพ่ือให้การบริหารจัดการงานซ่อมบารุงมี สมบูรณ์จึงไม่สามารถนาข้อมูลเดิมมาใช้ในการเปรียบเทียบกับ ประสิทธิภาพและเกิดประสิทธิผล รวดเร็วทันกาหนดเวลา ข้อมูลในระบบใหม่ท่ีพัฒนาขึ้น โดยระบบที่ถูกพัฒนาข้ึนจะ ประหยัดกระดาษท่ีต้องใช้แจ้งซ่อมและให้สอดคล้องกับแผน สามารถนามาใชใ้ นระบบบรหิ ารจดั การงานซ่อมบารงุ บนเวบ็ ไซต์ ดังกล่าวจาเป็นต้องนาข้อมูลต่างๆในเอกสารแจ้งซ่อมมาจัดเก็บ ของคณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลยั มหิดลให้ได้ประสิทธิภาพท่ีดี รวบรวมไว้อยู่ในรูปของระบบฐานข้อมูล ดังท่ี ชาตรี คงสมบูรณ์ ยง่ิ ขึ้น ได้ทาการศึกษาโดยนาข้อมูลมาเก็บอยูใ่ นรปู ของระบบฐานขอ้ มูล พัฒนาโดย Web Application มีข้อดี คือ ไม่ต้องมีเจ้าหน้าที่ วิธีการทดลอง ประจาในการรอรับการแจ้งซ่อม การเก็บข้อมูลมีประสิทธิภาพ มากขึ้น การเรียกใช้งานข้อมูลมีความรวดเร็วถูกต้องและ เครื่องมอื ท่ใี ช้ในการวิจัย สามารถรวบรวมข้อมูลทั้งหมดไว้สาหรับการบริหารจัดการ การพัฒนาโปรแกรมให้มีลักษณะเป็นแบบ Web-Based สามารถตรวจสอบข้อมูลวิเคราะห์ข้อมูลและสรุปผลออกมาใน รูปแบบเอกสารเพื่อนาเสนอได้อย่างรวดเร็ว [1] ดังน้ันการเพิ่ม Application โดยใชภ้ าษาคอมพวิ เตอร์ประเภท Open Source สมรรถนะทางด้านการบริหารจัดการด้วยการนาโปรแกรม Computer Language ได้แก่ PHP, HTML และ SQL ทางาน คอมพิวเตอร์มาช่วยในการแก้ไขปัญหาระบบงานส่งซ่อมท่ีมีอยู่ ร่วมกันเพอ่ื ใหส้ ามารถ เรยี กดู แกไ้ ข และบันทึกข้อมูลบนเครื่อง เดิมจะสามารถช่วยลดปัญหาดังกล่าวได้ ผู้วิจัยจึงมีแนวคิดที่จะ Database Server และ Web Server ซ่ึงติดต้ังอยู่ในระบบ เครอื ข่ายท้องถ่นิ (Local Area Network :LAN) โดยให้ผู้ใช้งาน เข้าใช้โปรแกรมผ่าน Web Browser ด้วยรหัสผู้ใช้งานที่ผู้ดูแล ระบบกาหนดสิทธิ์ไว้จากเครื่องคอมพิวเตอร์ใดๆก็ได้ในระบบ เครือข่ายท้องถ่ินภายในคณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล เครือ่ งมอื ที่ใชใ้ นการพัฒนามีดงั นี้

Research Journal-Rajamangala University of Technology Thanyaburi, ISSN 1686-8420, Vol 15, Issue 1, 2016 44 1. ระบบปฏิบัติการ(OS) และ Software (โปรแกรม ระบบฐานข้อมูลเชงิ สมั พันธ์ในการสร้างฐานขอ้ มูลและโครงสร้าง ประยกุ ต)์ ทีใ่ ช้บนเคร่ือง Web Server ได้แก่ รเี ลชัน สนบั สนุนงานด้านการจดั การข้อมูลพ้นื ฐาน เชน่ การเพมิ่ การปรับปรุง และการลบ ข้อมูลจากรีเลชัน สนับสนุนการคิวรี 1.1 Microsoft Windows Server 2008 R2 Enterprise ข้อมูลและแปลงขอ้ มลู ใหเ้ ปน็ สารสนเทศ [5] 64-Bit (OS) วธิ กี ารวิจัย 1.2 IIS (Internet Information Services) Version การวิจัยในครั้งน้ีผู้วิจัยได้ทาการศึกษาค้นคว้าหลักการ 7.5.7600 ทฤษฎีต่างๆ รวมทั้งงานวิจัยท่ีเกี่ยวข้องในการนามาประยุกต์ใช้ ในการพัฒนาระบบ และประเมนิ ระยะเวลาแล้วเสร็จในการซ่อม 1.3 PHP Version 5.2.17 บารุงโดยไดก้ าหนดวิธดี าเนินการดังนี้ 2. ระบบปฏิบัติการ(OS) และ Software (โปรแกรม ประยกุ ต์)ทีใ่ ชบ้ นเคร่อื ง Database Server ไดแ้ ก่ 1. พฒั นาระบบบรหิ ารจัดการงานซอ่ มบารงุ บนเว็บไซต์ การวิเคราะห์และทาการออกแบบระบบ ตามรูปแบบวงจร 2.1 Microsoft Windows Server 2008 R2 Enterprise 64-Bit (OS) การพัฒนาระบบ (System Development Life Cycle) หรือ เรียกส้ันๆวา่ SDLC [6] ซึ่งแบง่ เป็น 5 ระยะ ดังน้ี 2.2 Microsoft SQL Server 2008 R2 64-Bit 3. ระบบปฏิบัติการ (OS) และ Software (โปรแกรม ระยะที่ 1 : การวางแผนโครงการ (Project Planning ประยุกต)์ ที่ใชใ้ นการพัฒนาโปรแกรม ไดแ้ ก่ Phase) 3.1 Microsoft Windows 7 Enterprise 64-Bit Service ปัญหาที่พบจากการแจ้งซ่อมในระบบเดิมท่ีมีความล่าช้าใน Pack 1 (OS) การดาเนินการด้านเอกสาร เอกสารมีการสูญหาย ติดตามการ 3.2 Microsoft SQL Server Management Studio ดาเนินการซ่อมไม่ได้ จากปัญหาเหล่าน้ีจึงได้มีการประชุมเพื่อ ชแ้ี จงปญั หาต่างๆของแตล่ ะหน่วยงาน ระหวา่ งผู้บริหาร หัวหน้า 10.50.1600.1 งาน และ หวั หน้าหนว่ ย พร้อมทั้งระดมความคิดเหน็ ตา่ งๆ โดยมี 3.3 Macromedia Dreamweaver 8 การเก็บรวบรวมข้อมูลความต้องการของผู้ใช้งาน การศึกษา 3.4 Mozilla Firefox Version 30-34 ความเป็นไปได้ของระบบและคาดคะเนความต้องการของผู้ใช้ 3.5 Google Chrome Version 30-39 ระบบเพื่อนามาใช้เป็นข้อมูลเบ้ืองต้นในการวิเคราะห์และ 3.6 Microsoft Internet Explorer Version 8-11 ออกแบบ ซ่ึงระบบท่ีจะพัฒนาขึ้นมาต้องสามารถแก้ไขปัญหา 4. ภาษาคอมพวิ เตอรท์ ใ่ี ชใ้ นการพัฒนา ได้แก่ และตอบสนองความต้องการของผู้ใช้งานได้ ดังนั้น จึงได้ 4.1 PHP ภาษา PHP (Personal Home Page Tool) กาหนดให้มกี ารเปล่ยี นระบบจากการเขยี นใบแจ้งซ่อมแล้วลงรับ ในสมุดทะเบียนมาเป็นระบบการแจ้งซ่อมโดยการใช้โปรแกรม เปน็ การเขยี น คอมพิวเตอร์มาพัฒนาให้เป็นระบบการบริหารจัดการงานซ่อม ค า สั่ งห รื อโ ค้ ด โ ป ร แก ร ม ที่เ ก็บแ ล ะ ทา งา น บน ฝั่ ง เ ซิ ร์ ฟเ วอ ร์ บารงุ บนเว็บไซต์ (Server-Side Script) ซ่ึงเป็นรูปแบบในการเขียนคาส่ังการ ทางานมีลักษณะคล้ายภาษา Perl หรือภาษา C และสามารถที่ ระยะที่ 2 : การวเิ คราะห์ (Analysis Phase) จะใชร้ ่วมกบั ภาษา HTML [2] ทาการศึกษาและทาความเข้าใจในความต้องการต่างๆ โดย 4.2 HTML (Hypertext Markup Language) ใช้ในการ การรวบรวมความต้องการระบบใหม่ กาหนดรายละเอียด กาหนดรูปแบบ เก่ยี วกบั ความต้องการของผู้ใช้ระบบ จาแนกข้อมูลท่ีจาเป็นต้อง ใช้ ศึกษาเอกสารและเครื่องมือท่ีนามาใช้ในการพัฒนา และ ของเ อกส า ร เ ว็ บ เ พ จ โ ด ย จ ะ มี ลั กษ ณ ะ ท่ี ต่ า งไ ป จ า ก เขยี นแผนภาพการทางาน ภาษาคอมพิวเตอร์ท่ัวไปโดยโครงสร้างของมันจะอยู่ในลักษณะ ของคาส่ังท่ีเรียกว่า แท็ก (Tag) สาหรับการระบุจุดเริ่มต้นและ จุดส้ินสุดของช่วงท่ีเราจะต้องการจัดรูปแบบ ซ่ึงแท็กใน HTML จะใชเ้ พ่ือกาหนดตัวอักษร, พ้นื หลงั , สร้างตาราง ฯลฯ [3] 4.3 JAVA SCRIPT เป็นภาษาสคริปต์ที่ใช้งานบนระบบ อนิ เตอร์เนต็ เพือ่ ใช้ในการพัฒนา Web Page ต่างๆ สามารถเพ่ิมลูกเล่นให้กับ Web Page และโตต้ อบกับผู้ชม [4] 4.4 SQL (Structured Query Language) จัดเป็นภาษา มาตรฐานบน