หุ่นยนต์ล้างท่อแอร์

ที่ประเทศสหรัฐอเมริกานั้นมีหน่วยงานทางด้านสิ่งแวดล้อมคอยตรวจสอบเรื่องความสะอาด ครั้งหนึ่งผมต้องย้ายห้องเรียนเพราะตึกเรียนเกิดอาการป่วย ถูกปิดไปประมาณหนึ่งอาทิตย์เพื่อทำความสะอาด อาการป่วยของตึกที่กล่าวถึงนี้ดูได้จากการที่มีพนักงาน/นักศึกษาหลายๆคนมีอาการผิดปรกติของระบบทางเดินหายใจโดยไม่ทราบสาเหตุพร้อมๆกัน

เฉพาะในกรุงเทพฯที่เดียวมีอาคารสำนักงานใหญ่สูงๆอยู่เป็นจำนวนมาก เพื่อการประหยัดพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพเราจึงใช้ระบบทำความเย็นแบบส่วนกลาง (Central Air Conditioning System) ระบบทำความเย็นนี้ส่วนใหญ่คือการทำน้ำเย็น(Chilled Water) ด้วย Chiller ทำหน้าที่คล้ายๆตู้เย็น แล้วส่งน้ำเย็นเหล่านั้นไปตามจุดต่างๆของอาคาร จนถึงเครื่องเป่าลมเย็น (Air Handling Unit) สร้างลมเย็นโดยการเป่าลมผ่านท่อน้ำเย็นลมเย็นนี้จะไหลผ่านท่อส่งลมที่มีพื้นที่หน้าเป็นสี่เหลี่ยมและวงกลม

ที่ผมกล่าวว่าวิศวกรรมระบบปรับอากาศของไทยไม่ได้มาตรฐานนั้นก็เพราะว่าท่อลมต่างๆเหล่านี้มีการออกแบบให้มีช่องทำความสะอาดภายในไว้ แต่น่าเสียดายที่การทำความสะอาดท่อเหล่านี้อยู่แต่เพียงภายนอกเท่านั้น อันเป็นผลให้มีฝุ่นผงเกาะอยู่ภายในท่อ ซึ่งฝุ่นผงเหล่านี้มีขนาดเล็กมากและเมื่อผนวกกับความชื้นแล้วจึงทำให้ท่อส่งลมเย็นนี้กลายเป็นแหล่งหมักหมมและอุดมสมบูรณ์ก่อให้เกิดเชื้อโรคในระบบทางเดินหายใจของมนุษย์ เชื้อโรคเชื้อราเหล่านี้ได้ถูกกระจายไปตามพื้นที่ต่างๆของอาคารตามที่ท่อลมไปถึง นอกจากนี้ความเร็วลมหมุนเวียนยังช่วยกระพือให้เชื้อโรคที่เราไม่ต้องการอยู่ในทุกอณูอากาศที่เราหายใจเข้าไป

นอกจากนี้โรงพยาบาลต่างๆควรระวังความชื้นเหล่านี้ให้ดีเพราะเชื้อโรคต่างๆมีอยู่นั้นมากกว่าอาคารสำนักงานทั่วไปมาก เชื้อโรคจะขยายตัวอย่างรวดเร็ว ควรประหยัดพลังงานด้านอื่นดีกว่ากรุณาอย่าปิดแอร์เลยครับ

เครื่องกรองอากาศรุ่นใหม่แบบตั้งโต๊ะมีประสิทธิภาพสูงขึ้นกว่าเก่ามากด้วยการใช้ประโยชน์จากการสร้างประจุไฟฟ้าที่ฝุ่นละออง/เชื้อโรคต่างๆและดักไว้โดยสนามแม่เหล็ก เราสามารถนำเครื่องกรองเหล่านี้มาใช้ได้ทันทีในบริเวณที่เราตรวจพบว่ามีปริมาณเชื้อโรคมากเกินกว่าค่าที่กำหนด

อย่างไรก็ตาม ผมกำลังออกแบบและคำนวณดูความเป็นไปได้ในการติดตั้งเทคโนโลยีเดียวกันนี้ที่เครื่องเป่าลมเย็นเลย อีกทางหนึ่ง เราต้องทำความสะอาดพื้นที่หมักหมมสกปรกเหล่านี้ หากปล่อยให้ทำกันแบบตามมีตามเกิดโดยไม่ใช้เครื่องทุ่นแรงย่อมก่อให้เกิดผลเสียต่อสุขภาพโดยตรงต่อพนักงานที่รับผิดชอบทำความสะอาด
ดังนั้น การทำความสะอาดท่อส่งลมของระบบปรับอากาศโดยใช้เครื่องจักรกลหรือ “หุ่นยนต์” เข้ามาเพื่อทำหน้าที่แทนมนุษย์ ในสถานการณ์ความปลอดภัยต่อสุขภาพร่างกายของมนุษย์เช่นนี้จึงเป็นสิ่งจำเป็น นอกจากนี้ การใช้หุ่นยนต์ก็ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำความสะอาดและสามารถพัฒนาให้ใช้เวลาในการทำงานสั้นลงได้

ด้วยเหตุนี้ สถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม (ฟีโบ้)จึงมีแนวคิดในการพัฒนาโครงงานหุ่นยนต์ทำความสะอาดท่อส่งลมนี้ขึ้น เป็นผลงานของ นายบุญชัย อมฤตสกุล , นายอนันต์ แซ่เฮ้ง โดยมี ดร.ถวิดา มณีวรรณ์ เป็นอาจารย์ที่ปรึกษา หุ่นยนต์ตัวนี้เข้าไปทำความสะอาดในส่วนที่มนุษย์ไม่สามารถเข้าถึงได้หรือเข้าไปได้แต่ลำบากมาก แน่นอนเช่นเคยครับ

รูปนี้แสดงส่วนด้านหน้าและด้านหลังของหุ่นยนต์ หุ่นยนต์ “นังแจ๋ว” นี้ทำความสะอาดท่อส่งลมในระบบปรับอากาศนี้ มีการเคลื่อนที่แบบอาศัยล้อในการเคลื่อนที่ ประกอบไปด้วยส่วนชุดขับเคลื่อน โดยใช้ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 24 โวลต์ เป็นตัวส่งกำลังไปยังห้องเกียร์และเฟือง เพื่อให้สามารถทดกำลังส่งต่อไปขับล้อได้

นอกจากนี้ยังประกอบไปด้วยส่วนกลไกแขนแปรงเพื่อใช้ในการทำความสะอาดตามความกว้างของท่อ ชุดแปรงทำการออกแบบให้มีการถอดเปลี่ยนได้ง่ายในลักษณะ Ball spring plunger lock ซึ่งชุดแปรงถูกออกแบบให้สามารถขยายขนาดตามด้านกว้างของท่อได้ ซึ่งอาศัยช่วงความยาวของแขนแปรงเป็นรัศมีวงกลมโดยจุดหมุนอยู่ที่จุดศูนย์กลางของมอเตอร์ขับแขนแปรง เมื่อหุ่นยนต์ขยายขนาดตามความกว้างของท่อ จะทำการหมุนแขนแปรง ซึ่งทำให้แปรงมีการเคลื่อนที่ตามแนวเส้นรอบวงส่งผลให้แปรงสามารถเพิ่มระยะยื่นออกไปด้านข้างได้ โดยมอเตอร์ขับแขนแปรง ใช้มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 12 โวลต์เป็นตัวขับและได้ทำการยึดติดไว้กับแผ่นยึดชั้นบน เพื่อที่ทำให้หุ่นยนต์สามารถทำความสะอาดในบริเวณท่อที่มีขนาดสูงขึ้น จึงออกแบบให้สามารถขยายตัวได้ในแนวดิ่ง โดยแผ่นยึดชั้นบนจะติดกับแกน Ball screw ในส่วนของด้านหน้าได้ทำการติดตั้งกล้อง CCD Infared เพื่อใช้ในการมองและสำรวจเส้นทาง โปรดดู Video Clip เพิ่มเติม จาก https://www.fibo.kmutt.ac.th

“นังแจ๋ว” เป็นหุ่นยนต์ระดับต้นยังไม่ฉลาดมากนัก ต้องอาศัยการสั่งการจากมนุษย์ในลักษณะของ “Tele-Operator” เพราะต้องพึ่งพาการตัดสินใจของมนุษย์มาก ส่วนหนึ่งเป็นเพราะแบบแปลนระบบท่ออาจไม่มีการปรับปรุงให้ถูกต้อง (Update) อยู่ตลอดเวลาเมื่อมีการซ่อมแซมไปแล้ว ไม่เหมือนกับเราดูหนังจารกรรมที่ ผู้ร้ายมีแผนที่ระบบวิศวกรรมอาคารอย่างละเอียดในการวางแผนเล็ดลอดเข้าไปในอาคาร เรื่องการดูแลบำรุงรักษาระบบอาคารนี้ ผมยืนยันมิได้กล่าวเกินเลยครับ ท่านเจ้าของอาคารลองตรวจสอบจากช่างผู้ดูแลอาคารของท่าน ว่าแบบแปลนที่มีอยู่ ได้มีการแก้ไขให้สอดคล้องกับการต่อเติมปรับปรุงหรือไม่? อย่างไร?

แนวทางในการพัฒนาต่อไปของทีมงานคือ พัฒนาและติดตั้งชุดหัวฉีดน้ำยาทำความสะอาด หรือ หัวฉีดน้ำยาฆ่าเชื้อ ให้แก่หุ่นยนต์ “นังแจ๋ว” เพื่อให้สามารถทำความสะอาดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น นอกจากจะนำไปใช้ในอาคารสำนักงานแล้วยังสามารถนำไปใช้ภายในร้านอาหารต่างๆ หรือแม้กระทั่งภายในโรงพยาบาล ซึ่งต้องการความสะอาดสูง

ชีวิตจริงของมนุษย์หนีการอยู่ร่วมกับเชื่อโรคไม่ได้หรอกครับ คงต้องแบ่งกันอยู่แบ่งกันกิน แต่ต้องระวังอย่าให้เสียสมดุล หากเชื้อโรคมีปริมาณมากเกินไป เราจะถูกกินและอยู่ไม่ได้

ท่านผู้อ่านสามารถส่งข้อคิดเห็น/เสนอแนะมาที่ผู้เขียนที่ djitt

——————————————————————————————
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