หุ่นยนต์ 4 ประเภท

 หุ่นยนต์ผู้ช่วยของมนุษย์ในโรงงานอุตสาหกรรม

เมื่อปี ค.ศ.1961 ได้ก่อกำเนิดหุ่นยนต์ที่ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมตัวแรกของโลก ซึ่งถูกคิดค้นโดยนายจอร์จ ดีวอล (George Devol) นักประดิษฐ์ชาวอเมริกัน เพื่อให้หุ่นยนต์ได้ทำงานที่อันตรายแทนมนุษย์ในโรงงานประกอบรถยนต์ แต่ปัจจุบันนี้เทคโนโลยีได้ก้าวกระโดดไปได้ไกลมากขึ้น มนุษย์ได้คิดค้นและสร้างหุ่นยนต์ในโรงงานอุตสาหกรรมที่เป็นเพื่อนร่วมงานของมนุษย์ นั่นก็คือ ‘Cobot’ หุ่นยนต์ที่สามารถทำงานร่วมกันกับมนุษย์ได้อย่างเฉลียวฉลาดและมีประสิทธิภาพ 

Cobot คืออะไร

โคบอท หรือ Collaborative Robots คือหุ่นยนต์ในโรงงานอุตสาหกรรมที่มีรูปร่างเป็นแขนกลที่ทำงานหยิบจับจัดเรียงชิ้นส่วนต่างๆและหน้าที่ผลิตชิ้นส่วนต่างๆที่มีขนาดเล็กและต้องการความละเอียด ซึ่ง Cobot จะมีระบบเซ็นเซอร์ที่ล้ำสมัย สามารถตรวจวัดและผลิตชิ้นงานที่มีความละเอียดสูงได้หลายๆชิ้นตามสเกลที่กำหนดไว้โดยปราศจากข้อผิดพลาด โดยโคบอทมีความแตกต่างจากหุ่นยนต์หรือโรบอททั่วไปคือโคบอทมีน้ำหนักเบาและขนาดไม่เทอะทะ สามารถเคลื่อนย้ายไปยังจุดต่างๆในโรงงานได้อย่างสะดวกสบาย โดยโคบอทถูกใช้อย่างมากในโรงงานอุตสาหกรรมที่มีความเสี่ยงและอันตรายต่อมนุษย์ เช่น เคมีภัณฑ์ ยา อิเล็กทรอนิกส์และรถยนต์

Cobot มาเพื่อแทนที่ของมนุษย์?

ปัจจุบันนี้ หุ่นยนต์โคบอทยังไม่มีความฉลาดเทียบเท่ามนุษย์และยังไม่มีระบบปัญญาประดิษฐ์ โคบอทจึงไม่สามารถมาแทนที่ของมนุษย์ในโรงงานอุตสาหกรรมได้ โคบอทจึงเป็นเพื่อนร่วมงานตัวหนึ่งซึ่งช่วยให้มนุษย์ทำงานต่างๆที่ต้องใช้ความละเอียดและต้องการกำลังการผลิตสูง เปรียบเสมือนมือขวาขอมนุษย์ซึ่งทำงานเชื่อมและประกอบชิ้นส่วนต่างๆที่มนุษย์ไม่สามารถทำได้ 

หุ่นยนต์โคบอททำอะไรได้บ้าง

โดยปัจจุบันนี้มีหุ่นยนต์โคบอทตัวหนึ่งซึ่งเป็นแขนกลที่ทำหน้าที่เชื่อมและประกอบชิ้นส่วนในโรงงานอุตสาหกรรม นั่นก็คือโคบอทรุ่น UR3 ที่สร้างและพัฒนาโดยบริษัท Universal Robots โดยหุ่นยนต์โคบอทรุ่นนี้มีระบบเซ็นเซอร์ที่ล้ำสมัย ทำงานเชื่อมและประกอบได้อย่างมีประสิทธิภาพสามารถตรวจจับและวัดขนาดได้แม่นยำกว่ามนุษย์ และหุ่นนบนต์โคบอทรุ่น UR5 ที่ทำงานจับวางและทดสอบชิ้นงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและทำงานได้เร็วกกว่ามนุษย์ถึง 18 เท่าต่อครั้ง

เรียนรู้วิธีการใช้งานโคบอทได้อย่างมีประสิทธิภาพ

บริษัท Universal Robots มีช่องทางความรู้ออนไลน์ให้ผู้ที่สนใจได้ศึกษาวิธีการใช้งานหุ่นยนต์โคบอท โดยเป็นการจัดอบรมให้ความรู้จากสถาบัน Universal Robots Academy ที่ได้รับอนุญาตและผ่านการรับรองจากหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง ซึ่งจะมีการให้ความรู้เบื้องต้นไปจนถึงความรู้ขั้นสูงของหุ่นยนต์โคบอท การเขียนสคริปต์ การป้อนคำสั่งและสอนวิธีการใช้งานหุ่นยนต์ในรูปแบบต่างๆ 

ครูผู้สอนของสถาบัน Universal Robots Academy เป็นผู้เชี่ยวชาญทางหุ่นยนต์สำหรับโรงงานอุตสาหกรรมโดยเฉพาะ มีความรู้และความเข้าใจในหุ่นยนต์โคบอท สามารถถ่ายทอดความรู้ให้แก่ผู้เรียนได้เป็นอย่างดี เพื่อให้มั่นใจว่าผู้เรียนมีความเข้าใจความซับซ้อนของระบบอัตโนมัติของหุ่นยนต์โคบอทและสามารถใช้งานหุ่นยนต์โคบอทได้จริง เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตและลดภาระงานในโรงงานอุตสาหกรรม

