สาราณุกรมหุ่นยนต์ไทย(4)

สาราณุกรมหุ่นยนต์ไทย เทคโนโลยีหุ่นยนต์ในประเทศไทย

ปัจจุบันเทคโนโลยีหุ่นยนต์ในประเทศไทยได้มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ไม่ว่าจะเป็นในรูปของงานวิจัยต่างๆ ทั้งที่ในรูปของงานวิจัยพื้นฐาน และที่ได้นำไปประยุกต์ใช้ในเชิงอุตสาหกรรม ทางการแพทย์และการช่วยเหลือคนพิการ รวมทั้งการสร้างนวัตกรรมในเชิงสิ่งประดิษฐ์ต่างๆ และการเข้าร่วมการแข่งขันหุ่นยนต์ของเยาวชนไทย

งานวิจัยทางด้านหุ่นยนต์ที่น่าสนใจในประเทศไทยสามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม กล่าวคือ

1. งานวิจัยทางด้านหุ่นยนต์เคลื่อนที่และหุ่นยนต์อุตสาหกรรม ตัวอย่างของงานวิจัยในกลุ่มนี้ได้แก่หุ่นยนต์บิน หุ่นยนต์สองขาซึ่งมีลักษณะคล้ายมนุษย์  หุ่นยนต์สำรวจใต้น้ำ ฯลฯ

1.1  หุ่นยนต์บิน (Flying Robot) โดย Mechatronics and Automation Lab, School of Advanced Technologies, Asian Institute of Technology

งานวิจัยนี้เน้นการออกแบบ และควบคุมหุ่นยนต์บินได้อย่างอัตโนมัติที่มีลักษณะเป็นเฮลิคอปเตอร์ที่ติดเซนเซอร์หลายประเภทเช่น อัลตร้าโซนิคส์, GPS,  Angular Rate Gyros และ Linear Accelerometer เป็นต้น งานวิจัยนี้สามารถประยุกต์ใช้งานด้านการสำรวจและการทหาร การเกษตรกรรม เป็นต้น แสดงดังในรูปที่ ๒๓

รูปที่ 23 AIT Flying Robot

          1.2  หุ่นยนต์เดินสองขา (Humanoid Robot)  โดยสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

งานวิจัยนี้เกี่ยวกับการศึกษาพลศาสตร์ของหุ่นยนต์เดินสองขาที่มีลักษณะคล้ายมนุษย์แต่ โดยมุ่งเน้นศึกษากลไกการเดินและการทรงตัวของหุ่นยนต์ การลดแรงกระแทกจากการก้าวเดิน การออกแบบระบบตรวจวัดและระบบควบคุมเสถียรภาพ ตลอดจนการใช้ระบบคอมพิวเตอร์วิชั่นในการนำทางและการคำนวณตำแหน่ของหุ่นยนต์

รูปที่ ๒๔ Humanoid robot

1.3  หุ่นยนต์สำรวจใต้น้ำ (ThaiXPole) โดย  สำนักงานเครือข่ายวิจัยประยุกต์ทางเทคโนโลยีหุ่นยนต์และชีวการแพทย์   คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

งานวิจัยนี้เป็นการพัฒนาหุ่นยนต์สำรวจใต้น้ำสำหรับช่วยในการสำรวจ และเก็บข้อมูลสำหรับการร่วมสำรวจบริเวณขั้วโลกใต้ของนักวิทยาศาสตร์ไทย ดังแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ ๒๕ ThaiXPole [3]

1.4   หุ่นยนต์จัดเก็บหางเหล็ก  (Crop Collector system)  โดย สถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี และบริษัทเหล็กสยามยามาโตะจำกัด

