หุ่นยนต์บินหนีน้ำ - Institute of Field roBOtics (FIBO)
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี
  • ไทย
    • อังกฤษ

หุ่นยนต์บินหนีน้ำ

logo robot brain

หุ่นยนต์บินหนีน้ำ

268 1

 

อากาศยานไร้นักบินหรือ UAV (Unmanned Aerial Vehicle) เป็นเทคโนโลยีหุ่นยนต์ชนิดหนึ่งซึ่งปัจจุบันได้มีการนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายขึ้นในต่างประเทศ โดยเฉพาะในภารกิจด้านทหารและพลเรือน ด้านทหารมีการใช้ UAV เพื่อการสอดแนมมานานแล้ว เพิ่งเร็วๆนี้ที่ด้านพลเรือนได้เริ่มเล็งเห็นประโยชน์ของเทคโนโลยีนี้ เช่น การจัดการภัยพิบัติ (Disaster Management) การเกษตรแบบแม่นยำ (Precision Agriculture) การติดตามการย้ายฝูงของสัตว์ เป็นต้น สถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม (ฟีโบ้) นำทีมโดย ดร.อรรณพ เรืองวิเศษ ได้ดำเนินงานวิจัยพัฒนาต้นแบบ UAV มาตลอดและได้มีโครงการตามความต้องการของสถาบันสารสนเทศทรัพยากรน้ำและการเกษตร (องค์การมหาชน) (สสนก.) เช่นกัน โดยมีภารกิจถ่ายภาพมุมสูง อย่างไรก็ตาม เนื่องด้วยสถานการณ์น้ำท่วมในกรุงเทพฯ ที่ถึงขั้นวิกฤต ทาง สสนก. จึงได้ขอให้ทางฟีโบ้เร่งดำเนินการณ์ให้เสร็จพอที่จะใช้งานได้ทันที ทั้งนี้ทางฟีโบ้เองก็ได้รับความช่วยเหลือจาก บริษัท สยามยูเอวี อินดัสตรีส์ จำกัด มาร่วมทีมด้วย โดยเจ้าของบริษัทคือ คุณพีร์ ศรีวารีรัตน์ กำลังศึกษาระดับปริญญาเอกอยู่ที่ฟีโบ้ จึงทำให้การพัฒนาเป็นไปอย่างรวดเร็วและสามารถนำไปใช้งานได้ทันเวลา ผมต้องขอบคุณวิศวกรฟีโบ้ คุณรุ่งโรจน์ หวังเกียรติ ที่ช่วยประสานงานอย่างมืออาชีพจนภารกิจสำคัญที่ฟีโบ้ได้รับมอบหมายมาสำเร็จด้วยดี

 

 

UAV ที่ใช้ในการสำรวจในช่วงที่ผ่านมานั้นเป็นลักษณะของเครื่องบินปีก (Fixed Wing UAV) ซึ่งมีอยู่หลายลำด้วยกัน สำหรับลำที่ใหญ่ที่สุดนั้นสามารถบินได้ไกลประมาณ 25 กิโลเมตร (มี Safety Factor แล้ว) เพดานบิน 200 – 250 เมตร ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าในการขับเคลื่อน ผู้ใช้สามารถกำหนดพิกัด GPS และให้เครื่องบินไปยังตำแหน่งที่กำหนดได้เองโดยอัตโนมัติ อย่างไรก็ตาม ในการนำเครื่องขึ้นและลงนั้นยังต้องอาศัยคนบังคับเป็นหลักในระบบ Radio Control สำหรับ UAV ที่ปฏิบัติภารกิจแต่ละลำนั้นได้ติดตั้งกล้องถ่ายวีดีโอสำหรับบันทึกภาพเพื่อนำมาวิเคราะห์สถานการณ์ โดยภารกิจหลักที่ได้รับมอบหลายจากรัฐบาล คือ การใช้ UAV บินไปตามแนวคลองต่างๆ เพื่อสำรวจพื้นที่สำหรับเตรียมการในการระบายน้ำ ยกตัวอย่างเช่น ดูว่าบริเวณใดของคลองที่มีความแคบหรือตื้นเขิน ก็สั่งให้ทางทหารเข้าไปเคลียร์พื้นที่ หรือ บางครั้งไม่รู้สาเหตุของน้ำที่ระบายไม่ดี ก็สามารถใช้ภาพจากมุมสูงเพื่อวิเคราะห์ได้เช่นเดียวกัน ซึ่งภาพที่พบส่วนใหญ่คือ มีสวะขวางทางน้ำ เช่น ผักตบชวา หรือมีสิ่งก่อสร้างชั่วคราวเช่น สะพานไม้ ที่ไปชะลอการไหลของน้ำ

 

 

268 2

 

 

ถึงแม้ว่าในช่วงที่ผ่านมาทางฟีโบ้จะสามารถดำเนินการตามภารกิจสำเร็จลุล่วงหลายครั้ง แต่ก็มีอีกหลายครั้งที่มีอุปสรรคและข้อผิดพลาดเกิดขึ้นจนทำให้เกิดกระบวนการเรียนรู้ เริ่มตั้งแต่ในช่วงต้นของการดำเนินการ ซึ่งทางผู้ที่เกี่ยวข้องไม่ทราบถึงกฏกติกาในการบิน ทำให้ต้องมีการประสานงานหลายขั้นตอนกว่าจะหาผู้รับผิดชอบในการนำเครื่องขึ้นบินได้ เนื่องจากโดยปกติแล้วการบิน UAV ที่มีความสูงมากกว่า 150 เมตรโดยประมาณ (ในทางการบินจริงจะใช้ 400 ฟุต) และการบินออกนอกระยะสายตาถือว่าเป็นสิ่งที่ผิดกฎหมาย เนื่องจากอาจก่อให้เกิดอันตรายต่ออากาศยานที่มีคนขับในพื้นที่ หรือไปตกลงบนอาคารบ้านเรือนจนทำให้ได้รับความเสียหายหรือมีผู้บาดเจ็บได้ นอกจากนี้ เนื่องจาก UAV บางลำต้องการพื้นที่ Runway ในการนำเครื่องขึ้นและลง ประกอบกับระยะทางในการบินที่จำกัดของ UAV แบบเครื่องยนต์ไฟฟ้า ทำให้หลายครั้งที่ทางทีมงานจำเป็นต้องนำเครื่องขึ้นและลงในสถานที่ที่ไม่เหมาะสมกับการบินเพื่อให้ใกล้คลองที่ต้องการสำรวจให้มากที่สุด เช่น ในการสำรวจคลองหกวา ทางทีมงานจำเป็นที่จะต้องขอความช่วยเหลือกรมทางหลวงปิดการจราจรเพื่อนำเครื่องขึ้นและลงบนทางด่วนกาญจนาภิเษก หรือบางครั้งถึงแม้ว่าจะมีการขอปิดการจราจรแล้วก็ตาม การนำเครื่องขึ้นและลงก็เป็นไปอย่างยากลำบาก เนื่องจากมีลมกระแทกจากรถที่วิ่งตัดผ่านในเลนตรงกันข้าม ทำให้ยากต่อการควบคุมเครื่อง และทำให้เครื่องกระแทกกับขอบถนนจนเสียหาย นอกจากนี้ในบาง

 

 

268 3

 

 

ภารกิจ ทีมงานจำเป็นที่จะต้องเข้าไปบริเวณที่มีน้ำท่วมสูง 1 – 2 เมตร เพียงเพื่อที่จะหาพื้นที่แห้งที่ใกล้กับคลองที่สุดในการนำเครื่องขึ้นและลง โดยที่รู้แค่สถานการณ์คร่าวๆ จากข่าวสารทั่วไปและผู้ที่อยู่ใกล้พื้นที่ ซึ่งมักจะไม่แม่นยำเนื่องจากใช้ความรู้สึกในการประเมินสถานการณ์น้ำ

 

268 4

 

