อุตสาหกรรมสมองกลฝังตัว
เทคโนโลยีระบบสมองกลฝังตัว (เอ็มเบ็ดเด็ด) เป็นเทคโนโลยีที่แวดล้อมอยู่รอบตัวในลักษณะที่แฝงไว้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ ซึ่งนับวันจะมีอิทธิพลและมีความสำคัญต่อการดำเนินชีวิตประจำวันของทุกคนในปัจจุบันไปแล้ว ด้วยความพิเศษของระบบสมองกลฝังตัว ที่ช่วยตอบสนองความต้องการหลากหลาย ทั้งการพัฒนาอุปกรณ์และเครื่องมือเครื่องใช้ จึงมีความสำคัญและจำเป็นเร่งด่วน เพื่อให้ทันต่อการเติบโตของผู้บริโภคและความต้องการของอุตสาหกรรม โดยเฉพาะประเทศไทยที่เป็นฐานการผลิตและส่งออกเครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ไปทั่วโลก ตลอดจนมียุทธศาสตร์ของประเทศที่จะเป็นศูนย์กลางการผลิตรถยนต์ของโลก จากเหตุผลข้างต้น ทำให้อุตสาหกรรมมีความต้องการบุคลากรที่มีความรู้ความสามารถเกี่ยวกับระบบสมองกลฝังตัวเป็นจำนวนมาก สมาคมสมองกลฝังตัวไทย จึงมีความคิดที่จะดำเนินโครงการสร้างและพัฒนานักพัฒนาทางด้านระบบสมองกลฝังตัวขึ้น ให้สามารถตอบสนองความต้องการของภาคอุตสาหกรรม โดยร่วมมือกับสถาบันการศึกษาในการส่งนักศึกษาชั้นปีที่ 3-4 ทีมละ 5 คน เข้าร่วมกิจกรรมในแต่ละวัน ประกอบด้วยการรับฟังการอบรมทฤษฎี และการฝึกฝนพัฒนาระบบเพื่อแก้ปัญหาที่กำหนด ขณะเดียวกัน นักศึกษาที่ผ่านกิจกรรมในโครงการ จะได้รับการเพิ่มพูนทั้งความรู้และทักษะในการพัฒนาระบบสมองกลฝังตัว อันเป็นประโยชน์แก่ทั้งตัวนักศึกษาและองค์กรที่นักศึกษากลุ่มนี้จะเข้าไปทำงานในอนาคต นายสุทัศน์ ปฐมนุพงศ์ ผู้อำนวยการโครงการระบบสมองกลฝังตัว ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ หรือเนคเทค กล่าวถึงภาพรวมอุตสาหกรรมสมองกลฝังตัวไทยว่า ประเทศไทยมีความพร้อมในเรื่องบุคลากรที่มีความรู้ระดับสูง แต่มีจำนวนน้อย เมื่อเทียบกับความต้องการของตลาดโลก ดังนั้นจึงต้องเร่งสร้างบุคลากรจำนวนมาก “ขณะนี้บุคลากรที่พยายามจะสร้างค่อนข้างน้อย เมื่อเทียบกับตลาดที่มีความต้องการมาก ไม่ใช่เฉพาะประเทศไทยเท่านั้น แม้แต่ในตลาดโลก ก็พบว่าปัญหา คือ ขาดคนด้านระบบสมองกลฝังตัว ประมาณ 7 แสนคน เพราะญี่ปุ่นต้องการคนด้านนี้ อุปกรณ์ต่างๆ กว่า 90% ต้องใช้ระบบสมองกลฝังตัว แต่ถามว่ามีกลุ่มที่มีความรู้สูงๆ หรือไม่ คำตอบคือมี” ผอ.โครงการระบบสมองกลฝังตัว เนคเทค กล่าว นายสุทัศน์ ให้ความเห็นต่อว่า การผลักดันให้เกิดคนที่มีศักยภาพ โดยส่วนหนึ่งคือการกระตุ้นนักศึกษาให้เกิดความสนใจ นำไปสู่การปฏิบัติ เห็นได้จากโครงการต่างๆ ที่หน่วยงานทั้งภาครัฐและเอกชนจัดขึ้น อาทิ การจัดประกวดแข่งขันหุ่นยนต์ เพราะเป็นระบบสมองกลฝังตัวเหมือนกัน ถึงแม้ว่าหุ่นยนต์ไม่สามารถสะท้อนภาพความเป็นจริงได้ และหลังจากที่ประกวดมีนักศึกษาส่วนน้อยมาก ที่จะกลับเข้าไปช่วยอุตสาหกรรม เพราะส่วนใหญ่เด็กที่มีความสามารถ จะเรียนต่อ ส่งผลให้ต้องใช้ระยะเวลานานกว่าจะกลับมาทำประโยชน์ ให้กับประเทศ นายธรรมนูญ กวินเฟื่องฟูกุล วิศวกรระบบซอฟต์แวร์ บริษัทซอร์สคอร์เปอร์ชั่น จำกัด (มหาชน) อดีตนักศึกษาคณะวิศวกรรมศาสตร์สาขาคอมพิวเตอร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ในฐานะตัวแทนทีมชนะเลิศ การประชันทักษะทางด้านระบบสมองกลฝังตัว Top Gun Rally 2007 หัวข้อ การพัฒนาต้นแบบระบบเฝ้าระวัง และช่วยตัดสินใจในการแจ้งเตือนภันสึนามิจากชายฝั่งทะเล เล่าว่า หลังเสร็จจากแข่งขันอุปกรณ์ถูกส่งคืนให้สมาคมสมองกลฝังตัวไทย หรือทีซ่า เพราะไม่รู้ว่าจะต้องปรับปรุงหรือทำอะไรต่อ โดยส่วนตัวมองว่า ถ้ามีการพัฒนาต่อยอดให้สำเร็จ จะสามารถลดต้นทุนในส่วนงบประมาณระบบเตือนภัยในประเทศได้ หรืออาจจะทำเครื่องเตือนภัย เพื่อลดการนำเข้าจากต่างประเทศ “ถ้ามีการส่งเสริม หรือให้งบประมาณในการดำเนินงานต่อ จะสามารถนำไปใช้ได้จริง อย่างน้อยก็ช่วยให้นักท่องเที่ยวหรือคนในท้องถิ่นมีความมั่นใจในความปลอดภัยมากขึ้น เพราะสามารถเตือนก่อนล่วงหน้า สิ่งสำคัญคือ เทคโนโลยีด้านระบบสมองกลฝังตัวมีการพัฒนาน้อยมากในประเทศไทย ถ้าสามารถผลักดันและส่งเสริมด้านนี้ได้ ก็จะทำให้ประเทศไทยพัฒนาได้มากยิ่งขึ้น และอยากให้เกิดการถ่ายทอดจากรุ่นพี่ไปสู่รุ่นน้องให้มากที่สุดเพื่อพัฒนาต่อยอดหลายช่วง” นายธรรมนูญ กล่าว ตัวแทนทีมชนะเลิศ การประชันทักษะทางด้านระบบสมองกลฝังตัว Top Gun Rally 2007 เล่าต่อว่า ปัจจัยที่ทำให้เทคโนโลยีดังกล่าวก้าวหน้า ขึ้นอยู่กับการส่งเสริมจากภาครัฐ และมหาวิทยาลัยที่เกี่ยวข้องลงมาสนับสนุน และส่งเสริมทั้งด้านอุปกรณ์ให้มากยิ่งขึ้น โดยเฉพาะบุคลากรที่เป็นอาจารย์เฉพาะด้าน รวมถึงผลักดันนักศึกษาที่สนใจเข้าหาข้อมูลให้มากยิ่งขึ้น ในส่วนของผู้สนับสนุน รู้พื้นฐานเครื่องยนต์ และรู้ว่าสามารถนำระบบสมองกลฝังไปควบคุมเครื่องยนต์ได้อย่างไร เกิดประโยชน์ ของตัวเด็กเองเพราะจะทำให้เข้าไปสู่อุตสาหกรรมยานยนต์มากขึ้น ในแง่ของประเทศ จะมีวิศวกรด้านยานยนตร์ ที่ทำเกี่ยวกับระบบสมองกลฝังตัวมากขึ้น นายปิยะเมษฐ์ วสุนทพิชัยกุล ตัวแทนทีมนักศึกษาคณะวิศวกรรมศาสตร์ชั้นปีที่ 2 มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ในฐานะแชมป์ การประชันทักษะสมองกลฝังตัว TESA TOP GUN RALLY 2008 ครั้งที่ 3 กล่าวถึงระบบสมองกลฝังตัวว่า ต้องการความรู้และมุมมองใหม่ในการพัฒนาระบบสมองกลฝังตัว ทั้งนี้ ควรประชาสัมพันธ์ให้มากขึ้น เพราะคนที่สนใจยังมีน้อย อย่างไรก็ตาม ระบบดังกล่าวเป็นระบบที่ควบคุมซอฟต์และแวร์ฮาร์ดแวร์ ถ้านักศึกษารวมกลุ่มเพื่อทำงานวิจัย หน่วยงานที่เกี่ยวข้องควรให้ความสนับสนุนมากขึ้น นอกจากนี้ นักศึกษาแต่ละคนจะมีโอกาสแสดงถึงทักษะในการเรียนรู้ การพัฒนา การแก้ปัญหา การนำเสนอ ให้กับคณะกรรมการ อาจารย์จากมหาวิทยาลัยต่างๆ และผู้ทรงคุณวุฒิจากองค์กรต่างๆ ทั้งจากภาครัฐและอุตสาหกรรม นำไปสู่ความเปลี่ยนแปลงการเรียนการสอนทางด้านระบบสมองกลฝังตัวต่อไป ทั้งหมดนี้ เป็นการเร่งพัฒนาบุคลากรทางด้านการพัฒนาระบบสมองกลฝังตัว เพราะผลลัพธ์จากการแข่งขัน ไม่ใช่ชิ้นงานเพียงอย่างเดียว หากแต่ผลงาน คือ บุคลากรที่เก่ง ให้สามารถตอบสนองความต่อต้องการของภาคอุตสาหกรรม และแข่งขันได้ในเวทีระดับโลก ดังนั้น จึงขึ้นอยู่กับว่าหน่วยงานที่เกี่ยวข้องจะเร่งส่งเสริม และสนับสนุนให้เกิดความสำเร็จอย่างจริงจัง หรือปล่อยให้เป็นเพียงแค่ความคาดหวังในอนาคตเท่านั้น... ---------------------------------------- ผู้ประกาศ สำนักงานปลักกระทรวง
อาซิโม (อังกฤษ: ASIMO) (ญี่ปุ่น: アシモ ashimo ?) คือหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ หรือหุ่นยนต์เลียนแบบมนุษย์ของบริษัทฮอนด้า ประเทศญี่ปุ่น สร้างเสร็จเมื่อวันที่ 31 ตุลาคม พ.ศ. 2543[1] โดยพัฒนาจากหุ่นยนต์ทดลองและหุ่นยนต์ต้นแบบจนทำให้มีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา เทคโนโลยี i-WALK ช่วยให้อาซิโมสามารถเดินและวิ่งได้อย่างอิสระเสรี ขึ้นบันไดและเต้นรำได้ มีระบบบันทึกเสียงเพื่อตอบสนองคำสั่งของมนุษย์ สามารถจดจำใบหน้าคู่สนทนาได้อย่างแม่นยำ ซึ่งคุณสมบัติดังกล่าวถูกสร้างขึ้นเพื่อให้อาซิโมมีขีดความสามารถรอบด้าน และรองรับความต้องการของมนุษย์ในอนาคต
บริษัทฮอนด้าได้ให้คำนิยามของชื่อ ASIMO ว่าย่อมาจาก Advanced Step in Innovative Mobility หมายถึง นวัตกรรมแห่งการเคลื่อนที่อันล้ำสมัย[2] ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับชื่อสกุลของไอแซค อสิมอฟ (アジモフ) นักวิทยาศาสตร์ด้านหุ่นยนต์ชื่อดังแต่อย่างใด แม้ว่าชื่อในภาษาญี่ปุ่นของอาซิโมและอสิมอฟจะสะกดใกล้เคียงกันมาก นอกจากนี้ยังไปพ้องเสียงกับคำว่า อะชิโมะ (ญี่ปุ่น: 脚も ashimo ?) ที่แปลว่า "มีขาด้วย"
อาซิโมได้รับการออกแบบให้สามารถใช้งานได้อย่างง่ายดาย ไม่ว่าจะเป็นการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะหรือการควบคุมระยะไกล ทีมวิศวกรเริ่มต้นคิดค้น พัฒนาศึกษาวิจัยหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2529 โดยเริ่มจากการสร้างหุ่นยนต์ต้นแบบ พีทู (P2) ในปี พ.ศ. 2539 และต่อด้วยหุ่นยนต์ต้นแบบ พีทรี (P3) ในปี พ.ศ. 2540 จนกระทั่งมาถึงหุ่นยนต์อาซิโมในปี พ.ศ. 2543 ปัจจุบันฮอนด้าได้เปิดโอกาสให้เช่าอาซิโมเพื่อใช้งานในประเทศญี่ปุ่น
เนื้อหา [ซ่อน]
1 ประวัติ
1.1 จุดเริ่มต้นโครงการ
1.2 เทคโนโลยีในหุ่นยนต์ต้นแบบ
2 โครงสร้างและส่วนประกอบ
2.1 ข้อมูลทั่วไปของอาซิโม
2.2 องศาในการเคลื่อนไหว
2.3 เทคโนโลยี i-WALK
3 การศึกษาวิจัยรูปแบบการเดินของมนุษย์
3.1 การวางข้อต่อในส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย
3.2 ขอบเขตของข้อต่อในการเคลื่อนไหวของร่างกาย
3.3 จุดศูนย์ถ่วงของร่างกาย
3.4 การกระจายแรงบิดไปที่ข้อต่อต่าง ๆ ของร่างกาย
3.5 การตรวจวัดตำแหน่งและระยะทางในการเดิน
3.6 การตรวจวัดแรงกระแทกจากการเดิน
4 เทคโนโลยีของอาซิโม
4.1 การจดจำและตรวจจับวัตถุเคลื่อนไหว
4.2 การรับฟังคำสั่ง
4.3 การตอบสนองต่อเสียงเรียก
4.4 การรับรู้สภาพแวดล้อมและการหลบเลี่ยงวัตถุ
4.5 การจดจำลักษณะท่าทางและการตอบสนองต่อสัญญาณ
4.6 การสนทนา
5 ความสามารถของอาซิโม
5.1 การยกมือไหว้ทักทายและโบกมือ
5.2 การเดินขึ้น ลงบันได
5.3 การเต้นรำหรือการเคลื่อนตัวไปด้านข้าง
5.4 การเดินกางแขนทั้งสองข้าง
5.5 การก้าวเดินไปด้านหน้าหรือเลี้ยว
6 ความสามารถในด้านบูรณาการเครือข่าย
7 อ้างอิง
8 แหล่งข้อมูลอื่น
[แก้] ประวัติ
ทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้า ร่วมกันคิดค้นและพัฒนาความท้าทายการทำงานในรูปแบบใหม่ของเทคโนโลยีในปัจจุบัน ซึ่งหลังจากได้พัฒนาศักยภาพของเครื่องยนต์อเนกประสงค์ รถจักรยานยนต์ และรถยนต์ในรุ่นต่าง ๆ ซึ่งความท้าทายในรูปแบบใหม่ของทีมวิศวกรบริษัทฮอนด้าคือ การพัฒนาหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์[3] ให้มีขีดความสามารถในการเดิน วิ่ง หรือเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ หุ่นยนต์อาซิโมจึงถือกำเนิดขึ้นและได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องมาโดยตลอด ทำการศึกษาและวิจัยโครงสร้างและส่วนประกอบต่าง ๆ ของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์อย่างละเอียด เพื่อให้หุ่นยนต์อาซิโมและมนุษย์สามารถใช้ชีวิตอยู่ร่วมกันได้ โดยเริ่มทำการศึกษาและพัฒนาหุ่นยนต์ให้สามารถเดินได้ด้วยขาทั้ง 2 ข้าง ในตระกูล P-Series เรื่อยมาจนกระทั่งมาสิ้นสุดที่อาซิโม
[แก้] จุดเริ่มต้นโครงการ
หุ่นยนต์ทดลองตระกูล E-Series & หุ่นยนต์ต้นแบบตระกูล P-Seriesหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ ถือเป็นการคิดค้นและพัฒนาหุ่นยนต์ที่แสดงให้เห็นถึงความพยายามและความมุ่งมั่น ในการศึกษาและวิจัยของทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้า หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่อาศัยเทคโนโลยีชั้นสูงในการสร้างสรรค์ผลงาน โดยความคิดสร้างสรรค์และความยึดมั่นในความคิดที่หุ่นยนต์สามารถอยู่ร่วมกับมนุษย์ได้นั้น เป็นแรงผลักดันให้ทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้า สามารถสร้างหุ่นยนต์อาซิโมให้มีความเป็นอยู่ร่วมกับมนุษย์และอำนวยความสะดวกต่าง ๆ แก่สังคม นักวิทยาศาสตร์และทีมวิศวกรผู้สร้างอาซิโมยังได้รับแรงบันดาลใจจากนิยายวิทยาศาสตร์[4]ทำให้หุ่นยนต์อาซิโมในศตวรรษที่ 21 ที่เกิดจากจินตนาการของไอแซค อสิมอฟ กลายเป็นความจริง สามารถมีสมองและความคิดได้เช่นเดียวกับมนุษย์[5]
ทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้า เริ่มต้นทำการศึกษา คิดค้น วิจัยและพัฒนาอาซิโมในปี พ.ศ. 2524[6] ในการสร้างหุ่นยนต์ที่มีลักษณะเหมือนมนุษย์ สามารถทำงานต่าง ๆ ร่วมกับมนุษย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และในปี พ.ศ. 2529 โครงการพัฒนาหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ของบริษัทฮอนด้าได้ถือกำเนิดขึ้น มีการจัดตั้งศูนย์วิจัยสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีขั้นพื้นฐานของการสร้างหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ เพื่อเป็นพื้นฐานการสร้างหุ่นยนต์เลียนแบบมนุษย์ โดยทดลองสร้างหุ่นยนต์ทดลองในตระกูล E-Series จำนวน 7 ตัว คือ
หุ่นยนต์ทดลอง E0 E1 E2 E3 E4 E5 และ E6
หลังจากนั้นได้พัฒนาคิดคิดหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ที่มีลักษณะใกล้เคียงกับมนุษย์ในตระกูล P-Series จำนวน 3 ตัวคือ
หุ่นยนต์ต้นแบบ P1 P2 และ P3 จนกระทั่งถึงหุ่นยนต์อาซิโมในปัจจุบัน
[แก้] เทคโนโลยีในหุ่นยนต์ต้นแบบ
หุ่นยนต์ทดลอง E0
