จุดเริ่มอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ไทยตอนแรก

จุดเริ่มอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ไทย (ตอนที่ 1)

รัฐบาลไทยได้อนุมัติงบประมาณให้ดำเนนการตามยุทธศาตร์หุ่นยนต์และระบบอัติโนมัติ โดยมีการพัฒนาสถาบันต้นแบบและหน่วยงานเชื่อมโยงจากหน่วยงานที่มีอยู่เพื่อให้สามารถแข่งขันกับสิงคโปร์และมาเลเซียได้ มีการออกแบบ วิจัยและพัฒนาระบบหุ่นยนต์อุตสาหกรรมตามความต้องการจริงของอุตสาหกรรม ต่อยอดการเป็นแชมป์หุ่นยนต์โลกของเด็กไทยด้วยการสนับสนุนการออกแบบและสร้างหุ่นยนต์กู้ระเบิดไปใช้งานจริงที่สามจังหวัดชายแดนภาคใต้ แทนการนำเข้าหุ่นยนต์สายพันธ์ต่างชาติราคาแพง นอกจากนี้ยังมีการอบรมบุคคลากรจากภาคอุตสาหกรรมจำนวน 5,000 คน โดยมีตัวอย่างหลักสูตร (ร่าง) ดังต่อไปนี้

การเรียนรู้เบื้องต้นสำหรับการควบคุมหุ่นยนต์เคลื่อนที่อย่างฉลาด โมดูลประกอบด้วย หุ่นยนต์เคลื่อนที่อย่างง่าย ที่มีลักษระรูปร่างกลม มีขนาดประมาณ 25x25x20 เซ็นติมิเตอร์ มีเซ็นเซอร์วัดระยะทางโดยรอบตัว ซึ่งสามารถวัดระยะทางได้ไม่เกิน 50 เซ็นติมิเตอร์ มีระบบเข็มทิศจำลอง ผู้ใช้จะสามารถควบคุมการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ ผ่านพอร์ท bluetooth โดยสามารถใช้เครื่องคอมพิวเตอร์อะไรก็ได้ที่มีอุปกรณ์ bluetooth ที่จะสามารถติดต่อสื่อสารได้กับหุ่นยนต์ โดยอาศัย ชุดคำสั่งที่ออกแบบไว้แล้ว และชุดโปรแกรมช่วยต่างๆที่เตรียมไว้ให้ ผู้ใช้สามารถเขียนโปรแกรมต่างๆโดยอาศัยข้อมูลต่างๆที่หุ่นยนต์ส่งให้ เพื่อแก้ปัญหาที่กำหนด เพื่อการเรียนรู้เบื้องต้นสำหรับการควบคุมหุ่นยนต์เคลื่อนที่อย่างฉลาดได้ นอกจากนั้น ยังมีชุดโปรแกรมจำลองการทำงานของหุ่นยนต์เคลื่อนที่ ที่ใช้เฉพาะการทดสอบบนเครื่องคอมพิวเตอร์ก่อนนำไปใช้กับหุ่นยนต์เคลื่อนที่จริง ซึ่งจะมีประโยชน์อย่างมากในการเรียนรู้ในเรื่องการประยุกต์ใช้ศาสตร์ขั้นต้นทางปัญญาประดิษฐ์กับหุ่นยนต์เคลื่อนที่
การพัฒนาและประยุกต์ใช้ฟัซซีลอจิกและนิวรอนเน็ทเวิร์คสำหรับงานอุตสาหกรรม และระบบอัตโนมัติ เป็นโปรแกรมสำหรับพัฒนาฟัซซีลอจิกและนิวรอนเน็ทเวิร์คเพื่อใช้กับงานด้านระบบอัตโนมัติพื้นฐาน โดยตัวโปรแกรมสามารถใช้งานง่าย ไม่ซับซ้อน ผู้ใช้สามารถเลือกพัฒนาระบบสำหรับช่วยตัดสินใจหรือระบบควบคุมต่างๆ โดยใช้องค์ความรู้ด้านฟัซซีลอจิกและนิวรอนเน็ทเวิร์คได้โดยง่าย ผ่านการลากวางชุดคำสั่งที่แสดงในลักษณะเป็นกราฟิก โดยมีตัวอย่างการนำไปใช้ในการคัดแยกชิ้นงานผ่านภาพ เป็นต้น
การออกแบบและควบคุม Mobile Platform
หุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้แบบมีล้อ มีการนำไปใช้งานอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรม เช่น หุ่นยนต์กู้ภัย หุ่นยนต์ สำหรับการเก็บกู้วัตถุระเบิด หรือหุ่นยนต์สำรวจ หุ่นยนต์สำหรับรักษาความปลอดภัย เป็นต้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องอาศัยระบบซอฟต์แวร์ฝังตัวที่เหมาะสมกับการทำงานแบบเวลาจริง และระบบฮาร์ดแวร์โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์และวงจรอิเล็คทรอนิคส์ที่มีเหมาะสม และเพื่อให้องค์ความรู้ในส่วนนี้ ได้รับการถ่ายทอดให้ผู้ที่สนใจได้อย่างกว้างขวาง โครงการนี้จึงมุ่งเน้นที่การจัดทำชุดควบคุมการทำงานของหุ่นยนต์เคลื่อนที่แบบมีล้อ ซึ่งเป็นระบบคอมพิวเตอร์สมองกลฝังตัว (แต่ไม่รวมถึงตัวหุ่นยนต์) โดยจัดทำเป็นบอร์ดอิเล็คทรอนิกส์ ที่ประกอบด้วย 2.1 ชิปไมโครคอนโทรลเลอร์ พร้อมระบบปฏิบัติการแบบเวลาจริง โดยเน้นที่เป็นซอฟต์แวร์เสรี (OpenSource) 2.2 ชิปลอจิกที่โปรแกรแกรมได้ โดยเลือกใช้ FPGA เพื่อใช้ในการเชื่อมต่อกับเซนเซอร์หรืออุปกรณ์อื่นๆ และทำงานร่วมกับชิปไมโครคอนโทรลเลอร์ 2.3 พร้อมตัวอย่างโค้ดและแบบฝึกหัดสำหรับการทดลองภาคปฏิบัติ

