เล่นไปเรียนไป

ผมเชื่อเพราะได้พิสูจน์มาด้วยตนเองว่า การแข่งขันหุ่นยนต์เช่นนี้ มีคุณลักษณะแบบ “เล่นไปเรียนไป” จนเกิดความเพลิดเพลินในการเรียนดังคำของท่านอาจารย์ ชัยอนันต์ สมุทวณิช : เ-พ-ลิ-น เท่ากับ Play + Learn : Plearn น้องๆ ครับ ตั้งแต่เด็กผมเล่นไปเรียนด้วยความมันส์ จนจบปริญญาเอก มีแต่เรื่องท้าทายให้ผมต้องเรียนรู้ ค้นคว้าหาความจริงด้วยการทดลองปฏิบัติจริงตลอดเวลา ซึ่งไม่เหมือนกับเพื่อนผมบางคนที่ทำกลับกันคือ เรียนไปเล่นไป ส่วนใหญ่จะหมดแรงจูงใจในการเรียนไปกลางคันแล้วสอบไม่ค่อยผ่าน

หลายครั้งที่ผมต้องไปหาทุนเพื่อจัดการแข่งขันเหล่านี้ จะได้รับคำถามจากผู้ใหญ่ทั้งภาครัฐและเอกชนว่า เป็นการจัดแข่งของเล่นกันมีอะไรนำไปใช้ประโยชน์ได้บ้าง? แน่นอนว่ามีอยู่เยอะแยะแต่คงต้องมีหน่วยงานหรือกลไกเพิ่มเติมเพื่อฝึกฝนให้น้องๆทีมีพรสวรรค์เหล่านี้ได้มีโอกาสฝึกฝนการออกแบบจนถึงขั้นมาตรฐานอุตสาหกรรมได้ อย่างไรก็ตามถึงแม้กลไกดังกล่าวยังไม่มีความชัดเจนมากนัก ผมมั่นใจอย่างยิ่งว่า หากให้เยาวชนรุ่นใหม่ที่ “เล่นไปเรียนไป” นี้ ไปเปิดบริษัทตัวแทนจำหน่ายหุ่นยนต์จากต่างประเทศ เราคงได้เห็นความสามารถพวกเขาในการบูรณาการเทคโนโลยีหุ่นยนต์เข้าสู่สายการผลิต จนกระทั่งการทำ “Reverse Engineering” จนได้หุ่นยนต์อุตสาหกรรม “สายพันธุ์ไทย” ของเราขึ้นมา มิใช่ตะบันขาย “ลูกเดียว” เช่นปัจจุบัน ภาคภูมิใจกับกำไรนิดหน่อย แต่ก็ทำให้ประเทศชาติขาดทุนบักโกรก เพราะเสียค่าโง่ทางเทคโนโลยีมากเหลือเกิน

การเล่นจนเข้าถึงความลุ่มลึกทางวิชาการนี้ยังมีตัวอย่างให้เห็นจาก งานแข่งขันหุ่นยนต์ระดับโลก: ROBOCUP ที่ต้องอาศัยงานวิจัยระดับปริญญาเอกเข้ามาใช้เพื่อความได้เปรียบ เทคโนโลยีหุ่นยนต์สำคัญๆ ก็เกิดมาจากการแข่งขันนี้ มีนักวิจัยและโปรเฟสเซอร์จากมหาวิทยาลัยชั้นนำเข้าร่วมการแข่งขันมากมาย เป็นการแข่งขันที่ต้องมีการบรรยายทางเทคนิค เกี่ยวกับหุ่นยนต์ที่แต่ละทีมสร้างมา เพราะเทคโนโลยีที่ใช้นั้นลึกซึ้งมาก

ปีที่แล้วสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม “ฟีโบ้” ได้รับเชิญเข้าแข่งขันกับอีก 42 ประเทศ คุณปาษาณ กุลวานิช นักศึกษาระดับปริญญาเอกของฟีโบ้เป็นหัวหน้าทีมร่วมกับนักศึกษารุ่นน้อง สร้างหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ “ใจดี” โดยได้รับความกรุณาเงินทุนสนับสนุนจาก บริษัท อาเซียนฮอนด้า และ บริษทเอไอเอส เป็นที่น่ายินดีที่ “ใจดี” เข้ารอบแปดทีมสุดท้าย แม้จะเป็นปีแรกที่ฟีโบ้เข้าแข่งขันก็ตาม “ใจดี” เอาชนะทีมจากเยอรมนีได้ สักวันหนึ่งทีมฟุตบอลไทยต้องชนะใน World Cup เอ้า..อย่าเพิ่งหัวเราะผมซิครับ ผมก็มีความฝันได้นี่ครับ

การขยายตัวทางอุตสาหกรรมมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เพื่อให้การผลิตเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ อุตสาหกรรมการผลิตแบบอัตโนมัติจึงเข้ามามีบทบาทในวงการอุตสาหกรรม เทคโนโลยีหุ่นยนต์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอุตสาหกรรมการผลิตแบบอัตโนมัติได้ถูกนำมาช่วยในการผลิตโดยหุ่นยนต์ส่วนใหญ่เป็นแขนกลชนิดยึดอยู่กับที่ แต่เนื่องจากการผลิตบางประเภทต้องการการขนย้าย เช่น การขนถ่ายวัตถุที่มีความร้อนสูง การนำวัตถุเข้าสู่สายการผลิต หรือแม้กระทั่ง การสำรวจในพื้นที่อันตรายเป็นต้นทำให้หุ่นยนต์แบบเคลื่อนที่ (Mobile Robot) เหมาะสมกว่า โดยทั่วไป

หุ่นยนต์แบบเคลื่อนที่ที่นิยมนำมาใช้เป็นแบบหุ่นยนต์แบบเคลื่อนที่ด้วยล้อ และหุ่นยนต์แบบเคลื่อนที่ด้วยขา หุ่นยนต์แบบเคลื่อนที่ด้วยล้อที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมีตั้งแต่ล้อเดียวไปจนถึงหลายล้อเพื่อใช้ในการขับเคลื่อนให้หุ่นไปยังตำแหน่งและทิศทางที่ต้องการ หุ่นยนต์แบบล้อสามารถเคลื่อนที่ในพื้นที่ที่ค่อนข้างราบเรียบได้ดี แต่หุ่นยนต์แบบล้อไม่เหมาะสมกับภูมิประเทศที่สลับซับซ้อนและขรุขระ

ดังนั้น หุ่นยนต์ที่เคลื่อนที่ด้วยขาจึงมีความเหมาะสมกับภูมิประเทศดังกล่าวมากกว่าหุ่นยนต์ที่เคลื่อนที่ด้วยล้อ โดยสามารถเคลื่อนที่ได้ในภูมิประเทศที่มีความขรุขระ พื้นที่ต่างๆ หุ่นยนต์ที่เคลื่อนที่ด้วยขาที่ทำการวิจัยมาตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันมีจำนวนตั้งแต่หนึ่งขาเป็นต้นไป ยิ่งจำนวนขาน้อยยิ่งส่งผลให้ความคล่องตัวในการเคลื่อนที่มีมากขึ้นเท่านั้น

หุ่นยนต์ที่เคลื่อนที่ด้วยขาสองขา มีความสามารถในการเคลื่อนที่ได้ดีกว่า หุ่นยนต์ที่เคลื่อนที่ด้วยขาแบบอื่น ในหลายๆรูปแบบหุ่นยนต์สองขาสมัยใหม่ทั้งหลายมีการปฏิสัมพันธ์ทางพลวัติกับสิ่งแวดล้อมรอบๆ ตัว ระบบหุ่นยนต์สองขาได้พัฒนาอย่างต่อเนื่อง มาตั้งแต่อดีต มีการวิเคราะห์แบบจำลองทางพลศาสตร์และสร้างหุ่นยนต์สองขา จากนั้นได้ทดลองให้หุ่นยนต์เดินลงจากพื้นเอียงโดยอาศัยพลังงานจากแรงโน้มถ่วงเท่านั้น นอกจากนั้นยังสามารถติดตั้งตัวกำเนิดพลังงานเข้าไปในตัวของหุ่นยนต์ได้เพื่อให้หุ่นยนต์เดินบนพื้นราบได้อย่างคล่องแคล่วและมีประสิทธิภาพ

