นักสร้างหุ่นยนต์

วันแรกที่เจอกันผมพาน้องนัทไปฟังการสอบความก้าวหน้าวิทยานิพนธ์ของนักศึกษาระดับปริญญาโท และเอก เกี่ยวกับหุ่นยนต์โครงสร้างมนุษย์ที่ฟีโบ้ได้ออกแบบ พัฒนา สร้างขึ้น น้องนัทเป็นผู้สังเกตการณ์ที่ยังไม่มีสมมติบัญญัติด้านหุ่นยนต์มากนัก ต่างจากผมและศิษย์ฟีโบ้ทั้งหลายที่บางครั้ง ยึดมั่นถือมั่น กับสมมติฐานเกินไปทั้งๆที่ชื่อก็บอกว่าสมมุติอยู่แล้ว “ผู้ทรงคุณวุฒิ” ประเภทน้องนัท ในสายตาผมถือว่ามีคุณค่ายิ่งเพราะสามารถกระตุกหรือฉุดพวกเราจากความคิดซ้ำซากจำเจได้ น้องได้แสดงความคิดเห็นบางอย่างที่ทำให้ผู้บรรยายต้องชะงัก หยุดคิดขึ้นมาทันทีได้เหมือนกัน

วิศวกรรมการสร้างหุ่นยนต์โดยทั่วไปเริ่มจากการกำหนดโจทย์ว่าเราต้องการให้หุ่นยนต์ “ทำอะไร” ในช่วงเริ่มต้นนี้ที่ต้องการอย่างยิ่งคือ ความคิดสร้างสรรค์หรือการคิดนอกกรอบ-หนีจากสิ่งดั้งเดิมที่เชื่อตามกันมา (Conventional Wisdom) ผมมีอาจารย์เก่งอยู่สองท่านที่เมตตาถ่ายทอดวิทยาการด้านออกแบบวิศวกรรมแก่ผม คือ อาจารย์สมยศ จันเกษม และ อาจารย์สิทธิชัย วงษ์ธนสุภรณ์ ทำให้ผมมีนิสัยชมชอบคิดและออกแบบโดยไม่พลิกตำราหรือดูงานของคนอื่นที่ได้ทำกันมาก่อน หากงานออกแบบที่ได้บังเอิญมีแนวทางความคิดตรงกับของผู้อื่นที่เป็นมืออาชีพ ก็สมควรถือว่าฝีมือเราพอใช้ได้ แต่หากไม่ตรงกับของผู้ใดเลยและสิ่งประดิษย์ที่เราคิดขึ้นนี้ทำงานได้ดี ต้องนับว่าเราได้ต่อยอดความคิดสร้างสรรค์ของมนุษยชาติแล้ว

หลังจากมีแนวความคิดแล้ว วิศวกรที่ดีต้องสามารถแปลโจทย์ที่ตั้งไว้ข้างต้นมาเป็นภาษาด้านสมรรถนะ(Technical Performamce)ให้ได้ เคยมีลูกศิษย์คนหนึ่งดีใจมากที่ระบบ สื่อสารไร้สายของหุ่นยนต์ที่เขาประดิษย์ขึ้นทำงานได้แล้ว วิ่งหน้าเริ่ดมาแจ้งข่าวดีนี้แก่ผม ผมถามว่าสื่อสารได้ไกลขนาดไหนล่ะ เขาตอบ “ไกลมากครับ” ผมย้ำคำถามเดิม เขายังตอบว่าอาจารย์เชื่อผมเถอะว่าระบบสื่อสารได้ไกลมาก ผมจึงต้องเตือนไปว่าแม้เรื่องระบบสื่อสารได้ไกลเท่าไรนั้นเป็นตัวเลขสำคัญในเชิงวิศวกรรม แต่ความสามารถในการสื่อสารของนักศึกษากับคนอื่นมีความสำคัญกว่ามาก สุดท้ายแนะนำให้ไปหัดสังเกตจิตที่ไหว ดูใจที่เคลื่อนของตนเองให้เป็น จนกิเลสความตื่นเต้นไม่สามารถครอบงำจิตประภัสสรไปได้โดยง่าย

เรื่องของตัวเลขทางวิศวกรรมยังเกี่ยวพันไปถึง ความละเอียด(Accuracy/ Repeatability/Resolution)และค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ (Tolerance) ดรรชนีค่าการออกแบบเพื่อการผลิตและประกอบ ระบบการบำรุงรักษา ทั้งนี้ต้องมีการวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์เพื่อหาต้นทุนที่เหมาะสม ดังนั้นเรามักพบอยู่บ่อยๆว่ามีไอเดียบรรเจิดหลายอย่างที่ไม่สามารถนำมาสู่การสร้างชิ้นงานจริงได้ แต่ก็ควรไปจดสิทธิบัตรไว้นะครับ เพราะความสมดุลเศรษฐศาสตร์ด้านต้นทุนเปลี่ยนไปมาตลอดเวลา สักวันหนึ่งสิ่งประดิษย์ที่เราคิดไว้อาจเป็นชิ้นงานจริงๆขึ้นมาได้เสมอ