หุ่นยนต์เลียนแบบมนุษย์

NAO หุ่นยนต์ฮิวมานอยด์ นาโอะ (NAO) เป็นหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ขนาดกลาง พัฒนาโดยบริษัท Aldebaran Robotics จากประเทศฝรั่งเศสแม้ว่าจะมีการใช้นาโอะ (Academics Edition) ตามมหาวิทยาลัยและห้องทดลองหลายแห่งเพื่อจุดประสงค์ทางการวิจัยในขณะนี้ยัง ไม่มีการวางจำหน่ายนาโอะตามท้องตลาดทั่วไปจนกว่าปลายปี พ.ศ. 2553 นาโอะได้ถูกเลือกให้เป็นหุ่นยนต์มาตรฐานสำหรับการแข่งขันโรโบคัพแทนหุ่นยนต์ สุนัขไอโบของบริษัทโซนีตั้งแต่วันที่ 15 สิงหาคม พ.ศ. 2550 เป็นต้นมา วิทยาการหุ่นยนต์ เป็นศาสตร์ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่ศึกษาเกี่ยวกับการออกแบบ การผลิต และการประยุกต์ใช้งานหุ่นยนต์วิทยาการหุ่นยนต์เกี่ยวข้องกับอิเล็กทรอนิกส์, กลศาสตร์, และซอฟต์แวร์ ระบบสมองกลที่ใช้ในการควบคุมการเคลื่อนที่หรือการเดินของหุ่นยนต์ในขั้นต้น คือ การเดินแบบสถิตย์ หรือการเคลื่อนที่โดยอาศัยจุดศูนย์ถ่วงที่อยู่ภายในพื้นที่ครอบคลุมบริเวณขา ทั้ง 2 ข้างของหุ่นยนต์ จากนั้นจึงเป็นการพัฒนาเป็นรูปแบบการเดินแบบจลน์หรือการเคลื่อนที่โดยอาศัย จุดศูนย์ถ่วงที่อยู่นอกพื้นที่ครอบคลุมของขาทั้ง 2 ข้างซึ่งเป็นรูปแบบการเดินของมนุษย์ตามลำดับ ซึ่งทีมวิศวกรได้ทำการศึกษาวิจัยและพัฒนาตามข้อมูลที่ทำการทดลองและจดบันทึก เป็นฐานข้อมูลจากการทดลองรูปแบบการเคลื่อนที่ของมนุษย์ทีมวิศวกรได้คำนึงถึง องค์ประกอบสำคัญ 3 อย่างในการพัฒนาหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ให้สามารถเดินได้เช่นเดียวกับมนุษย์ คือ การพัฒนาความเร็วในการเคลื่อนที่ไปด้านหน้าของหุ่นยนต์ การเพิ่มเติมในระดับถัดไปของร่างกาย เช่น แขน มือและศีรษะ การพัฒนาความสามารถในการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ เช่นการก้าวเดินขึ้นลงบันได หรือการวิ่ง นาโอะรุ่นสำหรับโรโบคัพมีดีกรีความอิสระ (DOF - degrees of freedom) เท่ากับ 21 ในขณะที่รุ่นสำหรับงานทดลองมี 25 DOF เนื่องจากเพิ่มเติมมือสองข้างเข้าไปด้วยเพิ่อเพิ่มความสามารถทางด้านการหยิบ จับ ทุกรุ่นของนาโอะประกอบด้วย inertial sensor และ ultrasound captors นอกจากนี้นาโอะยังมีไมโครโฟน 4 ตัว ลำโพง 2 ตัว และกล้อง CMOS 2 ตัวเพื่อใช้ประโยชน์ด้านการรู้จำคำพูด, การรู้จำภาพ, และโลคอลไล หุ่นยนต์สุนัข คงเป็นเพราะเทคโนโลยีในปัจจุบันที่ก้าวหน้าขึ้นมาก จนประเทศต่าง ๆ เริ่มทำการผลิตเครื่องจักรกลประเภท "หุ่นยนต์" ออกมากันอย่างมากมาย ซึ่งมีความสามารถและประโยชน์ใช้สอยที่แตกต่างกันไป แต่ก็สร้างความตกตะลึงและตื่นเต้นให้ผู้ที่ชื่นชอบเทคโนโลยีได้อยู่เสมอ และในครั้งนี้อีกเช่นกันกับ หุ่นยนต์สัญชาติอเมริกัน "แอลเอส3" (LS3) ที่ภูมิใจนำเสนอโดยทางกองทัพสหรัฐฯ เอง ซึ่งคงไม่ต้องบอกก็น่าจะเดา ๆ ได้ว่าหุ่นยนต์ตัวนี้ต้องเป็นหุ่นยนต์ทางด้านการทหารอย่างไม่ต้องสงสัย           สำหรับ แอลเอส3 หรือฉายา "อัลฟ่า ด็อค" (Alpha Dog) เป็นหุ่นยนต์ออกแบบและพัฒนาจากบริษัทบอสตัน ไดนามิกส์ (Boston Dynamics) ซึ่งทำออกมาในรูปแบบของจักรกล 4 ขาคล้ายสุนัขตัวใหญ่ ในลักษณะเดียวกับหุ่นยนต์บิ๊กด็อก หุ่นยนต์รุ่นก่อนหน้าของทางบริษัทเอง โดยหุ่นแอลเอส3 สามารถเดินทางระยะทางไกลกว่า 32 กิโลเมตรแบบไม่ต้องหยุดพัก และแบกสัมภาระหนักถึง 180 กิโลกรัม ได้อย่างสบายอีกด้วย โดยดาร์ปา (DARPA) หน่วยงานวิจัยทางทหารของประเทศสหรัฐอเมริกา ผู้ให้การสนับสนุนด้านทุนวิจัยและการพัฒนาของหุ่นตัวนี้ ออกมาเผยว่า "จากการสาธิต แอลเอส3 เดินด้วยขาในระบบกึ่งอัตโนมัติ สามารถบรรทุกสัมภาระหนัก และเดินทางร่วมกับทหารผ่านภูมิประเทศที่มีเส้นทางขรุขระได้อย่างคล่องแคล่ว"           หุ่นยนต์สุนัขตัวนี้ยังมีการปรับปรุงในด้านของมอเตอร์ที่มีเสียงการทำงานเบาลงกว่าเดิม ซึ่งรุ่นเก่านั้นทหารแทบจะคุยสื่อสารกันเองไม่ได้เลยหากอยู่ใกล้ตัวหุ่นยนต์ พร้อมเพิ่มระดับความเร็วในการเคลื่อนไหวอีกด้วย โดยโหมดเดินปกติจะเดินได้เร็วประมาณ 4 กิโลเมตรต่อชั่วโมง วิ่งเหยาะ ๆ ไปตามพื้นผิวขรุขระเร็วประมาณ 8 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และวิ่งบนทางเรียบ ๆ อยู่ที่ประมาณ 11 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งหากว่าเวลาเดินอยู่เกิดสะดุดล้ม เจ้าหุ่นยนต์ก็สามารถลุกขึ้นอัตโนมัติได้ด้วยตัวเอง รวมไปถึงการเดินติดตามผู้นำและสมาชิกในกลุ่มโดยไม่แตกแถว นอกจากนี้ยังมีระบบ TRC เพื่อให้แอลเอส3 รู้พิกัดของผู้นำกลุ่ม ผ่านระบบหน้าจอทัชสกรีนคล้ายไอแพดอีกด้วย           หลังจากที่ทดสอบเบื้องต้นไปเรียบร้อยแล้ว ทางดาร์ปายังเผยเพิ่มเติมว่า พวกเขาเตรียมนำแอลเอส3 ไปทดสอบกับหน่วยนาวิกโยธินแล้ว โดยจะนำไปไว้ในค่ายฝึกซ้อมของทหารต่าง ๆ รวมไปถึงค่ายที่เวอร์จิเนีย และทะเลทรายในแคลิฟอร์เนียด้วย ซึ่งจะเริ่มทดสอบในเดือนธันวาคมนี้ และคาดว่าใช้เวลาทดสอบประมาณ 2 ปี หลังจากนั้นค่อยมาพิจารณากันอีกครั้งหนึ่งว่าเจ้าแอลเอส3 จะพร้อมทำงานช่วยเหลือบรรดาทหารได้มากน้อยแค่ไหน