หุ่นยนต์ ASIMO และหุ่นยนต์ P3 หุ่นยนต์ต้นแบบทีมวิศวกรของฮอนด้ายึดมั่นในความเชื่อที่ว่าหุ่นยนต์สามารถใช้ชีวิต อยู่ร่วมกันกับมนุษย์และเป็นมิตรที่ดีต่อมนุษย์ จึงมีการศึกษาวิจัยและพัฒนาหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ ซึ่งเป็นจุดมุ่งหมายหลักของทีมวิศวกรหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ ถือเป็นสิ่งที่ท้าทายความสามารถเป็นอย่างมาก และทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้าก็สามารถศึกษา วิจัยและพัฒนาหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ได้อย่างต่อเนื่อง หุ่นยนต์ทดลองตัวแรกชื่อ E0 ถือกำเนิดขึ้นในปี พ.ศ. 2529 E0 [7]เป็นหุ่นยนต์ที่เดินได้ด้วยสองขาโดยใช้เวลา 5 วินาทีต่อการก้าวเท้าหนึ่งก้าว นับเป็นจุดเริ่มต้นและก้าวแรกของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ของทีมวิศวกรของฮอนด้า หลังจากนั้นก็มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ทำให้หุ่นยนต์สามารถก้าวเดินได้เร็วขึ้นและใกล้เคียงกับมนุษย์มากยิ่งขึ้น
หุ่นยนต์ทดลอง E0 ถือกำเนิดในปี พ.ศ. 2529 - Website HONDA E0
การออกแบบหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ซึ่งเป็นหุ่นยนต์ทดลองและหุ่นยนต์ต้นแบบ เป็นการนำเอาเทคโนโลยีจากองค์ความรู้ในหลาย ๆ ด้านและศาสตร์หลายสาขา มาประยุกต์เข้าด้วยกัน การออกแบบและสร้างหุ่นยนต์แต่ละประเภท จะต้องคำนึงถึงวัตถุประสงค์ในการใช้งานเป็นพิเศษ ซึ่งอาจจะต้องมีผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทาง คอยให้คำปรึกษาระหว่างที่ออกแบบและสร้างหุ่นยนต์ ซึ่งหลักสำคัญในการออกแบบโครงสร้างหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ของทีมวิศวกรของ บริษัทฮอนด้า สามารถแบ่งแยกตามลักษณะโครงสร้างของร่างกายมนุษย์ ดังนี้
Mechanical Part
บุคลากรที่จะทำหน้าที่รับผิดชอบในส่วนนี้ ต้องเป็นผู้ที่มีความรู้ความสามารถด้านฟิสิกส์ เช่นโมเมนตัม แรง เวกเตอร์ ฯลฯ และควรมีความรู้ในเรื่องระบบกลไกลต่าง ๆ ได้เป็นอย่างดี รู้จักวัสดุ อุปกรณ์ทางกลต่าง ๆ มีความสามารถในการออกแบบระบบทางกลได้ เช่น ระบบส่งถ่ายกำลังและระบบที่มีการเคลื่อนที่ทางกายภาพ นอกจากนี้ยังต้องมีความสามารถทางด้านเครื่องกลและการใช้งานเครื่องมือต่าง ๆ ได้เป็นอย่างดี เช่น เครื่องตัด เครื่องเจาะ เครื่องกลึง ฯลฯ
Electrical Circuit Part
บุคลากรที่จะทำหน้าที่รับผิดชอบในส่วนนี้ ต้องเป็นผู้ที่มีความรู้ ความสามารถเกี่ยวกับวงจรไฟฟ้า เช่นอิเล็กทรอนิกส์ ทั้งด้านสัญญาณแอนะล็อกและดิจิทัล ต้องมีความรู้เกี่ยวกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ในด้านต่าง ๆ มีความสามารถในการวิเคราะห์และออกแบบวงจรต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นวงจรคอนโทรลเลอร์, วงจรเซนเซอร์, วงจรขับกำลังสูง ฯลฯ นอกจากนี้ยังต้องสามารถใช้เครื่องมือต่าง ๆ ได้เป็นอย่างดี เช่น มิเตอร์, ออสซิลโลสโคป, ลอจิกโพร๊ป, ลอจิกอะนาไลเซอร์ ฯลฯ
Software Control Part
บุคลากรที่จะทำหน้าที่รับผิดชอบในส่วนนี้ ต้องเป็นผู้ที่มีความรู้ความสามารถด้านคณิตศาสตร์และคอมพิวเตอร์ จะต้องเป็นผู้ที่มีความคิดอย่างเป็นระบบ สามารถแตกปัญหาออกเป็นกระบวนการ และควรมีความสามารถในการเขียนภาษาโปรแกรมระดับต่ำเช่น แอสเซมบลีได้เป็นอย่างดี รวมถึงภาษาระดับกลางและสูงอย่างภาษาซีได้ และจะต้องมีความชำนาญในการใช้งานคอมพิวเตอร์
การออกแบบและการสร้างหุ่นยนต์ จะต้องอาศัยความรู้ ความชำนาญในหลาย ๆ ด้านเนื่องจากวิศวกรของบริษัทฮอนด้านั้น อาศัยการทำงานที่เป็นทีม งานหนึ่ง ๆ จึงประกอบด้วยวิศวกรและผู้ชำนาญงานในแต่ละสาขา ที่หลากหลายแตกต่างกันไป ในปี พ.ศ. 2530 - 2534 หุ่นยนต์ทดลอง E1 E2 และ E3 ได้ถือกำเนิดขึ้นพร้อมกับความสามารถที่เพิ่มขึ้นตามลำดับ โดยเฉพาะ E2 สามารถก้าวเดินบนพื้นราบได้ด้วยความเร็ว 1.2 กิโลเมตร/ชั่วโมง โดยทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้า พยายามวิเคราะห์ ค้นคว้าศึกษา และวิจัยเกี่ยวกับรูปแบบการเดินของมนุษย์และสัตว์ เช่นลักษณะของร่างกายมนุษย์ในการเคลื่อนไหว ไหล่ ขา ข้อศอกหรือแม้แต่บริเวณข้อต่อมีการเปลี่ยนแปลงเช่นไร การทรงตัวในขณะยืนหรือแม้แต่การก้าวเดิน จนกลายมาเป็นฐานข้อมูลในการก้าวไปสู่การพัฒนาหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ในตระกูล P-Series และหุ่นยนต์อาซิโม
หุ่นยนต์ทดลอง E1 ถือกำเนิดในปี พ.ศ. 2530 - Website HONDA E1
หุ่นยนต์ทดลอง E2 ถือกำเนิดในปี พ.ศ. 2530 - Website HONDA E2
หุ่นยนต์ทดลอง E3 ถือกำเนิดในปี พ.ศ. 2530 - Website HONDA E3
จากความสำเร็จในการสร้างหุ่นทดลองให้มีความสามารถในการก้าวเดินบนพื้นราบ ก้าวต่อไปของหุ่นยนต์ทดลองตระกูล E-Series คือต้องสามารถก้าวเดินได้อย่างมีความมั่นคง ไม่หกล้มและสามารถก้าวเดินบนพื้นผิวที่ขรุขระหรือลาดชัน กลไกในการควบคุมการทรงตัวและรักษาสมดุลของหุ่นยนต์ ถูกนำมาใช้เพื่อให้หุ่นยนต์ทดลองสามารถเคลื่อนไหวขาทั้งสองได้อย่างมั่นคง จึงกลายเป็นที่มาของหุ่นยนต์ทดลอง E4 E5 และ E6 ซึ่งเป็นหุ่นยนต์ที่มีขา แขนและศีรษะเหมือนกับมนุษย์
หุ่นยนต์ทดลอง E4 ถือกำเนิดในปี พ.ศ. 2534 - Website HONDA E4
หุ่นยนต์ทดลอง E5 ถือกำเนิดในปี พ.ศ. 2534 - Website HONDA E5
หุ่นยนต์ทดลอง E6 ถือกำเนิดในปี พ.ศ. 2534 - Website HONDA E6
หลังจากประสบความสำเร็จในการคิดค้น ศึกษาค้นคว้าและพัฒนาหุ่นยนต์ทดลองตระกูล E-Series ให้สามารถมีแขน ขาและศีรษะรวมทั้งสามารถเคลื่อนไหวได้ใกล้เคียงกับมนุษย์แล้ว ทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้า เริ่มต้นกับความท้าทายสิ่งใหม่ ๆ ในการค้นคิดและพัฒนาหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์จากตระกูล E-Series ให้มีขนาดเล็ก กระทัดรัด มีน้ำหนักเบา สามารถเคลื่อนไหวร่างกายได้อย่างคล่องแคล่วว่องไว มีประสิทธิภาพในการใช้งานสูงสุด ขีดความสามารถพัฒนาขึ้นอย่างต่อเนื่อง
หุ่นยนต์ต้นแบบ P1 ถือกำเนิดในปี พ.ศ. 2536 - Website HONDA P1
หุ่นยนต์ต้นแบบ P2 ถือกำเนิดในปี พ.ศ. 2539 - Website HONDA P2
หุ่นยนต์ต้นแบบ P3 ถือกำเนิดในปี พ.ศ. 2540 - Website HONDA P3
ในปี พ.ศ. 2536 หุ่นยนต์ต้นแบบตระกูล P-Series คือ หุ่นยนต์ต้นแบบ P1 หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ที่มีลักษณะใกล้เคียงกับมนุษย์จึงถือกำเนิดขึ้น ทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้า ทำการพัฒนาขีดความสามารถของ P1 ให้ดียิ่งขึ้นกว่าเดิม รวมทั้งปรับปรุงโครงสร้างของหุ่นยนต์ให้มีขนาดเล็กลงและมีน้ำหนักเบาขึ้นตามลำดับ และต่อมาหุ่นยนต์ต้นแบบ P2 P3 ก็ถือกำเนิดตามมา โดยมีคุณลักษณะเฉพาะดังนี้
หุ่นยนต์ต้นแบบ P-Series น้ำหนัก ส่วนสูง ขีดความสามารถและศักยภาพ
หุ่นยนต์ต้นแบบ P1 175 กิโลกรัม 191.5 เซนติเมตร สามารถกด/เปิดปิดสวิทซ์ไฟฟ้า