งานวิจัยนี้เป็นการออกแบบและจัดสร้างหุ่นยนต์อุตสาหกรรมอัตโนมัติขนาดใหญ่    เพื่อใช้ในสายการผลิตเหล็กรูปพรรณ (H.I.C)   โดยพัฒนาหุ่นยนต์ขนาดใหญ่ให้สามารถเก็บหางเหล็กน้ำหนัก 300 กิโลกรัม ความยาว 500-2,000 มิลลิเมตร ความร้อนสูง 900 องศาเซลเซียส ออกจากสายพานการผลิตในเวลา    10 วินาที นำไปทิ้งภายในเวลา 50 วินาที    การจัดสร้างหุ่นยนต์ดังกล่าวทำให้บริษัทสามารถเดินเครื่องการผลิตเหล็กได้อย่างเต็มกำลัง ตลอดจนเพิ่มผลผลิตให้กับบริษัทได้ตามต้องการ แสดงดังรูปที่ ๒๖

รูปที่ ๒๖ หุ่นยนต์จัดเก็บหางเหล็กความร้อนสูง

2. งานวิจัยทางด้านการทำงานร่วมกันระหว่างหุ่นยนต์กับมนุษย์ และหุ่นยนต์ทางการแพทย์

งานวิจัยในกลุ่มนี้จะเป็นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีหุ่นยนต์ให้ทำงานร่วมกับมนุษย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยเหลือมนุษย์ในการทำงานต่างๆในชีวิตประจำวัน รวมทั้งช่วยเหลือผู้พิการ และงานทางการแพทย์ ตัวอย่างของงานวิจัยในกลุ่มนี้ในประเทศไทยได้แก่ ชุดสวมแขนขาสำหรับคนพิการ การใช้สัญญาณชีวภาพในการควบคุมหุ่นยนต์ และระบบนำทางการผ่าตัดเป็นต้น

2.1  ชุดสวมแขนขา (Arm and Leg ExoskeletonX) โดย Mechatronics and Automation Lab, School of Advanced Technologies, Asian Institute of Technology

งานวิจัยนี้เน้นการออกแบบและพัฒนาต้นแบบชุดสวมแขนและขาเพื่อช่วยให้คนพิการแขนสามารถควบคุมแขนกลให้หยิบจับสิ่งของ หรือช่วยให้ผู้พิการขาสามารถเดินได้ แสดงดังรูปที่ ๒๗

รูปที่ ๒๗ AIT Arm and Leg Exoskeleton        

2.2  การควบคุมแขนหุ่นยนต์โดยใช้สัญญาณไฟฟ้าทางชีวภาพ โดย สถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

งานวิจัยนี้เสนอการนำสัญญาณไฟฟ้าทางชีวภาพที่เกิดขึ้นจากอากัปกิริยาต่างๆบนบริเวณใบหน้า เช่น การกลอกตา และยักคิ้ว มาวิเคราะห์เพื่อทำการแยกแยะ และจดจำรูปแบบของสัญญาณเหล่านั้น โดยมีส่วนประมวลผลเบื้องต้นเพื่อจัดสัญญาณไฟฟ้าทางชีวภาพให้อยู่ในรูปแบบที่จะนำไปแยกแยะและจดจำสัญญาณไว้ก่อน หลังจากนั้นจึงนำผลที่ได้มาใช้ควบคุมแขนหุ่นยนต์ แสดงดังรูปที่ ๒๘

รูปที่ ๒๘ การควบคุมแขนหุ่นยนต์โดยใช้สัญญาณไฟฟ้าทางภาพ

2.3  หุ่นยนต์โคบอตสามมิติ (3D Cobot) โดย ห้องปฏิบัติการสหวิทยาการมนุษย์และหุ่นยนต์     ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

งานวิจัยนี้เป็นการออกแบบและพัฒนาหุ่นยนต์โคบอทแบบแขนกล ที่ช่วยกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ให้มนุษย์ โดยสามารถเคลื่อนที่ได้ 3 องศาอิสระ ที่มีลักษณะเป็นแบบเชิงเส้นตามแนวแกน X, Y และ Z โดยเราจะนำหุ่นยนต์โคบอทจอยสติกมาทำการพัฒนาให้ได้ตามวัตถุประสงค์ ซึ่งจะทำให้ใช้ล้อจำนวนทั้งหมดเพียงแค่ 3 ล้อเท่านั้น และทำให้ลักษณะของโครงสร้างมีลักษณะที่ง่ายขึ้น โดยเรียกหุ่นยนต์โคบอทตัวนี้ว่า “หุ่นยนต์โคบอทสามมิติ (3D Cobot)” แสดงดังรูปที่ ๒๙