จากประสบการณ์ในการนำเทคโนโลยี UAV แบบเครื่องบินปีกไปใช้ในการจัดการกับภัยพิบัติของฟีโบ้ พบว่าถึงแม้ว่าทางนักวิจัยเองสามารถพัฒนาให้ UAV บินได้ดีแล้วในการทดสอบ แต่การนำไปใช้งานจริงนั้นยังมีปัจจัยอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง ประการแรก คือ ควรมีความเข้าใจในกฎกติกาการบิน ซึ่งมีความสำคัญมาก เนื่องจาก UAV (โดยเฉพาะลำใหญ่) สามารถทำให้เกิดอันตรายต่อชีวิตมนุษย์ได้หากไม่มีคำนึงถึงความปลอดภัยในการใช้งาน (หรือแม้กระทั่งระหว่างการทดสอบก็ตาม) เนื่องจากด้วยเทคโนโลยีหุ่นยนต์ที่มีอยู่ในปัจจุบันนั้นยังไม่สามารถทำให้เครื่องฉลาดพอที่จะหลบสิ่งกีดขวางเองได้ ประการที่สอง คือ การเข้าถึงพื้นที่ที่ต้องการ เนื่องจาก UAV ขนาดเล็กยังมีระยะการบินที่จำกัดเมื่อเทียบกับขนาดพื้นที่ต้องการสำรวจ ดังนั้น การหาเทคนิคในการนำเครื่องขึ้นบินที่เหมาะสมกับพื้นที่จึงเป็นปัจจัยสำคัญอย่างหนึ่ง ซึ่งวิธีการหลักๆ ที่นิยมใช้นอกจากการขึ้นด้วย Runway ได้แก่ การพุ่งขึ้นด้วยมือและการใช้ Launcher สำหรับเทคนิคในการนำเครื่องลง เช่น การใช้ตาข่ายดักหรือใช้ร่มชูชีพ ในทางกลับกัน หากเราสามารถพัฒนาให้ UAV สามารถบินได้ไกลมากขึ้น ก็จะช่วยแก้ปัญหาในส่วนนี้ได้ และจะมีประโยชน์อย่างยิ่งในการเข้าถึงพื้นที่ เนื่องจากหากเกิดภัยพิบัติที่ร้ายแรง การประเมินสถานการณ์จากภาพถ่ายทางอากาศก่อนจะช่วยให้การวิเคราะห์และวางแผนสถาการณ์แม่นยำขึ้น และสามารถส่งหน่วยงานเข้าไปช่วยเหลือได้อย่างเหมาะสม แต่ต้องคำนึงไว้เช่นกันว่า UAV ที่บินได้ไกลขึ้นก็จะมีตัวลำที่ใหญ่ขึ้น ดังนั้น โอกาสที่จะเกิดอันตรายกับผู้อื่นในการบินเข้าไปสำรวจพื้นที่ก็มีมากขึ้นด้วยเช่นกัน ในอนาคตอันใกล้นี้ หวังเป็นอย่างยิ่งว่าเทคโนโลยีหุ่นยนต์จะเข้ามามีบทบาทต่อสังคมมากขึ้น โดยที่สามารถนำมาใช้งานได้จริงและเกิดประโยชน์ ในส่วนของ UAV ถือได้ว่าประเทศไทยมีศักยภาพเพียงพอที่จะพัฒนา UAV ได้เอง และสามารถนำไปใช้งานจริงได้ และหากระบบที่พัฒนามีความเสถียรพอแล้ว จะช่วยให้ประเทศไทยไม่ต้องนำเข้า UAV จากต่างประเทศ ซึ่งมักจะมีราคาสูงมาก อย่างไรก็ตาม การใช้ UAV ก็มีทั้งข้อดีและข้อเสีย หากมีผู้ไม่ประสงค์ดีนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในทางผิด ก็อาจจะทำให้เกิดความเสียหายต่อชีวิตอีกหลายชีวิตได้เช่นกัน สำหรับข้อมูลวิดีโอที่ได้จากการสำรวจช่วงที่ผ่านมาสามารถสามารถเข้าไปดูได้บนเวบของฟีโบ้ http://www.fibo.kmutt.ac.th ในหัวข้อ ข้อมูลการสำรวจน้ำท่วม 54”

 

268 5

Categories: บทความของ ดร. ชิต เหล่าวัฒนา