สามารถเปิดประตูหยิบสิ่งของภายในตู้ได้
หุ่นยนต์ต้นแบบ P2 210 กิโลกรัม 182 เซนติเมตร รับคำสั่งการปฏิบัติงานโดยวิทยุไร้สาย
สามารถเดินขึ้นลงบันได และเข็นรถใส่ของได้
หุ่นยนต์ต้นแบบ P3 130 กิโลกรัม 160 เซนติเมตร สามารถปฏิบัติงานต่าง ๆ ได้ด้วยตัวเองทั้งในที่ทำงานและที่บ้าน
[แก้] โครงสร้างและส่วนประกอบ
ฮอนด้าเปิดตัวอาซิโมสู่สายตาสาธารณชนเมื่อวันที่ 20 พฤศจิกายน พ.ศ. 2543[8] มีส่วนสูง 120 เซนติเมตร น้ำหนัก 52 กิโลกรัม ถ้านำเอาอาซิโมมาเปรียบเทียบกับหุ่นยนต์ต้นแบบ P3 หุ่นยนต์ต้นแบบและหุ่นยนต์ทดลองตัวอื่น ๆ แล้ว จะเห็นว่าอาซิโมมีขนาดเล็กกระทัดรัดกว่ามาก ทั้งยังเคลื่อนตัวได้อย่างคล่องแคล่ว มีการทรงตัวที่ดี โครงสร้างภายนอกสวยงาม ทั้งหมดแสดงถึงการออกแบบอย่างละเอียดถี่ถ้วนและรอบคอบ
รูปลักษณ์ภายนอกของหุ่นยนต์มีผลกระทบโดยตรงต่อความรู้สึกของมนุษย์ หุ่นยนต์ที่เต็มไปด้วยสายไฟระโยงระยางหรือเป็นกล่องสี่เหลี่ยมที่เคลื่อนไหวได้ อาจทำให้มนุษย์เกิดความรู้สึกไม่ดีจนไม่อยากเข้าใกล้ ทีมวิศวกรตระหนักถึงเหตุผลสำคัญเชิงจิตวิทยาเป็นอย่างดี จึงออกแบบอาซิโมให้มีรูปลักษณ์ภายนอกที่ดูดี สวยงามใกล้เคียงกับมนุษย์มากที่สุด และสิ่งสำคัญในการออกแบบหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ก็คือส่วนสูง เพราะระดับสายตาการมองเห็นของอาซิโมจะมองเห็นได้ในระดับเดียวกับที่คนเรานั่งอยู่ ซึ่งทำให้การปฏิบัติงานของอาซิโม เช่น ยกของ เปิด/ปิดสวิตช์ไฟ หมุนลูกบิดเปิด-ปิดประตู จนไปถึงการให้ความช่วยเหลือเล็ก ๆ น้อย ๆ บริเวณโต๊ะคอมพิวเตอร์ สามารถทำได้เป็นอย่างดี [9]อาซิโมมีคุณลักษณะเฉพาะดังนี้
[แก้] ข้อมูลทั่วไปของอาซิโม
คุณลักษณะเฉพาะ หุ่นยนต์อาซิโม (หุ่นต้นแบบ)
พ.ศ. 2543/ค.ศ. 2000 หุ่นยนต์อาซิโม (หุ่นรุ่นต่อไปในอนาคต)
พ.ศ. 2547/ค.ศ. 2004 หุ่นยนต์อาซิโม (หุ่นรุ่นใหม่)
พ.ศ. 2548/ค.ศ. 2005
น้ำหนัก 52 กิโลกรัม 54 กิโลกรัม 54 กิโลกรัม
ความสูง 120 เซนติเมตร 130 เซนติเมตร 130 เซนติเมตร
ความกว้าง 45 เซนติเมตร 45 เซนติเมตร 45 เซนติเมตร
ความหนา 44 เซนติเมตร 44 เซนติเมตร 37 เซนติเมตร
อัตราความเร็วในการก้าวเดิน 1.6 กิโลเมตร/ชั่วโมง 2.5 กิโลเมตร/ชั่วโมง 2.7 กิโลเมตร/ชั่วโมง
1.6 กิโลเมตร/ชั่วโมง (บรรทุกของ 1 กิโลกรัม)
อัตราความเร็วในการวิ่ง - 3 กิโลเมตร/ชั่วโมง 6 กิโลเมตร/ชั่วโมง (วิ่งทางตรง)
5 กิโลเมตร/ชั่วโมง (วิ่งทางอ้อมหรือเป็นวงกลม)
เวลาที่เท้าทั้งสองข้างลอยอยู่ในอากาศ - 0.05 วินาที 0.08 วินาที
แบตเตอรี่ในการใช้งาน Nickel metal hydride / 38.4 V / 10 Ah / 7.7 กิโลกรัม / 4 ชั่วโมง (ในกรณีที่ได้รับการชาร์ตแบบเต็ม)
ระยะเวลาในการใช้งาน 30 นาที 1 ชั่วโมง 40 นาที (ในการเดิน)
องศาในการทำงาน 26 องศา 34 องศา 34 องศา
อาซิโมเป็นหุ่นยนต์ที่ได้รับการออกแบบและพัฒนาให้ใกล้เคียงกับมนุษย์มากที่สุด เคลื่อนไหวร่างกายด้วยระบบ Servomotor + Harmonic Decelerator + Drive ECU ควบคุมการเคลื่อนไหวของร่ายกายโดย Walking/Operation Control ECU, เคลื่อนไหวร่ายกายได้ด้วยระบบ Wireless Transmission ECU ควบคุมการทำงานของร่างกายได้จาก Foot: 6 axis sensor Torso: Gyroscope& Deceleration Sensor 38.4V/10AH (Ni-MN) แหล่งพลังงานในการเคลื่อนไหวจาก Work Station & Portable Controller[10]
[แก้] องศาในการเคลื่อนไหว
หุ่นยนต์อาซิโมคล้ายมนุษย์ คือ มีขา แขน ศีรษะ รวมทั้งมองเห็นได้ถึง 180 องศา สามารถเดิน วิ่ง หรือหยิบจับสิ่งของได้เช่นเดียวกับมนุษย์ อาซิโมแต่ละรุ่นจะมีองศาในการเคลื่อนไหวและการทำงานแตกต่างกัน สำหรับหุ่นยนต์อาซิโมรุ่นใหม่ มีองศาในการเคลื่อนไหวรวมทั้งสิ้น 34 องศา ดังนี้
ส่วนประกอบของร่างกายหุ่นยนต์อาซิโม องศาในการเคลื่อนไหว
ศีรษะ (คอ สามารถหมุนขึ้น หมุนลง และหมุนได้รอบ) 2 องศา
แขน (ข้อศอกบริเวณด้านหน้า/ด้านหลัง) 1 องศา
แขน (หัวไหล่บริเวณด้านหน้า/ด้านหลัง สามารถหมุนขึ้น หมุนลง และหมุนได้รอบ) 3 องศา
แขน (ข้อมือ สามารถหมุนได้รอบ) 1 องศา (5 x 2 แขน = 10 องศา)
มือ (นิ้วมือ 5 นิ้ว) 1 องศา (1 x 2 แขน = 2 องศา)
ขา (ข้อบริเวณสะโพกด้านหน้า/ด้านหลัง สามารถหมุนขึ้น หมุนลง และหมุนได้รอบ) 3 องศา
ขา (ข้อบริเวณหัวเข่าด้านหน้า/ด้านหลัง) 1 องศา
ขา (ข้อบริเวณข้อเท้าด้านหน้า/ด้านหลัง/ด้านซ้าย/ด้านขวา) 6 องศา (6 x 2 เท้า = 12 องศา)
[แก้] เทคโนโลยี i-WALK
ASIMO วิ่งหรือเลี้ยวได้ในทันทีด้วยเทคโนโลยี i-WALKรูปแบบการเดิน กิริยาท่าทางต่าง ๆ ของมนุษย์ถูกนำมาใช้เป็นฐานข้อมูลสำหรับหุ่นยนต์ต้นแบบตระกูล P-Series คือ P1 P2 และ P3 ทำให้หุ่นยนต์รุ่นนี้สามารถก้าวเดินและหมุนตัวได้เช่นเดียวกับมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง P3 แต่ถ้าต้องการเปลี่ยนแปลงรูปแบบการเดินหรือการเคลื่อนไหวจากท่าเดิมไปสู่ท่วงท่าต่อไป หุ่นยนต์ P3 จะหยุดชะงักเล็กน้อย ไม่สามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบการเดินได้อย่างทันท่วงที การเคลื่อนไหวของ P3 จึงดูเชื่องช้าและเทอะทะเนื่องจากยังมีโครงสร้างขนาดใหญ่ หุ่นยนต์ P3 จึงต้องหยุดอยู่กับที่ก่อนหมุนตัวไปสู่ท่าเดินต่อไป P3 มีรูปแบบการเดินหรือการเคลื่อนไหว[11] ดังต่อไปนี้
เมื่อก้าวเดิน P3 จะเดินตรงไปข้างหน้าได้
เมื่อต้องการหยุดเดินหรือหมุนตัว จะหยุดชะงักเล็กน้อยก่อนหยุดนิ่ง
สามารถหมุนตัวไปในท่าเดินต่อไปได้
หลังจากหมุนตัวแล้ว จะหยุดชะงักเล็กน้อย
ก้าวเดินตรงไปข้างหน้าได้เช่นเดิม
การก้าวเดินในแต่ละย่างก้าวของหุ่นยนต์ P3 เป็นไปอย่างเชื่องช้า และเมื่อหุ่นยนต์ P3 หมุนตัวในลักษณะที่ทำมุมมาก ๆ ในขณะเคลื่อนที่ไปด้านหน้า จะต้องหยุดอยู่กับที่ก่อนจะหมุนตัว ทำให้ระยะเวลาการก้าวเดินในแต่ละก้าวของหุ่นยนต์ P3 เสียเวลานานมาก ซึ่งในการเดินของหุ่นยนต์จะมีความแตกต่างของระยะเวลาในการก้าวเดินของหุ่นในแต่ละตัวหรือในแต่ละรุ่น หุ่นยนต์ที่สามารถเดิน 2 ขาไม่สามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบการเดิน หรือเพิ่มระยะเวลาในการก้าวเดินได้อย่างต่อเนื่อง ทีมวิศวกรจึงคิดค้นการควบคุมรูปแบบการเดินใหม่ให้แก่หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์รุ่นต่อไป ซึ่งก็คือหุ่นยนต์อาซิโม