หุ่นยนต์สุนัขกู้ระเบิด

พบกันอีกครั้ง กับ ศูนย์นวัตกรรมเพื่อการนำไปใช้ประโยชน์ (Applied Innovation Centre : AI Centre) ภายใต้การอำนวยการของ ผศ.ดร.ภานวีย์ โภไคยอุดม
กว่า 5 ปีของการพัฒนาหุ่นยนต์เก็บกู้วัตถุระเบิด โดยเริ่มจากแรงบันดาลใจ ที่อยากจะช่วยเหลือประเทศไทยในแบบของวิศวกร โดยจะขอใช้ความรู้ความสามารถที่มี เป็นกำลังหนุนให้กับเหล่าทหารที่ปฏิบัติงานเพื่อป้องกันประเทศในเหตุการณ์ไม่สงบต่าง ๆ ที่เกิดขึ้น โดยเห็นความสำคัญของหุ่นยนต์เก็บกู้วัตถุระเบิดที่สามารถเข้าไปเก็บกู้หรือทำลายวัตถุต้องสงสัยแทนเจ้าหน้าที่ ซึ่งอย่างน้อยที่สุดแม้จะปฏิบัติภารกิจไม่สำเร็จ หุ่นยนต์เหล่านี้จะเข้าไปตายแทนเจ้าหน้าที่ ถือเป็นการลดการสูญเสียที่อาจเกิดขึ้นกับเจ้าหน้าที่ ซึ่งแน่นอนว่าคุณค่าของหุ่นยนต์ เทียบไม่ได้เลยกับชีวิตคนหนึ่งคน แม้ว่าราคาจะสูงเท่าไหร่ก็ตาม
จากความคิดนี้ ทำให้ AI Centre เริ่มวิจัยและพัฒนาหุ่นยนต์รุ่นแรกขึ้น คือ “หุ่นยนต์กู้วัตถุระเบิดแบบพกพา” (Portable Rescue Robot : PRR) โดยการออกแบบโครงสร้างที่แข็งแรงและใช้วัสดุที่มีน้ำหนักเบา คงทนสูง ด้วยน้ำหนักประมาณ 26 กิโลกรัม ผู้ใช้สามารถพกพาโดยการสะพายหลังหรือยกเคลื่อนย้ายเข้าสู่พื้นที่ได้อย่างคล่องตัว
ส่วนล้อเป็นตีนตะขาบสำหรับใช้งานบนพื้นผิวขรุขระ และติดตั้งแขนกล 5 แกนอิสระพลังสูง สามารถเคลื่อนย้าย สอดส่องวัตถุต้องสงสัย เปิดประตูรถยนต์ได้คล่องตัว อีกทั้งสามารติดตั้งปรับเลี่ยนอุปกรณ์เสริมต่าง ๆ ได้ เช่น เครื่องรบกวนสัญญาณโทรศัพท์ ปืนตัดวงจรระเบิดด้วยแรงดันน้ำ
นอกจากนี้ยังมีเทคโนโลยีทันสมัยอยู่ในตัวหุ่น เช่น ระบบควบคุมด้วยสัญญาณดิจิตอลที่ประมวลผลโดยไมโครคอนโทรเลอร์ขนาดเล็กและคอมพิวเตอร์ขนาดพกพา ช่องทางการสื่อสารผ่านระบบเครือข่าย ที่สามารถเชื่อมต่อได้ทั้งแบบเชื่อมสายและไร้สาย กล้องความละเอียดสูงที่มีเทคโนโลยีการบีบอัดข้อมูลและแสดงผลภาพอย่างต่อเนื่อง เซ็นเซอร์วัดระยะ ไฟสปอตไลท์ความสว่างสูงสำหรับการใช้งานในกลางคืน พร้อมกล่องควบคุมที่ออกแบบให้พกพาง่าย ทนทาน และสามารถซ่อมบำรุงได้
 