 รูปที่ ๒๙ CU Cobot

2.4   ระบบนำทางการผ่าตัด โดย สำนักงานเครือข่ายวิจัยประยุกต์ทางเทคโนโลยีหุ่นยนต์และชีวการแพทย์ คณะวิศวกรรมศาสตร์  มหาวิทยาลัยมหิดล

งานวิจัยนี้เป็นการพัฒนาระบบนำทาง เพื่อช่วยในการผ่าตัดโดยพยามลดการฉายเอกซเรย์ รวมทั้งพัฒนาระบบหุ่นยนต์ช่วยในการผ่าตัด แสดงดังรูปที่ ๓๐

   รูปที่ ๓๐ ระบบนำทางการผ่าตัด      

3. นวัตกรรมทางด้านหุ่นยนต์จากการแข่งขันหุ่นยนต์ในประเทศไทย

3.1  ทีมฟุตบอลหุ่นยนต์ขนาดเล็ก small-sized RoboCup soccer

การแข่งขัน Robocup เป็นการแข่งขันที่พัฒนาหุ่นยนต์เคลื่อนที่แบบใช้ล้อเพื่อเลี้ยงลูกบอลและทำประตูฝ่ายตรงข้าม การแข่งขันประเภทนี้ต้องอาศัยความรในเรื่องของคอมพิวเตอร์วิชั่นในการหาตำแหน่งของตัวหุ่นยนต์และลูกบอล และใช้ปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence) ในการวางแผนการบุกและรับ ผู้ชนะเลิศจะได้เป็นตัวแทนประเทศไทยไปแข่งขันระดับนานาชาติ

รูปที่ ๓๑ ทีม Plasma-z จากจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

3.2  หุ่นยนต์กู้ภัย (Rescue Robot)

การแข่งขันหุ่นยนต์กู้ภัย เป็นการแข่งขันการพัฒนาหุ่นยนต์ที่ควบคุมด้วยคนหรือหุ่นยนต์อัตโนมัติเพื่อใช้ในการกู้ภัย ในการแข่งขันจะใช้สนามจำลองที่มีหุ่นเหยื่อวางอยู่ตามตำแหน่งต่าง ๆ หุ่นยนต์จะต้องใช้เซ็นเซอร์ในการสำรวจตำแหน่ง อุณหภูมิ เสียงและการเคลื่อนไหวของหุ่นเหยื่อ เพื่อสร้างแผนที่และระบุตำแหน่ง รวมทั้งสภาวะของหุ่นเหยื่อได้อย่างถูกต้อง

รูปที่ ๓๑ หุ่นยนต์กู้ภัย Independent จากสถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือซึ่งได้รับรางวัลชนะเลิศจากการแข่งขัน World RoboCup Rescue Robot ในปี 2549 และ 2550

3.3  รถอัจฉริยะ (Intelligent Vehicle)
การแข่งขันรถอัจฉริยะเป็นการแข่งขันเพื่อพัฒนารถอัตโนมัติที่สามารถเคลื่อนที่จากจุดเริ่มต้นไปสู่จุดหมายปลายทางได้โดยไม่ต้องมีคนเข้าไปควบคุมหรือเกี่ยวข้อง โดยรถอัจฉริยะนี้จะต้องมีความสามารถในการหลบหลีกสิ่งกีดขวาง และปฏิบัติตามสัญญาณจราจรได้อย่างถูกต้อง

รูปที่ ๓๒ ทีม Jack-o-lantern จากจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยซึ่งได้รับรางวัลชนะเลิศจากการแข่งขันประจำปีพ.ศ.2550

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 และเป็นสถาบันการศึกษาแห่งแรกของประเทศไทยที่เปิดสอนระดับปริญญาโทสาขาวิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติโดยเฉพาะ