ผิวหนังหุ่นยนต์

ในขณะที่หุ่นยนต์ที่ทันสมัยสุดๆอย่าง อาซิโมและคิวริโอนั้น เซ็นเซอร์ที่ใช้อยู่และเป็นระดับหนึ่งหน่วยหรือเป็นตาราง (Arrays) แบบง่ายๆ แต่ผมก็เชื่อว่าหุ่นยนต์ทั้งสองจะมีการพัฒนาระบบเซ็นเซอร์ไปถึงระดับเครือข่าย Sensate Media

เครือข่ายเซ็นเซอร์ที่กล่าวถึงนี้ได้รับการพัฒนากันอย่างกว้างขวางในหมู่ห้องปฏิบัติการวิจัยทั่วโลก ที่ Media Lab ของเอ็มไอที มีโครงการที่ชือว่า “Tribble” ประกอบไปด้วยหน่วยรับรู้ต่างๆที่ต่อถึงกันทั้งด้านกายภายและการสื่อสารเพื่อให้เกิดการทำงานแบบเครือข่าย ขนาดของ Tribble เท่ากับลูกฟุตบอล หน่วยรับรู้ครอบคลุมการวัดค่าต่างๆใกล้เคียงกับค่าที่ผิวหนังมนุษย์รับได้และยังได้เพิ่มเซ็นเซอร์ทางด้านแสงและเสียงเข้าไปด้วย นักวิจัยส่วนใหญ่เรียกขาน Tribble ว่าเป็นผิวอิเลกทรอนิกส์-หุ่นยนต์ (Electronics, robotic skin) และเพื่อความตื่นเต้นตอนเด็กๆมาเล่นด้วย ผู้สร้าง Tribble ได้เพิ่มเติมแสง-สี-เสียง ตอบสนองออกมาเมื่อมีสิ่งเร้ามากระทบกับผิวของ Tribble โปรไฟล์อาการตอบสนองเหล่านี้เกิดจากการประสานข้อมูลที่หน่วยรับรู้ระดับต่ำสุดรับเข้ามา หลังจากประสานข้อมูลแล้วบางข้อมูลต้องผ่านขบวนการตีความและการคำนวณเพิ่มเติมซึ่งต้องใช้เวลา แต่บางข้อมูลต้องตอบสนองทันทีในลักษณะที่คล้ายๆกับอาการรีเฟลกซ์ของมนุษย์ ทั้งนี้ด้วยเหตุผลเรื่องความอยู่รอด เหมือนตอนที่คุณหมอเอาค้อนยางเคาะที่หัวเข่าเรา ท่อนขาช่วงล่างจะกระตุกและเคลื่อนไหวทันทีหากเรายัง “ฟิต” อยู่ อาการรีเฟลกซ์น่าจะเป็นเรื่องที่ฝึกฝนได้โดยเฉพาะกับคนที่ใช้เวลาส่วนใหญ่กับศิลปะป้องกันตัว เมื่อเราเข้าไปใกล้โดยที่เขาไม่ทันรู้ตัว อาการรีเฟลกซ์ของเขาอาจทำให้เราบาดเจ็บได้โดยที่เขามิตั้งใจ
       ลูกบอล Tribble มีรูปร่างหน้าตัดแบบหกเหลี่ยม (Truncated Isocohedron) ประกอบไปด้วย 20 Hexagons และ 12 Pentagons แม้จะมีหน้าตัดอย่างว่าแต่ได้ติดตั้ง Curved Sensing Nodes เพื่อที่ Tribble จะได้รับข้อมูลรอบทิศทางแบบลูก บอลทรงกลม มีแบตเตอรีอยู่ตรงกลางของลูกบอลเพื่อให้เกิดมวลสมดุลย์ แบตเตอรีนี้สามารถจ่ายพลังงานไฟฟ้าครอบคลุมการสื่อสารทั้งหมดของหน่วยรับรู้และการเคลื่อนที่ หลักการสำคัญคือหน่วยรับรู้จะสื่อสารกับตัวที่อยู่ใกล้กันใน ลักษณะ Peer-to-Peer ไม่ใช่ Mother-to-Daughter จึงทำให้รวดเร็วและประหยัดพลังงาน นอกจากนี้ยังไม่มีหน่วยประมวลผลกลาง ในแต่ละหน้ามี เซ็นเซอร์ความดัน อุณหภูมิ
ความเข้มแสง ไมโครโฟน ฯลฯ แต่ละ 516 ช่องสัญญาณเซ็นเซอร์มีการแซมปลิง ด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ 8 บิท ที่ความถี่ หนึ่งกิโลเฮริตซ์ นั่นคือ มี sensory bandwidth ถึง 5 Mbits/second โปรดสังเกตว่า Tribble มีขน Tentacles อยู่รอบตัวทำหน้าที่เป็นตัวขับเคลื่อน (Actuators) สร้างการเคลื่อนที่แบบต่างๆ ขึ้น/ลง และกลิ้งไปมาได้ โดยมี การสั่นและแสงสีแยกให้เห็นความแตกต่างในแต่ละแอคชั่น