เทคโนโลยี i-Walk ซึ่งเป็นการควบคุมการเคลื่อนไหวที่เป็นวิธีการคาดการณ์การเคลื่อนที่ของสิ่งของ ถูกนำมาใช้กับหุ่นยนต์อาซิโมเพื่อให้สามารถควบคุมการเดิน 2 ขา ให้มีขีดความสามารถเพิ่มมากยิ่งขึ้น ซึ่งเทคโนโลยี i-Walk ทำให้หุ่นยนต์อาซิโมสามารถเดินได้อย่างนุ่มนวลและเป็นธรรมชาติ มีความใกล้เคียงกับมนุษย์มากยิ่งขึ้น อีกทั้งยังทำให้หุ่นยนต์อาซิโมสามารถเดินตรงไปด้านหน้าและเลี้ยวซ้ายหรือขวาได้ด้วยตัวเองเช่นเดียวกับมนุษย์ อาซิโมสามารถเลี้ยวโดยใช้การทำนายการเคลื่อนที่ครั้งต่อไปแบบทันทีทันใด ทำการย้ายจุดศูนย์รวมมวลโดยคาดการณ์ล่วงหน้าเหมือนกับมนุษย์ ที่ก่อนจะเลี้ยวซ้ายหรือขวาจะต้องย้ายจุดศูนย์รวมมวลไปในทิศทางด้านในของวงเลี้ยวที่ต้องการ เทคโนโลยี i-Walk ทำให้อาซิโมสามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าหรือเลี้ยวได้อย่างต่อเนื่อง รวดเร็วและนุ่มนวล มีรูปแบบการเดินหรือการเคลื่อนไหว ดังต่อไปนี้
เมื่อก้าวเดิน อาซิโมสามารถก้าวเดินตรงไปด้านหน้าได้อย่างมั่นคง และรวดเร็ว
เมื่อต้องการหยุดเดินหรือหมุนตัว สามารถหยุดได้ทันที และเลี้ยวซ้ายหรือขวาได้อย่างต่อเนื่อง
ก้าวเดินตรงไปข้างหน้าได้เช่นเดิม
หุ่นยนต์ทดลองในตระกูล E-Series และหุ่นยนต์ต้นแบบในตระกูล P-Series ที่สามารถเดิน 2 ขาได้ สามารถเลี้ยวซ้ายหรือขวาได้ด้วยการจดจำรูปแบบการเดิน ซึ่งมีความแตกต่างกับอาซิโมที่สามารถเปลี่ยนตำแหน่งการวางเท้า การเลี้ยวและระยะเวลาในการก้าวเดินได้อย่างอิสระ เป็นการพัฒนาเทคโนโลยีในด้านความเสถียรของหุ่นยนต์ ให้มีการเคลื่อนไหวที่รวดเร็ว ฉลาด ปรับเปลี่ยนรูปแบบการเดินได้อย่างง่ายดาย
[แก้] การศึกษาวิจัยรูปแบบการเดินของมนุษย์
อาซิโมเป็นหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ที่มีลักษณะคล้ายมนุษย์ ด้วยรูปลักษณ์ภายนอกและกิริยาท่าทางที่วิศวกรของบริษัทฮอนด้า พยายามพัฒนาให้ใกล้เคียงกับมนุษย์มากที่สุด รูปแบบการเดินของอาซิโมจึงถูกจำลองมาจากท่าทางการเดินของมนุษย์ เช่นการเดินตรงไปด้านหน้า การเลี้ยวซ้ายหรือเลี้ยวขวา ซึ่งทำให้ทีมวิศวกรต้องทำการศึกษาวิจัย พัฒนาและคิดค้นลักษณะกิริยาท่าทางการเดินของมนุษย์ในรูปแบบอื่น ๆ ทำการทดลองและเก็บบันทึกข้อมูลเพื่อเป็นการพัฒนาหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ต่อไปในอนาคต เพื่อให้อาซิโมมีลักษณะคล้ายมนุษย์[12] ซึ่งในการศึกษาวิจัยและพัฒนารูปแบบการเดินของมนุษย์เพื่อให้อาซิโมสามารถเดินได้ใกล้เคียงกับมนุษย์นั้น มีดังนี้
[แก้] การวางข้อต่อในส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย
กล้ามเนื้อ ข้อต่อภายในร่างกาย ทำให้มนุษย์สามารถเคลื่อนไหว ได้อย่างอิสระ
โครงสร้างร่างกายของมนุษย์ที่ใช้เป็นหลักในการวิเคราะห์โครงสร้างของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์
วัสดุกันกระแทกบริเวณส้นเท้าทั้ง 2 ข้าง ซึ่งช่วยลดแรงกระแทกในการเดินของ ASIMOมนุษย์มีโครงสร้างที่สามารถยืนได้ด้วยขาทั้งสองข้าง ทำให้สามารถเดิน วิ่งหรือกระโดดได้อย่างอิสระเสรี ทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้าได้ใช้ลักษณะโครงสร้างร่างกายของมนุษย์ มาเป็นหลักในการวิเคราะห์โครงสร้างของอาซิโม ในการจัดวางตำแหน่งของข้อต่อในส่วนของขาทั้ง 2 ข้าง ข้อต่อบริเวณหัวเข่าทำให้อาซิโมสามารถเดิน วิ่งได้อย่างอิสระ ข้อต่อบริเวณนิ้วเท้ามีผลกระทบอย่างมากต่อการเคลื่อนไหวของอาซิโม จุดที่เป็นส่วนข้อต่อของนิ้วเท้าและส้นเท้าทั้ง 2 ข้าง มีความจำเป็นอย่างมากในการกำหนดการรับน้ำหนักร่างกายของอาซิโม
ความรู้สึกจากการที่ได้สัมผัสกับพื้นของอาซิโม สามารถวัดได้จากข้อต่อในบริเวณข้อเท้า เนื่องจากข้อเท้าของอาซิโมสามารถหมุนไปมาได้อย่างอิสระ หมุนจากด้านหน้าไปด้านหลัง จากด้านซ้ายไปด้านขวา ทำให้อาซิโมต้องรักษาสมดุลของร่างกายให้คงที่ในขณะก้าวเดินไปด้านหน้า หรือในขณะที่ก้าวเดินในพื้นผิวที่ขรุขระ ซึ่งอาซิโมสามารถรับรู้ความรู้สึกได้จากการเอียงของข้อเท้า ข้อต่อในส่วนบริเวณหัวเข่าและข้อต่อในส่วนของบริเวณสะโพก ถูกนำไปใช้ในการก้าวเดินขึ้นลงบันไดโดยไม่เสียการทรงตัวหรือหกล้ม รวมถึงสามารถยืนทรงตัวได้ด้วยขาเพียงข้างเดียว และด้วยเหตุผลหลัก ๆ ดังกล่าวจากโครงสร้างของมนุษย์ ทำให้ทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้า มีความจำเป็นต้องปรับโครงสร้างของอาซิโมให้มีข้อต่อในบริเวณสะโพก ข้อต่อบริเวณหัวเข่า ข้อต่อบริเวณข้อเท้าและข้อต่อบริเวณหัวไหล่ เพื่อให้อาซิโมเคลื่อนไหวได้ใกล้เคียงกับมนุษย์
[แก้] ขอบเขตของข้อต่อในการเคลื่อนไหวของร่างกาย
ทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้าได้ทำการศึกษาค้นคว้า วิจัยและพัฒนาขอบเขตการเคลื่อนไหวของข้อต่อในบริเวณส่วนต่าง ๆ ของร่างกายของอาซิโม ในระหว่างการเดิน วิ่งหรือขึ้นลงบันได โดยยึดหลักธรรมชาติในการเคลื่อนไหวของมนุษย์เป็นหลัก ทั้งในแนวพื้นราบและในพื้นที่ขรุขระ ข้อต่อในบริเวณส่วนต่าง ๆ จะถูกวัดการเคลื่อนไหว และจดบันทึกเป็นฐานข้อมูลเพื่อให้รู้ถึงขอบเขตของการเคลื่อนไหวของข้อต่อในแต่ละชิ้นภายในตัวของอาซิโม
[แก้] จุดศูนย์ถ่วงของร่างกาย
อาซิโมมีขนาดและร่างกายเหมือนกับมนุษย์คือ มีขา 2 ข้าง แขน 2 ข้างและหนัก 52 กิโลกรัม การหาตำแหน่งและจุดศูนย์ถ่วงร่างกายของอาซิโมเป็นสิ่งสำคัญ เพราะถ้าจุดศูนย์ถ่วงของร่างกายไม่ได้สมดุล จะทำให้อาซิโมเสียหลักหกล้มในขณะก้าวเดิน ทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้าได้ใช้หลักการวิจัยจากโครงสร้างและสมดุลของร่างกายมนุษย์[13] ซึ่งทำให้อาซิโมสามารถยืน 2 ขาได้อย่างมั่นคง ไม่หกล้มแม้แต่ตอนวิ่ง
[แก้] การกระจายแรงบิดไปที่ข้อต่อต่าง ๆ ของร่างกาย
มนุษย์มีโครงกระดูกเป็นโครงสร้างของร่างกายทำให้สามารถเดิน วิ่งหรือประกอบกิจกรรมอื่น ๆ ได้อย่างคล่องแคล่ว ว่องไวและอิสระ[14] ทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้าได้นำเอาหลักเกณฑ์นี้มาใช้กับโครงสร้างของอาซิโม โดยวางตำแหน่งข้อต่อในบริเวณส่วนต่าง ๆ ของอาซิโมเพื่อให้สามารถเดิน วิ่งได้เช่นเดียวกับมนุษย์ ทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้าได้ทำการคำนวณหาการกระจายแรงบิดที่จะต้องไปยังข้อต่อในส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย ซึ่งยึดหลักการกระจายแรงบิดจากการวัดผลรวมของแรงบิดในส่วนข้อต่อต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในขณะที่มนุษย์ก้าวเดินหรือวิ่ง
[แก้] การตรวจวัดตำแหน่งและระยะทางในการเดิน
มนุษย์สามารถก้าวเดินไปด้านหน้า เลี้ยวซ้ายหรือขวาโดยใช้หลักการสัมผัสจากความรู้สึก 3 แบบ ในการรักษาความสมดุลของร่างกายคือ
ความรู้สึกของความเร็วเชิงเส้นในการเดิน ถูกวัดได้โดยการวัดระดับน้ำในหูทั้ง 2 ข้าง
ความรู้สึกของความเร็วเชิงมุมในขณะก้าวเดิน ถูกวัดโดยช่องครึ่งวงกลมของหูในส่วนของ Semicircular canals
ความรู้สึกที่เกิดขึ้นจากกล้ามเนื้อและผิวหนัง ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงในตำแหน่งและความเร็วของข้อต่อในร่างกาย ซึ่งรวมไปถึงแรงจากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น ซึ่งมนุษย์สามารถรับรู้ความรู้สึกนี้ได้จากบริเวณฝ่าเท้าและการสัมผัสของผิวหนัง
ทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้า ศึกษาวิจัยเพื่อให้อาซิโมมีขีดความสามารถในการเดิน วิ่งโดยรักษาสมดุลของร่างกายเช่นเดียวกับมนุษย์ ทำให้อาซิโมจำเป็นต้องติดตั้งกล้องและตัวตรวจวัด (Sensor) ภายในบริเวณศีรษะ ซึ่งได้แก่
ตัวตรวจวัดมุมและองศาของข้อต่อในบริเวณส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย
ตัวตรวจวัดแรงปฏิกิริยาขนาด 6 แกน
ตัวตรวจวัดตำแหน่งของวัตถุและความเร็วเชิงเส้น
ตัวตรวจวัดทั้งหมดภายในร่างกาย สามารถทำให้อาซิโมตรวจจับวัตถุที่อยู่ด้านหน้า หรือวัตถุที่มีการเคลื่อนไหวได้
[แก้] การตรวจวัดแรงกระแทกจากการเดิน
มนุษย์มีโครงสร้างที่แตกต่างจากหุ่นยนต์ เช่น มีผิวหนังที่นุ่ม มีข้อต่อในโครงกระดูกมากมาย ข้อต่อบริเวณหัวเข่า ข้อต่อบริเวณข้อเท้ารวมไปถึงนิ้วเท้า โครงสร้างร่างกายของมนุษย์จะยึดติดกับอวัยวะต่าง ๆ ของร่างกายมนุษย์ด้วยเส้นเอ็นจำนวนมาก สามารถทำให้เคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ ซึ่งโครงสร้างร่างกายมนุษย์นี้เป็นโครงสร้างสำคัญที่ช่วยให้มนุษย์สามารถก้าวเดินได้อย่างคล่องแคล่ว และช่วยลดแรงกระแทกในการก้าวเดินระหว่างเท้ากับพื้น ทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้าได้ทำการทดลองการก้าวเดินของมนุษย์ ซึ่งผลการทดลองปรากฏว่ายิ่งมนุษย์เราก้าวเดินไปด้านหน้าเร็วเท่าใด แรงกระแทกจากการก้าวเดินก็จะเกิดมากขึ้นตามลำดับ[15]
โดยปกติถ้ามนุษย์ก้าวเดินด้วยความเร็ว 2-4 กิโลเมตร/ชั่วโมง แรงกระแทกจากการก้าวเดินจะเกิดขึ้นประมาณ 1.2 - 1.4 เท่าของน้ำหนักตัว และถ้ามนุษย์เราก้าวเดินด้วยความเร็ว 8 กิโลเมตร/ชั่วโมง แรงกระแทกจากการเดินของร่างกายมนุษย์จะเพิ่มขึ้นถึง 1.8 เท่าของน้ำหนักตัวของมนุษย์ ทีมวิศกรของบริษัทฮอนด้า ได้นำเอาผลการทดลองมาศึกษาวิเคราะห์การตรวจวัดแรงกระแทกจากการเดินของอาซิโม พัฒนาให้อาซิโมสามารถลดแรงกระแทกในการเดินก้าวเดินโดยติดวัสดุกันกระแทกไว้ที่บริเวณส้นเท้าทั้ง 2 ข้าง ทำให้อาซิโมสามารถลดแรงกระแทกจากการเดินของขนาดและน้ำหนักตัว รวมทั้งเกิดความยืดหยุ่นในตัวเองจากการลดแรงกระแทกในการเดิน
[แก้] เทคโนโลยีของอาซิโม
หุ่นยนต์อาซิโมรุ่นใหม่ล่าสุดที่ผลิตในปี พ.ศ. 2543 โดยทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้า มีความสามารถในการจดจำใบหน้าของคู่สนทนารวมทั้งสามารถโต้ตอบได้ด้วยภาษาญี่ปุ่นกว่า 50 รูปแบบเสียง[16] อาซิโมมีคุณลักษณะเฉพาะที่โดดเด่นกว่าหุ่นยนต์ทดลองและหุ่นยนต์ต้นแบบ[17] ดังนี้
กล้องที่ติดไว้ที่บริเวณศีรษะของ ASIMO ทำให้สามารถมองเห็นได้[แก้] การจดจำและตรวจจับวัตถุเคลื่อนไหว
ภายในศีรษะของอาซิโมติดตั้งกล้องให้สามารถมองเห็นได้เช่นเดียวกับมนุษย์ และจะประมวลผลข้อมูลภาพจากกล้องที่ติดตั้งไว้ที่ดวงตา เพื่อตรวจจับการเคลื่อนไหวของวัตถุหลาย ๆ ชิ้นได้พร้อมกัน เซนเซอร์ที่ติดตั้งไว้ภายในสามารถจับวัตถุตรงหน้าที่มีการเคลื่อนไหวได้ ศีรษะของอาซิโมจะเคลื่อนไหวไปมาซ้ายขวา ขึ้นลงตามวัตถุรวมทั้งคำนวณหาระยะทาง และทิศทางในการเคลื่อนที่ของวัตถุเหล่านั้น โปรแกรมควบคุมกลไกภายในตัวอาซิโมจะแสดงสิ่งที่มองเห็นผ่านกล้องในศีรษะ ตามเซนเซอร์และล็อกตำแหน่งของวัตถุเอาไว้ แม้ว่าวัตถุที่อาซิโมมองเห็นจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางใดก็ตาม ทำให้อาซิโมสามารถมองเห็นและรับรู้ได้ว่ามีคนกำลังเดินอยู่ สามารถเดินตามคนเหล่านั้น รวมทั้งกล่าวทักทายเมื่อมีคนเดินเข้ามาหา
เทคโนโลยีในด้านการตรวจจับวัตถุเคลื่อนไหวด้วยระบบปัญญาประดิษฐ์[18] จะคำนวณเวกเตอร์ของวัตถุที่มองเห็นเป็นเส้นแสดงระยะพร้อมด้วยทิศทางในการเคลื่อนไหว ส่งเป็นค่าของวัตถุที่มีการเคลื่อนไหวให้แก่อาซิโม จากภายในศีรษะของอาซิโม จะมีแถบเมนูต่าง ๆ ของโปรแกรมในการคำนวณการตอบสนองด้านต่าง ๆ ซึ่งจะประมวลผลการทำงานทันทีที่อาซิโมมองเห็น ได้ยิน หรือได้รับคำสั่ง ความสามารถของอาซิโมในด้านของเทคโนโลยีการตรวจจับวัตถุเคลื่อนไหว มีดังนี้
อาซิโมสามารถตรวจพบวัตถุหรือบุคคลที่อยู่บริเวณด้านหน้า ด้วยกล้องจำนวน 2 ตัวที่ติดตั้งอยู่ภายในศีรษะ
เมื่อตรวจพบและล็อกวัตถุแล้ว ถ้าวัตถุหรือบุคคลมีการเคลื่อนไหว กล้องที่ติดตั้งอยู่ภายในจะหันและติดตามโดยตลอด
กล้องภายในจะซูมภาพวัตถุหรือบุคคลที่เคลื่อไหวให้เข้ามาใกล้ เซนเซอร์ภายในจะตรวจสอบและประมวลผลการคำนวณ
หลังจากกลไกภายในประมวลผลเสร็จสิ้น อาซิโมสามารถกล่าวคำทักทายหรืออวยพรให้แก่บุคคลที่พบเห็น
[แก้] การรับฟังคำสั่ง
ASIMO และผู้ควบคุมในการทดสอบความสามารถอาซิโมสามารถรับฟังคำสั่งและตอบสนองต่อผู้ควบคุม คำสั่งที่ได้รับจะถูกประมวลผลและแสดงออกในด้านของการรับฟังคำสั่ง อาซิโมสามารถสนทนาโต้ตอบและตอบรับคำสั่งให้ปฏิบัติงานจากผู้ควบคุม และสนทนาโต้ตอบอีกครั้งถึงผลของการปฏิบัติงานเมื่ออาซิโมปฏิบัติงานที่ได้รับคำสั่งเสร็จสิ้น อาซิโมสามารถรับฟังคำสั่งให้ปฏิบัติงานได้อย่างแม่นยำ คำสั่งจะถูกประมวลผลตามระบบขั้นตอนของโปรแกรมทำให้สามารถเคลื่อนไหวตามวัตถุที่มองเห็น
จากการทดลองเทคโนโลยีในด้านการแสดงการรับฟังคำสั่งของอาซิโม ในการให้เดินหรือหยุดตามคำสั่งโดยผู้ควบคุม ออกคำสั่งให้อาซิโมรับทราบคำสั่งในการเดินไปยังจุดที่กำหนด ซึ่งอาซิโมสามารถรับทราบคำสั่งและทวนคำสั่งก่อนประมวลผล และปฏิบัติตามคำสั่งได้เป็นอย่างดี ความสามารถของอาซิโมในด้านการแสดงการรับฟังคำสั่ง มีดังนี้
เมื่อได้รับคำสั่ง เทคโนโลยีในด้านการแสดงการรับฟังคำสั่งจะประมวลผล อาซิโมสามารถจดจำการเคลื่อนไหวของการออกคำสั่งด้วยสัญญาณมือจากผู้ควบคุม
ระบบคลื่นสัญญาณจะตอบรับคำสั่ง อาซิโมจะเคลื่อนไหวไปตามคำสั่งที่ได้รับ
และเมื่อคำสั่งที่ได้รับเสร็จสิ้น จะสอบถามถึงผลของการปฏิบัติงาน
[แก้] การตอบสนองต่อเสียงเรียก
