หุ่นยนต์ทรงกลม

หุ่นยนต์ทรงกลม

ปัญญาประดิษฐ์เมื่อเริ่มเกิดขึ้นใหม่ๆ นักวิจัยพูดแต่เพียงการเรียนรู้ปัญญามนุษย์ตั้งแต่ขั้นพื้นฐานคือการสรุปและประมวลข้อมูล (Induction) ที่ได้รับเข้าไปเป็นองค์ความรู้ระดับต้นจนพัฒนาถึงขั้นวิเคราะห์(Deduction)ไปค้นหาสิ่งที่ไม่รู้ได้จากสิ่งที่รู้ดั้งเดิม เช่นเดียวกันกับที่มนุษย์ทำมาตลอด จนวิวัฒนาการ “ความฉลาด” ของมนุษย์มีมากกว่าสิ่งที่มีชีวิตประเภทอื่น หลายคนอาจโต้แย้งว่าไม่จริงเพราะเห็นว่ามนุษย์เรานั้นนับวันยิ่งพัฒนาคิดค้นสิ่งที่มาทำลายกันเอง อย่างนี้แล้วเรียกว่าฉลาดได้อย่างไร?

เมื่อวานนี้ผู้บริหารงานวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งมลรัฐแมสซาชูเซสต์ (M.I.T) แวะมาเยี่ยมเยียนผม เราได้พูดถึงแนวโน้มงานวิจัยด้านปัญญาประดิษฐ์จากหลายหน่วยงานวิจัยที่เอ็มไอที เช่น Center for Brain and Mind ปรากฎว่า ขบวนการ “Deduction” ที่ผมกล่าวถึงข้างต้นนั้นมีศักยภาพไปไกลกว่าเรื่องที่มนุษย์ทำได้แล้ว นั่นคือปัญญาประดิษฐ์สามารถไปค้นพบในสิ่งที่มนุษย์ไม่เคยค้นพบมาก่อนหรือไม่มีความสามารถค้นพบได้เลย อันนี้เป็นเรื่องที่น่าตกใจมิใช่น้อย เพราะสายพันธ์มนุษย์กำลังจะล้าหลังต่อสิ่งที่มนุษย์คิดและสร้างขึ้นมา

ผมคิดถึงจุดเด่นประการหนึ่งในเรื่องนี้ หากพิจารณาดูพื้นฐานการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์โดยการใช้อินเตอร์ลัพท์เวกเตอร์(Interrupt Vector) เพื่อ “รู้” สถานะของการทำงานจะได้เตือนเหตุการณ์ที่ไม่พึงปราถนาก่อนที่มันจะเกิดขึ้น การเตือนแบบอินเตอร์ลัพท์นี้เกิดจากการเฝ้าดูอยู่ตลอดเวลาแบบคู่ขนานกับขบวนการทำงาน ซึ่งแตกต่างจากการทำจุดตรวจสอบแบบโพลลิ่ง (Polling) ที่มีลักษณะแบบอนุกรม ทำให้ไม่สามารถเตือนได้อย่างทันท่วงที เมื่อเปรียบเทียบกับมนุษย์ทั่วไปแล้ว การ “รู้” และการ “คิด” ของมนุษย์แยกส่วนกัน การรู้ว่ากำลังคิดนั้นแตกต่างจากการที่เรารู้ในสิ่งที่คิด ในบางครั้งมนุษย์จึงขาด “สติ” ลืมกายและลืมใจได้โดยง่าย ซึ่งเกิดการ “ถลำ” เข้าไปแทรกแซงและปรุงแต่งสังขารความคิด การเจริญสติเพื่อให้เกิด “ภาวนามัยปัญญา” จึงเสมือนอินเตอร์ลัพท์เวกเตอร์ที่คอยเตือนเราให้รู้ถึงสภาวะธรรมที่เผชิญอยู่ขณะนั้นได้ทันการ โดยให้รู้ “ทัน” หลังจากสภาวะธรรมนั้นเกิดขึ้น หุ่นยนต์ที่มีต้องทำงานในที่ๆมีคนและสิ่งของกีดขวางมากมาย จึงต้องมีเซนเซอร์ เมื่อตรวจสอบสิ่งกีดขวางได้แล้วจะใช้เทคนิคนี้เพื่อตัดการทำงานของหุ่นยนต์ได้ก่อนที่อันตรายจะเกิดขึ้น การรอโปรแกรมให้เดินมาถึงจุด Polling นั้นช้าเกินไป ความเสียหายจะเกิดขึ้นหรือผู้คนรอบข้างอาจบาดเจ็บได้

การสร้างหุ่นยนต์ให้มีความสามารถมากกว่ามนุษย์นั้นมีปรากฎให้เห็นด้านทางกลไกอีกด้วย สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ ได้ให้ทุนสนับสนุนวิจัยแก่ ดร.ถวิดา มณีวรรณ์ และนายจตุรนต์ พลวิชัย สถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม (ฟีโบ้) เพื่อออกแบบและสร้างหุ่นยนต์ทรงกลม แทนที่จะมีล้อหรือขาเหมือนหุ่นยนต์ทั่วไปที่ฟีโบ้สร้างขึ้น นักวิจัยทั้งสองท่านนี้คิด “นอกกรอบ” สร้างหุ่นยนต์ทรงกลมนี้ขึ้นให้สามารถเคลื่อนที่ด้วยการกลิ้งและการกระโดดได้คล้ายคลึงกับลูกบอลทั่วไปโดยใช้การเปลี่ยนแปลงจุดศูนย์ถ่วง [1] ทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบกลิ้ง และใช้กลไกสปริง [2] ทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบกระโดด

มีการวิเคราะห์ระบบพลศาสตร์ (Dynamics System) ของลูกบอลทรงกลมเพื่อนำข้อมูลที่ได้จากแบบจำลอง (Simulation) ไปใช้ในการออกแบบหุ่นยนต์ทรงกลมโดยหุ่นยนต์ประกอบไปด้วยกลไกที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบกลิ้งและแบบกระโดดอยู่ในแกนเดียวและมีรวมกันทั้งสิ้น 6 แกน หลักการทำงานของกลไกที่ทำให้เกิดการเคลื่อนแบบกลิ้ง คือ การทำการเคลื่อนที่ตุ้มน้ำหนักภายในตัวหุ่นยนต์จนจุดศูนย์ถ่วงของมวลหุ่นยนต์เปลี่ยนไปตามตำแหน่งที่ต้องการให้เคลื่อนที่ไป และกระโดด คือ การใช้สปริงในการผลักดันให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ ซึ่งมีจุดกระโดดทั้งสิ้น 6 จุด นอกจากนี้ที่ตัวหุ่นยนต์จะมีเซนเซอร์ (Sensor) วัดสถานะมุมหมุนของตัวเอง และใช้ชุดควบคุมระยะไกล เพื่อทำการกำหนดเส้นทางการเดิน (Path) ทางคณะผู้วิจัยคาดหวังว่าองค์ความรู้ทางด้านระบบพลศาสตร์ของหุ่นยนต์ทรงกลมนี้สามารถนำไปสู่การบูรณาการกลไกการเคลื่อนที่ด้วยการกลิ้งและการกระโดดเข้าสู่หุ่นยนต์แบบล้อและขาต่อไป
ไม่แน่ว่าในอนาคตอันใกล้นี้เราอาจได้เห็น “แขนเทียม-ขาเทียม” ที่มีสมรรถนะเหนือกว่าแขนขามนุษย์ดั้งเดิมก็เป็นได้นะครับ

——————————————————————————————
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