 

 

ระบบขับเคลื่อนโดยใช้ล้อสายพานแบบ Differential Track Wheels มีระบบป้องกันการลื่นไถลขณะปีนป่าย กล้องความละเอียดสูง 1920x1080 สามารถมองเห็นได้ในเวลากลางคืน (ความสว่าง 0 lux) ในระยะ 15 เมตร ความเร็วสูงสุด 15 กิโลเมตร/ชั่วโมง
รับ-ส่งสัญญาณควบคุมระหว่างสถานีควบคุมกับตัวหุ่นยนต์แบบไร้สาย ผ่านระบบ Wi-Max ที่ความถี่ปรับแต่งได้ตั้งแต่ 4-6 GHz มีระบบป้องกันการส่งข้อมูลผิดพลาด ระบบจ่ายพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง ขนาด 28 โวลต์ 16.8 แอมแปร์ ติดตั้งระบบบริหารจัดการแบตเตอรี่ ระยะเวลาปฏิบัติงานปกติ 2 ชั่วโมง ระยะเวลาปฏิบัติงานหนัก ½ ชั่วโมง สามารถติดตั้งแขนกลได้หลายรูปแบบ และเปลี่ยนแขนกลได้ทันที หรือทำหน้าที่เป็นหุ่นยนต์สำรวจโดยไม่ติดตั้งแขนกลก็ได้
นอกจากนี้ ยังมีการพัฒนาให้มีระบบ Interface ขึ้น เพื่อเป็นเครื่องมือในการช่วยผู้ใช้งานให้สามารถควบคุมหุ่นยนต์ได้ง่ายขึ้น โดยระบบจะเป็นตัวสื่อสารแจ้งข้อมูลต่าง ๆ ที่จำเป็นให้ผู้ใช้งานทราบในเวลานั้น เช่น ปริมาณแบตเตอรี่ ท่าทางของแขนหุ่นยนต์ ภาพจากกล้องที่หุ่นยนต์ เป็นต้น โดยการแสดงข้อมูลต่าง ๆ นั้น จำเป็นต้องแสดงข้อมูลทั้งหมดให้ใกล้เคียงกับเวลาจริงมากที่สุด โดยระบบ Interface ถือเป็นระบบที่สำคัญ ต้องทำการออกแบบให้เข้าใจง่าย ใช้งานง่าย และมีความน่าเชื่อถือ

 

จากการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และความมุ่งมั่นที่จะพัฒนาต่อไปอย่างไม่หยุดยั้ง มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร และ บริษัท AVIA Group บริษัทอุตสาหกรรมป้องกันประเทศ แห่งเดียวในประเทศไทย จึงร่วมมือกันก่อตั้งศูนย์วิจัยขึ้น ในนาม ศูนย์วิจัยนวัตกรรมเพื่อความยั่งยืน : Mahanakorn - Avia Sustained Innovation (MASI) เพื่อนำความรู้สู่ความยั่งยืน พัฒนาและยกระดับบุคลากรด้านการวิจัยและผลักดันงานวิจัยไทยสู่มาตรฐานสากลโลก
จากการก่อตั้ง ศูนย์ MASI นี้ ยิ่งเพิ่มความพร้อมในการวิจัยและพัฒนาให้กับวิศวกรในการพัฒนาหุ่นยนต์เก็บกู้วัตถุระเบิดมากขึ้น เพื่อให้บรรลุความตั้งใจที่จะลดการสูญเสียให้ได้มากที่สุด มาบัดนี้ ได้กำเนิดหุ่นยนต์เก็บกู้วัตถุระเบิดรุ่นล่าสุดขึ้น ที่เป็นการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จากการทดสอบใช้งานจริง การใช้ความรู้ความสามารถของเหล่าวิศวกร และใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัย เกิดเป็นหุ่นยนต์แห่งความภาคภูมิใจรุ่นใหม่ล่าสุด และจะเปิดตัวในอีกไม่นานนี้ อยากให้รอติดตาม รับรองว่าจะพบกับหุ่นยนต์ที่ทันสมัย ใช้งานได้จริง และมีประโยชน์ อย่างที่ไม่เคยพบเห็นที่ไหนมาก่อนอย่างแน่นอน
 

สร้างนวัตกรรม เพื่อผู้กล้า
“คุณค่าของหุ่นยนต์ เทียบไม่ได้เลยกับชีวิตทหารหนึ่งคน แม้ว่าราคาจะสูงเท่าไหร่ก็ตาม”