ขีดความสามารถล่าสุดของอาซิโมคือ สามารถได้ยินเสียงสนทนาโต้ตอบระหว่างคู่สนทนาหรือเสียงอื่น ๆ รอบ ๆ ตัว สามารถแยกแยะเสียงพูดที่แตกต่างกันของมนุษย์ในแต่ละคน รวมไปถึงการรับรู้เสียงอื่น ๆ เสียงเรียกจากคู่สนทนาจะผ่านการประมวลผลเช่นเดียวกับการมองเห็น ทำให้อาซิโมจดจำเสียงเรียกชื่อตัวเองแล้วตอบสนองด้วยการหันหน้าไปในทิศทางที่เป็นต้นกำเนิดของเสียง มองหน้าคนที่เรียกชื่อ พร้อมแสดงอาการตอบสนองและสามารถรับรู้เสียงที่ผิดปกติได้ทันทีพร้อมหันหน้าไปทางต้นกำเนิดของเสียงนั้น ๆ
จากการทดลองศักภาพในด้านการตอบสนองต่อเสียงของอาซิโม ที่บริษัทฮอนด้า ประเทศญี่ปุ่น โดยทดลองการเรียกชื่ออาซิโมโดยผู้ควบคุมจำนวน 2 ท่าน ผลการทดลองปรากฏว่าอาซิโมสามารถได้ยินเสียงเรียกขาน และตอบสนองต่อการเรียกได้เป็นอย่างดี ความสามารถของอาซิโมในด้านของเทคโนโลยีการตอบสนองต่อเสียง มีดังนี้
เมื่อได้ยินเสียงเรียกชื่อ อาซิโมจะหยุดกิจกรรมที่ปฏิบัติและค้นหาที่มาของเสียง
กล้องที่ติดตั้งไว้ภายในศีรษะจะตรวจสอบวัตถุหรือบุคคลที่ส่งเสียงเรียก
คลื่นเสียงจะถูกแปลงเป็นสัญญาณการตอบสนองต่อเสียง
อาซิโมสามารถก้าวเดินไปยังที่มาของเสียงเรียกได้ทันที หรือหยุดเมื่อได้รับคำสั่งให้หยุด
[แก้] การรับรู้สภาพแวดล้อมและการหลบเลี่ยงวัตถุ
อาซิโมมีความสามารถในการหลบเลี่ยงวัตถุจากการมองเห็น ด้วยกล้องจากดวงตาทั้งสอง สามารถรับรู้สภาพแวดล้อมที่มีสิ่งของกีดขวาง เซนเซอร์จับวัตถุตรงหน้าจะประมวลผลในการจับล็อกวัตถุทำให้อาซิโมรับรู้ได้ว่า บริเวณด้านหน้ามีสิ่งกีดขวางอยู่ รวมทั้งการเคลื่อนไหวของวัตถุข้างหน้าเพื่อหลีกเลี่ยงการเดินชนสิ่งกีดขวางเหล่านั้น นั่นคืออาซิโมจะหยุดหรือเริ่มการทำงานทันทีเพื่อหลบหลีกการปะทะกับสิ่งกีดขวาง หรือมนุษย์ที่เดินเข้ามาปรากฏอย่างฉับพลัน ในเส้นทางการเคลื่อนที่ของอาซิโม ในกรณีสิ่งกีดขวางไม่เคลื่อนไหว อาซิโมจะเดินอ้อมหลบสิ่งกีดขวางนั้นไป
ระบบเทคโนโลยี i-WALK ทำให้อาซิโมสามารถเดินหลบเลี่ยงวัตถุได้โดยไม่ชน ซึ่งผลของการทดลองอาซิโมในด้านของเทคโนโลยีการหลบเลี่ยงวัตถุ อาซิโมสามารถรับรู้ได้ว่ามีบุคคลยืนอยู่และสามารถเดินหลบเลี่ยงไปได้ ซึ่งนอกเหนือจากความสามารถในการเดินหลบเลี่ยงวัตถุได้โดยไม่ชนแล้ว อาซิโมยังสามารถเลี้ยวตัวในมุมห้อง หรือปรับเปลี่ยนรูปแบบการเดินเมื่อเซนเซอร์สัมผัสกับวัตถุได้อีกด้วย ความสามารถของอาซิโมในด้านเทคโนโลยีการหลบเลี่ยงวัตถุ มีดังนี้
เมื่อได้รับคำสั่งให้เดินไปด้านหน้าหรือวิ่ง กล้องที่ติดตั้งไว้ภายในศีรษะจะตรวจสอบวัตถุหรือสิ่งกีดขวางที่อยู่ด้านหน้าทันที
ถ้าบริเวณด้านหน้าไม่มีสิ่งกีดขวาง อาซิโมสามารถเดินไปด้านหน้าได้อย่างรวดเร็ว
แต่ถ้าบริเวณด้านหน้ามีวัตถุหรือบุคคลยืนอยู่ เทคโนโลยีในด้านการตรวจสอบวัตถุจะประมวลผลลักษณะของวัตถุและระยะทาง
ภายหลังการประมวลผล ระยะทางของวัตถุหรือบุคคลจะถูกคำนวณเป็นระยะทางที่อาซิโมจะก้าวเดินไปด้านหน้า และสามารถหลบเลี่ยงได้เมื่อก้าวเดินไปถึงวัตถุหรือบุคคลที่ยืนอยู่
[แก้] การจดจำลักษณะท่าทางและการตอบสนองต่อสัญญาณ
กล้องและเซนเซอร์ที่ติดตั้งไว้ภายในศีรษะของอาซิโม ทำให้สามารถมองเห็นคู่สนทนาที่อยู่ตรงหน้าได้ อาซิโมสามารถตอบสนองต่อการให้สัญญาณของคู่สนทนา สามารถคำนวณหาตำแหน่งของมือ และเข้าใจความหมาย “การเคลื่อนไหวของมือ” ตลอดจนท่าทางของคนที่พูดคุยกับอาซิโมได้ สามารถรับรู้ว่าคู่สนทนาทำมือเป็นลักษณะใด ซึ่งผลจากการทดลองของทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้า ได้ทดลองโบกมือให้กับอาซิโม เทคโนโลยีในด้านการตรวจจับวัตถุเคลื่อนไหวจะจับสัญญาณมือและประมวลผลให้แก่กลไกภายในตัว ทำให้อาซิโมรับรู้ว่าสัญญาณมือนั้นคือ "การโบกมือ" และสามารถยกแขนขึ้นโบกมือทักทายตอบได้ ความสามารถของอาซิโมในด้านของเทคโนโลยีการตอบสนองต่อการให้สัญญาณ มีดังนี้
เมื่อกล้องที่ติดตั้งไว้ภายในศีรษะของอาซิโม ตรวจพบวัตถุหรือบุคคลที่อยู่บริเวณด้านหน้าว่ามีการเคลื่อนไหวในลักษณะของการให้สัญญาณ
เทคโนโลยีการตรวจจับวัตถุเคลื่อนไหวจะจับลักษณะของสัญญาณมือ เช่นการโบกมือทักทาย และจดจำตำแหน่งเป้าหมายและการเคลื่อนที่ของเป้าหมาย
คลื่นสัญญาณจะถูกประมวลผลในลักษณะท่าทางของวัตถุหรือบุคคล ที่มีการเคลือนไหว
เทคโนโลยีในด้านการตอบสนองต่อการให้สัญญาณ จะทำให้อาซิโมรับรู้ได้ว่า สัญญาณมือนั้นคือการโบกมือและสามารถจับมือทักทายเมื่อมีคนยื่นมือมาให้และโบกมือทักทายตอบได้
[แก้] การสนทนา
อาซิโมสามารถจดจำใบหน้าของคู่สนทนา พูดคุยและโต้ตอบคู่สนทนาภาษาญี่ปุ่นได้กว่า 50 เสียง ซึ่งเป็นข้อที่แตกต่างจากหุ่นยนต์ทดลองในตระกูล E-Series และหุ่นยนต์ต้นแบบในตระกูล P-Series ภายในศีรษะของอาซิโมจะมีโปรแกรมประมวลผลชุดคำสั่งต่าง ๆ ที่อาซิโมได้รับ และตอบสนองออกมาในรูปของลักษณะท่าทาง โดยอาซิโมจะทำการบันทึกใบหน้าของคู่สนทนาที่พบเข้าสู่หน่วยความจำ และภายหลังเมื่อพบกันอาซิโมจะสามารถเรียกชื่อคน ๆ นั้น และกล่าวคำทักทายได้ ซึ่งอาซิโมยังสามารถจดจำใบหน้าคนต่าง ๆ ได้มากถึง 200 คน ซึ่งทำให้อาซิโมสามารถกล่าวทักทายคู่สนทนาเมื่อมองเห็น หรือจับวัตถุสัญญาณการเคลื่อนไหวได้
ทีมวิศวกรทำการทดลองเทคโนโลยีด้านการสนทนาของอาซิโมด้วยการให้สนทนาทักทายผู้ควบคุม ซึ่งเมื่ออาซิโมได้ยินเสียงเรียกชื่อ เทคโนโลยีในด้านการตอบสนองต่อเสียงจะทำงานเพื่อหาที่มาของเสียงเป็นอันดับแรก และเทคโนโลยีในด้านการตรวจจับวัตถุเคลื่อนไหวจะทำงานเป็นลำดับต่อไป และเมื่อมองเห็นคู่สนทนาแล้วอาซิโมจะทักทายและพูดคุยกับคู่สนทนาด้วยความเป็นมิตร ความสามารถของอาซิโมในด้านเทคโนโลยีการสนทนา มีดังนี้
เมื่ออาซิโมพบกับบุคคลที่อยู่ตรงหน้า กล้องที่ติดตั้งไว้ภายในจะตรวจสอบภาพบุคคลที่พบเห็น
ถ้าผู้ที่อาซิโมพบเห็นไม่มีบันทึกไว้ภายในหน่วยความจำ อาซิโมจะจดจำใบหน้าและชื่อของคู่สนทนาใหม่ รวมทั้งการสนทนาตามที่ผู้แนะนำได้แนะนำให้รู้ก
ถ้าผู้ที่อาซิโมพบเห็น ถูกบันทึกไว้ภายในหน่วยความจำ อาซิโมจะตรวจสอบภาพใบหน้าและคลื่นสัญญาณเสียงของคู่สนทนา
ภายหลังการประมวลผลและตรวจสอบ อาซิโมจะกล่าวคำทักทายและสนทนาด้วย
[แก้] ความสามารถของอาซิโม
ASIMO แสดงการเต้นรำตามจังหวะเสียงเพลง
ASIMO ฝึกงานเป็นประชาสัมพันธ์ต้อนรับในญี่ปุ่นอาซิโมมีความสามารถในหลาย ๆ ด้านที่แตกต่างจากหุ่นยนต์ทดลองตระกูล E-Series และหุ่นยนต์ต้นแบบตระกูล P-Series ด้วยเทคโนโลยีชั้นสูงและนวัตกรรมล้ำสมัยต่าง ๆ จากทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้า[19] ทำให้อาซิโมสามารถเดิน วิ่ง เต้นรำหรือเดินขึ้นบันไดได้เป็นอย่างดี ซึ่งความสามารถหลากหลายของอาซิโม[20] มีดังนี้