งานออกแบบหุ่นยนต์ต้องมีการพิจารณาระบบโดยรวม (System Design Consideration) ลูกศิษย์บางคนยึดมั่นถือมั่นคำพูดของปรมาจารย์ไอน์สไตน์เป็นสรณะว่าต้องออกแบบระบบให้ง่ายเข้าไว้ อาจารย์ผมที่มหาวิทยาลัยคาร์เนกี้เมลลอนซึ่งเป็นลูกศิษย์ของนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ท่านนี้บอกว่า ที่จริงท่านพูดต่อแต่ไม่ค่อยปรากฏอยู่ในหนังสือทั่วไป ท่านว่า “แต่อย่าง่ายจนเกินไปเพราะระบบจะไม่ทำงาน” ดังนั้นผู้ออกแบบควรคำนึงถึง วัสดุที่ใช้ โครงสร้างรับแรงและแรงบิด ข้อต่อ ลักษณะแบริ่งต่างๆ เช่น Hydrostatics, Aerostatics และ Manetics จุดสมดุลระหว่างสถิตศาสตร์และพลศาสตร์ ตลอดจนระบบพลังงานและการส่งถ่ายกำลัง อย่าคิดละเลยเรื่องเล็กๆ หุ่นยนต์ Dante รุ่นแรกราคากว่า 4 ล้านเหรียญสหรัฐ ต้องตีลังกากลิ้งตกลงไปยังก้นหลุมภูเขาไฟที่ขั้วโลกใต้โดยไม่สามารถกู้คืนมาได้ เพราะเพียงแค่สายเคเบิลขาดเนื่องจากออกแบบตัวต่อ (Coupling) ไม่ดีพอ

หลายครั้งผมมัวแต่สนใจเลือกอุปกรณ์เซนเซอร์ไฮเทค เช่น Laser Triangulation, Interferometric Sensor, Autocollimators, Vision systems เป็นต้น แต่ตัดสินใจเรื่องตำแหน่งติดตั้งผิดไป หรือเทคนิคการติดตั้งไม่ดีพอ สมรรถนะของหุ่นยนต์ก็จะลดลงไปทันที น้องๆไปแข่งขันหุ่นยนต์ที่ญี่ปุ่นต้องพ่ายแพ้เพราะเดินสายไฟสะเพร่าไม่เรียบร้อย “แพ้เพราะสายหลุด” ประสบการณ์เหล่านี้เป็นต้นทุนชีวิตที่มีค่ามากสำหรับนักสร้างหุ่นยนต์

การอ่านตำรา ฟังบรรยายจากผู้อื่นรวมถึงครูบาอาจารย์ โดยไม่ปฏิบัติ-ลงมือออกแบบสร้างหุ่นยนต์ขึ้นมาด้วยตนเอง ไม่ทำให้เราเรียนรู้เข้าถึงศาสตร์ด้านหุ่นยนต์ได้เลย เช่นเดียวกันกับการปฏิบัติพุทธธรรมให้ถึง “ภาวนามัยปัญญา “รู้เท่าทัน กายและใจตนเอง จนซาบซึ้งในพุทธคำสอนที่พระพุทธเจ้าและบรรดาสาวก พระอาจารย์ต่างๆที่ได้เมตตาสั่งสอนไว้ ความซาบซึ้งนี้ละเอียดกว่าคำพูดและข้อเขียนมากมายนัก จะมีแต่ ผู้ปฏิบัติคือผู้รู้…เท่านั้น

ท่านผู้อ่านสามารถส่งข้อคิดเห็น/เสนอแนะมาที่ผู้เขียนที่ djitt@fibo.kmutt.ac.th

————————————————————-

ข้อมูลจำเพาะของผู้เขียน

     ดร. ชิต เหล่าวัฒนา จบปริญญาตรีวิศวกรรมศาสตร์ (เกียรตินิยม) จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้า ธนบุรี ไดัรับทุนมอนบูโช รัฐบาลญี่ปุ่นไปศึกษาและทำวิจัยด้านหุ่นยนต์ที่มหาวิทยาลัยเกียวโต ประเทศญี่ปุ่น เข้าศึกษาต่อระดับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยคาร์เนกี้เมลลอน สหรัฐอเมริกา ด้วยทุนฟุลไบรท์ และจากบริษัท AT&T ได้รับประกาศนียบัตรด้านการจัดการเทคโนโลยีจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งมลรัฐแมสซาชูเซสต์ (เอ็มไอที) สหรัฐอเมริกา

ภายหลังจบการศึกษา ดร. ชิต ได้กลับมาเป็นอาจารย์สอนที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้า ธนบุรี และเป็นผู้ก่อตั้งสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม หรือที่คนทั่วไปรู้จักในนาม “ฟีโบ้ (FIBO)” เป็นหน่วยงานหนึ่งในมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้า ธนบุรี เพื่อทำงานวิจัยพื้นฐาน และประยุกต์ด้านเทคโนโลยีหุ่นยนต์ ตลอดจนให้คำปรึกษาหน่วยงานรัฐบาล เอกชน และบริษัทข้ามชาติ (Multi-national companies) ในประเทศไทยด้านการลงทุนทางเทคโนโลยี  การใช้งานเทคโนโลยีอัตโนมัติชั้นสูง และการจัดการเทคโนโลยีสารสนเทศอย่างมีประสิทธิภาพ