ที่สถาบันเทคโนโลยีแห่งมลรัฐแมสสาซูเซทส์ ทำการสร้างและทดสอบหุ่นยนต์ที่มีการเคลื่อนที่แบบกระโดดตั้งแต่หนึ่งขาจนถึงสี่ขาโดยอาศัยการสปริงตัวของขาและควบคุมช่วงกระโดดของหุ่นยนต์โดยการปรับมุมของขาขณะลอยตัวอยู่ในอากาศ หุ่นยนต์ที่ทำงานร่วมกับมนุษย์ ได้แก่ หุ่นยนต์ของบริษัทฮอนด้า ที่ปรากฏตัวครั้งแรกในปี 1986 คือ P1 และพัฒนาต่อมาเป็น P2, P3, ASIMO ในปัจจุบัน ได้กลายเป็นแรงกระตุ้นให้นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก ไห้สนใจพัฒนาหุ่นยนต์สองขามากขึ้น อาทิ บ. Kitano symbiotic system ร่วมกับ บ. Murata Manufacturing พัฒนาหุ่นยนต์ชื่อ Morph เพื่อนำไปใช้แทนมนุษย์ในสถานการณ์หรือสถานที่อันตรายต่างๆ เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถทำงานได้อย่างถูกต้องในสภาวะแวดล้อมต่างๆ จึงได้มีการนำเอาระบบอัจฉริยะแบบต่างๆ มาประยุกต์ใช้ โดยมีจุดประสงค์เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถปรับตัวตามสภาพแวดล้อมรอบตัว และสามารถรับความรู้จากคน เพื่อให้สามารถทำงานได้หลากหลายขึ้น

พื้นฐานเบื้องต้นในการทำให้หุ่นยนต์ฉลาดนั้น ก็คือการนำอุปกรณ์ตรวจรู้ต่างๆ อาทิเช่นอุปกรณ์วัดแรงที่เท้า อุปกรณ์วัดการทรงตัว อุปกรณ์วัดความเร็วความเร่งของตัว รวมไปถึงการนำระบบการมองมาติดตั้งกับหุ่นยนต์ เพื่อให้สามารถมองเห็นสภาวะแวดล้อมรอบตัวได้

นอกจากนี้ ในกรณีที่หุ่นยนต์ต้องพบกับสภาวะแวดล้อมที่ไม่เคยประสบมาก่อน หุ่นยนต์ต้องปรับตัวได้ โดยสามารถรับความรู้ใหม่โดยอาศัยขบวนการเรียนรู้แบบต่างๆ ข่ายงานระบบประสาท ตรรกศาสตร์คลุมเครือ และการคำนวณเชิงวิวัฒน์ มีส่วนสำคัญมากในการพัฒนาหุ่นยนต์ ให้สามารถปรับตัวและเรียนรู้ให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมและรับความรู้ใหม่ๆได้ นอกจากนี้ยังสามารถรวมแต่ละแบบเข้าด้วยกันเพื่อให้มีประสิทธิภาพในการประยุกต์ใช้งานมากยิ่งขึ้น

วิทยาการหุ่นยนต์ไม่หยุดแค่สิ่งที่ผมกล่าวไว้ข้างต้น ประเทศไทยไม่ตกขบวนรถแน่นอน ทั้งนี้ด้วยวิสัยทัศน์ของ ดร. หริส สูตะบุตร ผู้ก่อตั้ง “สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช)” ตั้งแต่ 15 ปีที่แล้ว ได้ริเริ่มโครงการทุนศึกษาต่อระดับ ปริญญาโทและเอก ให้ไปศึกษาต่อที่มหาวิทยาลัยชั้นนำของโลก ตอนนี้ประเทศไทยมีผู้รู้ทางเทคโนโลยีกว่า 100 ท่าน ได้กลับมาทำงานที่บ้านเกิดแล้วตามมหาวิทยาลัย-ศูนย์วิจัยต่างๆ และรวมตัวกันทำงานผ่าน “สมาคมวิชาการหุ่นยนต์ไทย”

“นิ้วเดียวไหนเลยจะทำให้มือมีแรง มดแดงช้างกลัวเพราะมันรวมตัวกันเป็นพลัง จอมปลวกใจโตด้วยมันพร้อมใจช่วยกันสร้างรัง ชาติไทยของเราจะยืนอยู่ยั้งก็ด้วยพลังสามัคคีของไทย”

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