ความจริงเสมือน (Virtual Reality)

ในช่วงต้นยุค 90 งานวิจัยความจริงเสมือนเป็นเพียงเรื่องน่าสนใจเรื่องหนึ่ง แต่มักถูกกล่าวถึงมากเพราะถูกใช้สร้างความจริงแบบแต่งเติมที่จะทำให้โลกเสมือนจริงกลายเป็นส่วนหนึ่งของโลกของคุณเลยทีเดียวแน่นอนว่านี่ไม่ใช่เรื่องใหม่ ฮอลีวูดใช้เทคนิคนี้ในภาพยนตร์มาหลายปีแล้ว แต่ความแตกต่างก็คือ งานที่ต้องใช้เงินเป็นร้อยล้านดอลลาร์กับเวลาเป็นเดือนในการทำงาน สามารถเสร็จได้ด้วยเครื่องพีซีในไม่กี่วินาที

ปัจจุบันนี้วิทยาการทางด้านระบบความจริงเสมือน (Virtual Reality) ได้มีการพัฒนา และประยุกต์ใช้งานในหลายสาขา โดยได้นำเทคโนโลยีด้านคอมพิวเตอร์มาช่วยในการแสดงผลในรูปของภาพและเสียง แต่ระบบส่วนใหญ่ยังมีข้อจำกัดในการทำให้ผู้ใช้รู้สึกคล้อยตามและเชื่อว่าตนได้เข้าไปอยู่ในโลกเสมือน (Virtual World) ได้จริง ทางสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม (ฟีโบ้) มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรีจึงได้มีการสร้างระบบความจริงเสมือนโดยใช้หุ่นยนต์เป็นอุปกรณ์ในการสร้าง “แรงป้อนกลับ” ให้สอดคล้องกับภาพ และเสียงที่ผู้ใช้ได้รับ ระบบดังกล่าวนี้คือ ระบบความจริงเสมือนแบบมีแรงป้อนกลับ (Haptic Interface in Virtual Reality)โดยภาพ เสียงและแรง ที่ถูกสร้างขึ้นทำให้ผู้ใช้รู้สึกราวกับว่าได้เข้าไปอยู่ในโลกเสมือน สถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม (ฟีโบ้) มีเป้าหมายในการพัฒนาระบบดังกล่าว ให้สามารถจำลองระบบทางกายภาพของการประกอบชิ้นส่วนอุตสาหกรรม ซึ่งสามารถนำไปใช้ฝึกหัดพนักงานในโรงงานอุตสาหกรรมเพื่อเป็นการลดต้นทุนในการฝึกสอนและเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้ชิ้นส่วนจริงในการฝึกสอน ซึ่งทำให้ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายของชิ้นส่วนที่อาจเกิดความเสียหายจากการฝึกสอนได้ และระบบสามารถจดจำการเคลื่อนไหวของผู้ที่มีทักษะในการประกอบชิ้นส่วนเพื่อใช้ผึกสอน ซึ่งทำให้สามารถถ่ายทอดทักษะได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผมขอขอบพระคุณสำนักงานกองทุนสนับสนุน ที่ได้สนับสนุนงานวิจัยนี้ ลูกศิษย์ที่เป็นนักวิจัยในโครงการนี้คือ คุณสมพงศ์ เลิศผลไพโรจน์ ได้จบการศึกษาระดับปริญญาโทไปแล้วด้วยครับ

ระบบความจริงเสมือนแบบมีแรงป้อนกลับ (Haptic Interface in Virtual Reality) มีส่วนประกอบใหญ่สองส่วนคือ ส่วนแฮปติกส์ (Haptic Interface) และ ส่วนแสดงภาพ (Visual Interface) ส่วนแฮปติกส์ (Haptic Interface) เป็นส่วนที่ใช้สร้างแรงป้อนกลับให้กับผู้ใช้ (user) โดยอุปกรณ์ที่ใช้สร้างแรงป้อนกลับหรืออาจเรียกว่าอุปกรณ์แฮปติกส์คือ หุ่นยนต์ยี่ห้อ CRS รุ่น A255 โดยหลักการทำงานคือ อุปกรณ์วัดแรงและแรงบิดแบบหกองศาอิสระ (6-DOF Force/Torque sensor) จะวัดค่าแรงและแรงบิดที่ผู้ใช้กระทำที่ปลายอุปกรณ์แฮปติกส์ และส่งค่าแรงไปประมวลผลเป็นการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ ในรูปของระยะทางและความเร็วที่สอดคล้องกับการเคลื่อนที่ของวัตถุเสมือน (Virtual Object) ที่ถูกกระทำด้วยแรงเท่ากับที่ผู้ใช้กระทำ จากนั้นทำการส่งค่าการเคลื่อนที่ไปให้กับตัวควบคุม (Controller) ของหุ่นยนต์
ส่วนแสดงภาพ (Visual Interface) เป็นส่วนที่ใช้สร้างภาพโลกเสมือน (Virtual World) ให้กับผู้ใช้ โดยใช้กล้องวีดีโอ (CCD Camera) ในการจับภาพซึ่งประกอบด้วยภาพอุปกรณ์แฮปติกส์ซึ่งก็คือปลายแขนหุ่นยนต์ ภาพมือผู้ใช้ และ ภาพสภาวะแวดล้อมจริง แล้วนำสัญญาณภาพที่ได้มาทำการแยกภาพมือผู้ใช้ และ ภาพอุปกรณ์แฮปติกส์ โดยภาพอุปกรณ์แฮปติกส์จะถูกนำไปประมวลผลต่อเพื่อหาตำแหน่งของระนาบอ้างอิงของอุปกรณ์แฮปติกส์เทียบกับตำแหน่งของกล้องซึ่งทราบค่าตำแหน่งที่แน่นอนเทียบกับอุปกรณ์แสดงภาพแบบสวมศีรษะ (Head mounted display) จากนั้นจึงทำการสร้างภาพวัตถุเสมือน ภาพสภาวะแวดล้อมเสมือน ซึ่งเป็นภาพกราฟฟิกของสภาวะแวดล้อมซึ่งสร้างโดยคอมพิวเตอร์ และนำทั้งสองภาพข้างต้นไปรวมกันและซ้อนทับด้วยภาพมือของผู้ใช้ซึ่งทำการแยกไว้ในตอนแรก ก็จะได้ภาพของมือผู้ใช้ซึ่งกำลังสัมผัสกับวัตถุเสมือนและอยู่ในสภาวะแวดล้อมเสมือน โดยแสดงผลภาพผ่านทางอุปกรณ์แสดงภาพแบบสวมศีรษะ ทำให้ผู้ใช้จะรู้สึกว่าอยู่ในโลกเสมือน

มนุษย์รุ่นต่อไปคงไว้ใจอะไรได้ยากขึ้น เพราะอุตส่าห์สร้างระบบความจริงเสมือนนี้มาหลอกตัวเอง ผมเคยเปรียบเทียบระดับความผิดปรกติทางจิตมนุษย์ให้ลูกศิษย์ฟังว่า ขั้นอ่อนคือชอบหลอก โกงและเอารัดเอาเปรียบคนอื่น ขั้นที่เลวร้ายขึ้นคือรู้เขาหลอกก็ยังยอมให้หลอก

แต่ขั้นที่แย่ที่สุดคือ “ชอบหลอกตัวเองครับ”

——————————————————————————————
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