ปัจจุบัน Tribble มิได้มีไว้แค่โชว์เพื่อจุดประสงค์ด้าน Edutainment เท่านั้น แต่ยังเป็นอุปกรณ์ในการทดลองหลายอย่าง อาทิเช่น การสื่อสารระหว่างหน่วยรับรู้ในแต่ละ Panel ที่ใกล้เคียงกันนั้น นำไป Simulate ขบวนการผลิตสารเคมีให้เรารู้ถึงภาวะ เกิดขึ้น-ตั้งอยู่-ดับสลายไป (Buildup-Stay-Decay) ที่เกิดขึ้นในเนื้อเยื่อสิ่งมีชีวิต โดยทั่วไปสิ่งมีชีวิตใช้ทิศทางระดับสารเคมีในการสร้างเครือข่ายระบบควบคุมพฤติกรรม พื้นฐานพฤติกรรมสองอย่างคือการสะกดกลั้นไว้ และ ตื่นเต้นเก็บอาการไม่อยู่ ได้นำมาศึกษาและทดลองบน Tribble เพื่อใช้สร้างอัลการิธึ่ม ควบคุมมิให้ หน่วยรับรู้อ่อนไหว (sensitive) มากเกินไป ดังเช่นในกรณีที่ต้องละความสนใจหรือพัฒนา “ความเคยชิน” กับแสงสว่างอ่อนๆที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงมากนักแล้วไปใส่ใจกับสิ่งที่สะดุดตาและเหตุการณ์สำคัญหรือสถานการณ์ที่ต้องมีการค้นหาข้อมูลเพิ่มเติม ครั้งหนึ่ง Tribble ไปโชว์ตัวที่งานแสดงเทคโนโนโลยีหุ่นยนต์ เมื่อมีเด็กคนเดียวมาเล่นด้วย การสื่อสารระหว่างหน่วยรับรู้จะกระตุ้นให้ปฎิกริยาตอบสนอง: แสงสีเสียงและการเคลื่อนไหว ของแต่ละ actuator ใกล้เคียงไปยังเด็กคนนั้น แต่ถ้ามีเด็กหลายคนมาเล่นพร้อมๆกัน แต่ละหน่วยรับรู้และ actuator จะทำงานเฉพาะที่ (Localization) เพื่อตอบสนองเด็กแต่ละคน

ในอนาคตเมื่อติดตั้ง Electronics Skin ทำนองเดียวกันนี้เข้าไปที่หุ่นยนต์นอกจากทำให้หุ่นยนต์สามารถรับรู้ในสิ่งที่มนุษย์รู้ได้ ความสามารถของหุ่นยนต์นี้เองจะทำให้เกิดการยอมรับใน “สายพันธ์” ของมนุษย์นี้มากขึ้น ในส่วนเพิ่มเติมเช่นการรับรู้ข้อมูลแสงหรือสารเคมี รังสีที่อันตราย ที่ผิวเทียมนี้ทำได้ก็จะช่วยให้มนุษย์เอาตัวรอดจากอันตรายได้ดีขึ้น แน่นอนครับว่าฐานความคิดผมมาจากความเชื่อที่ว่านักวิจัยสร้างหุ่นยนต์ขึ้นมาเพื่อให้เป็น “มิตรคู่กาย” หากสร้างขึ้นมาเป็นศัตรูมาทำลายล้างเผ่าพันธุ์มนุษย์ก็คงน่าสะพรึงกลัว ยิ่งนัก มีการคาดการณ์ว่า ภายในปี ค.ศ. 2050 หุ่นยนต์จะฟอร์มทีมฟุตบอล เข้าไปแข่งกับมนุษย์ ในงาน “WorldCup” และปี ค.ศ. 2100 ระดับความสามารถหุ่นยนต์ เกือบทุกด้านจะสูงกว่ามนุษย์เป็นครั้งแรก เขาจะก้าวขึ้นมาเป็น “สายพันธ์” เด่นอย่างชัดเจน

ถึงเวลานั้น ปัญญาประดิษฐ์อาจพัฒนาต่อไปถึง “จิตเทียม” ได้ และเมื่อร่างกายคนเราขาดสมดุลย์ “จิตตชีวะ” ต้องตายลง จิตและกายของเราแยกจากกันแล้ว เราสามารถฝากจิตเทียมๆนี้ไว้กับหุ่นยนต์ก็ได้นะครับ
 

——————————————————————————————
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