แขนกลสำหรับแยกแยะวัตถุในงานอุตสาหกรรม แขนกลสำหรับแยะวัตถุในงานอุตสาหกรรม เป็นแขนกล 4 แกน จะประกอบด้วยส่วนของการควบคุมแขนกลให้เคลื่อนที่ไปตามจุดต่างๆ โดยมีการควบคุม 2 แบบ คือ 1) แบบ Open-loop อิสระจากกันในทุกแกน เพื่อให้ผู้เรียนได้ศึกษาแนวทางการออกแบบแขนกลที่ถูกต้อง 2) แบบ Closed-loop อัตโนมัติ ผู้เรียนป้อนตำแหน่งที่ต้องให้แขนกลเคลื่อนที่ไป ส่วนการควบคุมตำแหน่งจะอาศัยการป้อนกลับจากกล้อง ซึ่งจะทำให้ผู้เรียนเข้าใจในการควบคุมแขนกลที่ถูกต้องและใช้งานในอุตสาหกรรมได้จริง

Robot Manipulator การเรียนรู้ผ่านสื่อหุ่นยนต์เป็นการเรียนรู้แบบ บูรณาการ ซึ่งรวมถึงการเรียนรู้ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์, อุปกรณ์ตรวจจับ, ชุดขับและมอเตอร์แบบต่างๆ, กลไกในการส่งกำลัง, การเขียนโปรแกรมควบคุม, รวมถึงแนวคิดเชิงปัญญาประดิษฐ์ในการให้หุ่นยนต์สามารถแก้ปัญหาที่มีความซับซ้อน สูงขึ้นได้จากการรวมองค์ความรู้หลายอย่างมาประกอบกัน และสามารถส่งผลให้เกิดผล ตอบสนองจริง ทำให้สื่อหุ่นยนต์เป็นที่นิยมในการส่งเสริมการเรียนรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีเป็นอย่างมากในปัจจุบัน สามารถประกอบการดำเนินการสอดคล้องกับการใช้งานจริงในอุตสาหกรรม ระบบอัตโนมัติได้เป็นอย่างดีในชุดการทดลองโมดูลการควบคุม Manipulator ใช้การเคลื่อนที่เชิงเส้น 1 แกนและการเคลื่อนที่เชิงมุม 3 แกน ในการควบคุมจุดปลายของ Manipulator ซึ่งประกอบด้วย2.1 ส่วนของ Hardware ประกอบด้วย 4 องศาอิสระ (4 DOF) บนตัวของ Manipulator แบ่งเป็น – ชุดขับเคลื่อน: 4 DC motors – ชุดขับมอเตอร์: Motor drive 4 channel- ชุดวัดสัญญาณ: 4 Encoders – ชุดควบคุม: MCU Board2.2 ส่วนของ Software จะมีโปรแกรม GUI ที่ทำหน้าที่สื่อสารระหว่างผู้ใช้และชุดทดลอง เพื่อให้ผู้ใช้- ป้อนค่าเพื่อควบคุมการทำงานของแต่ละองศาอิสระ- สอน Manipulatorให้เรียนรู้การเคลื่อนที่- คำนวณองศาของแต่ละจุดหมุนเพื่อควบคุมตำแหน่งที่ต้องการ

(โปรดอ่านต่อสัปดาห์หน้าครับ)

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