[แก้] การยกมือไหว้ทักทายและโบกมือ
อาซิโมสามารถใช้มือทั้ง 2 กางออกข้างลำตัวและยกขึ้นเหนือศีรษะได้ ด้วยเทคโนโลยีในด้านการตรวจจับวัตถุเคลื่อนไหว และเทคโนโลยีในด้านการตอบสนองต่อเสียงทำให้อาซิโมสามารถยกมือทั้ง 2 ข้างขึ้นไหว้และโบกมือทักทายแก่คู่สนทนาได้เช่นเดียวกันมนุษย์
[แก้] การเดินขึ้น ลงบันได
การก้าวเท้าเดินไปด้านหน้าอย่างมั่นคงและนิ่มนวลด้วยเทคโนโลยี i-Walk ทำให้อาซิโมสามารถก้าวเท้าเดินขึ้น ลงบันไดได้โดยไม่เสียการทรงตัว เท้าทั้ง 2 ข้างของอาซิโมจะก้าวเดินขึ้นและลงบันไดได้เช่นเดียวกับมนุษย์ ในลักษณะของเท้าขวาก้าวนำและเท้าซ้ายก้าวตามเป็นจังหวะ ข้อต่อบริเวณหัวเข่าทั้ง 2 ข้างจะย่อลงในลักษณะเดียวกับการวิ่งทำให้อาซิโมสามารถรักษาสมดุลของร่างกาย ในขณะเดินขึ้นลงบันไดได้
[แก้] การเต้นรำหรือการเคลื่อนตัวไปด้านข้าง
อาซิโมมีความสามารถในการเต้นรำ เคลื่อนไหวร่างกายได้เช่นเดียวกับมนุษย์ สามารถเต้นรำตามจังหวะดนตรีได้อย่างต่อเนื่องและไม่ติดขัด สามารถเต้นและเคลื่อนตัวไปด้านข้างในลักษณะการเต้นรำแบบฮาวาย เท้าทั้งสองสามารถก้าวเดินไปด้านหน้าหรือด้านข้างได้อย่างรวดเร็วและต่อเนื่อง
[แก้] การเดินกางแขนทั้งสองข้าง
อาซิโมมีแขน 2 ข้างเช่นเดียวกับมนุษย์ ข้อต่อในส่วนต่าง ๆ ของร่างกายสามารถหมุนขึ้นลงได้อย่างอิสระ ทีมวิศวกรได้พัฒนาคิดค้นเพื่อเพิ่มศักยภาพให้แก่อาซิโมให้มากยิ่งขึ้น โดยการเพิ่มมุมของข้อต่อบริเวณบ่าทั้งสอง 2 ข้างของอาซิโมในมุม 20 องศา ทำให้อาซิโมใช้ข้อศอกในการขยับแขนขึ้นลงได้ถึง 105 องศา ด้วยเทคโนโลยี Real-Time และ Flexible-Walking[21] ทำให้อาซิโมสามารถเดินไปด้านหน้าพร้อมกับกางแขนทั้งสองข้างออกข้างลำตัว
[แก้] การก้าวเดินไปด้านหน้าหรือเลี้ยว
เทคโนโลยี i-WALK ทำให้อาซิโมสามารถทรงตัวขณะก้าวเดินไปด้านหน้าได้อย่างมั่นคงโดยไม่หกล้มหรือเสียหลัก เมื่อต้องการวิ่ง เท้าด้านขวาของอาซิโมจะก้าวไปด้านหน้าและตามด้วยเท้าซ้ายในลักษณะที่สมดุลต่อร่างกาย ทำให้สามารถวิ่งได้ด้วยความเร็ว 6 กิโลเมตร/ชั่วโมง สามารถวิ่งซิกแซก วิ่งวกวนหรือหลบเลี่ยงสิ่งกีดขวางได้โดยไม่ชนหรือหกล้ม เมื่ออาซิโมวิ่ง เท้าขวาจะก้าวไปข้างหน้าในลักษณะของการย่อเข่า ข้อต่อบริเวณหัวเข่าทั้งสองด้านจะสลับขึ้นลงในอัตราที่เท่ากัน ทำให้อาซิโมสามารถสลับขาในการวิ่งไปด้านหน้าได้อย่างรวดเร็ว
อาซิโมสามารถเข็นรถเข็นขนาดเล็ก ๆ ที่บรรทุกสิ่งของเช่นกระดาษ A4 ไปตามทางภายในสำนักงานใหญ่ของบริษัทฮอนด้า ประเทศญี่ปุ่น เพื่อนำไปส่งให้แก่พนักงานภายในบริษัท เมื่อเจอมุมเลี้ยวของตัวอาคาร ก็สามารถเข็นรถเข็นให้เลี้ยวตามทางเดินได้ เมื่ออาซิโมต้องการจะเลี้ยวซ้ายหรือขวา เท้าที่ต้องการจะเลี้ยวจะทำมุม 30 องศาเพื่อรักษาความสมดุลของร่างกายแล้วเดินต่อไปด้านหน้าได้อย่างต่อเนื่อง แตกต่างจากหุ่นยนต์ต้นแบบ P3 ที่เมื่อต้องการเลี้ยว จะหยุดชะงักเล็กน้อย เท้าของ P3 จะทำมุม 20 องศาและ 40 องศาตามลำดับก่อนจะเลี้ยวเดินไปด้านหน้า
[แก้] ความสามารถในด้านบูรณาการเครือข่าย
อาซิโมมีความสามารถในการติดต่อกับระบบเครือข่ายส่วนตัว สามารถปฏิบัติงานให้สอดคล้องกับฐานข้อมูลลูกค้า กล่าวทักทายแขกผู้มาเยือนพร้อมทั้งส่งภาพใบหน้าและข้อมูลสำคัญของแขกจากฐานข้อมูลที่มีอยู่ไปยังบุคคลที่เกี่ยวข้องได้ อาซิโมจะเดินนำทางแขกไปยังสถานที่รับรองหรือห้องรับแขก เสิร์ฟน้ำให้แก่แขก นอกจากนี้ยังบอกเวลาได้อีกด้วยโดยการติดต่อกับระบบเครือข่าย
นอกเหนือจากการติดต่อกับระบบเครือข่ายส่วนตัว อาซิโมยังมีความสามารถในการติดต่อกับระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต เพื่อค้นหาข้อมูลที่ต้องการ ทำให้อาซิโมพร้อมเสมอในการตอบคำถามหรือให้บริการข่าวสารข้อมูลด้านต่าง ๆ เช่น ข้อมูลเกี่ยวกับสภาพอากาศ เวลา ฯลฯ
ความสามารถล่าสุดของอาซิโมคือ การประมวลผลการทำงานต่าง ๆ ด้วยระบบสมองกลอัจฉริยะ[22] ที่พัฒนาโดยทีมวิศวกร อาซิโมสามารถเข้าใจ รับรู้ลักษณะกิริยาท่าทางของมนุษย์ และตอบสนองด้วยการเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ ความสามารถของอาซิโมในด้านปฏิสัมพันธ์กับมนุษย์[23] ได้รับการพัฒนาให้ก้าวหน้าขึ้นอย่างมาก ทำให้อาซิโมสามารถทักทายบุคคลที่กำลังเดินเข้ามาหา เดินตามไปในทิศทางที่ได้รับการชี้แนะ หรือแม้กระทั่งจดจำใบหน้าและเรียกชื่อของบุคคลเหล่านั้นได้
[แก้] อ้างอิง
^ กำเนิดอาซิโม
^ หุ่นยนต์อาซิโม โดย จิตติมา ห้วยหงษ์ทอง และ พ.ท.ดร.เศรษฐพงศ์ มะลิสุวรรณ GURU ICT, 17 ตุลาคม พ.ศ. 2548
^ ฮิวแมนนอยด์-แอนดรอย โดย ดร.ชิต เหล่าวัฒนา ผู้จัดการออนไลน์, 27 กันยายน พ.ศ. 2549
^ จินตนาการในนิยายวิทยาศาสตร์
^ จิตประดิษฐ์ สมองกลและความคิดในหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ โดย ดร.ชิต เหล่าวัฒนา ผู้จัดการออนไลน์, 18 ตุลาคม พ.ศ. 2549
^ โลกของอาซิโม
^ ประวัติหุ่นยนต์ต้นแบบของ Honda
^ งานเปิดตัวอาซิโม Honda Debuts New Humanoid Robot "ASIMO"
^ แนวความคิดในการออกแบบ
^ ข้อมูลเบื้องต้นของอาซิโม
^ เทคโนโลยีการเคลื่อนไหว
^ วิทยาการด้านการเคลื่อนที่ในหุ่นยนต์ โดย ดร.ชิต เหล่าวัฒนา ผู้จัดการออนไลน์, 3 มกราคม พ.ศ. 2550
^ จุดศูนย์ถ่วง
^ อนาโตมี โครงสร้างร่างกายมนุษย์
^ แรงกระแทก คุณสมบัติที่สำคัญทางกล
^ เทคโนโลยีของอาซิโม
^ เทคโนโลยีด้านความคิด ความฉลาดของอาซิโม
^ เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์
^ ความสามารถล่าสุดของหุ่นยนต์อาซิโมรุ่นปัจจุบัน
^ เทคโนโลยีด้านความสามารถของอาซิโม
^ เทคโนโลยีองศาในการเคลื่อนไหว
^ กลไลสภาวะทางสมองของหุ่นยนต์ โดย ดร.ชิต เหล่าวัฒนา ผู้จัดการออนไลน์, 13 ธันวาคม พ.ศ. 2549
^ วิทยาการด้านปฏิสัมพันธ์ในหุ่นยนต์ โดย ดร.ชิต เหล่าวัฒนา ผู้จัดการออนไลน์, 27 ธันวาคม พ.ศ. 2549
[แก้] แหล่งข้อมูลอื่น
คอมมอนส์ มีภาพและสื่ออื่นๆ เกี่ยวกับ:
อาซิโมiloveasimo.com เว็บไซต์เกี่ยวกับอาซิโม จากฮอนด้าประเทศไทย
Honda ASIMO Japanese เว็บไซต์เกี่ยวกับอาซิโม จากฮอนด้าประเทศญี่ปุ่น (ญี่ปุ่น)
Honda Worldwide
ASIMO เว็บไซต์โลกของอาซิโม (อังกฤษ)
Honda Asimo เว็บไซต์เกี่ยวกับอาซิโม หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ (อังกฤษ)
The Honda Humanoid Robots เว็บไซต์เกี่ยวกับอาซิโม (อังกฤษ)
ฮอนด้า
รถยนต์: แอคคอร์ด
แอคคอร์ด ไฮบริด
แอสคอต
บัลลาด
บีท
ซิตี้
ซีวิค
ซีวิค ไฮบริด
ซีอาร์เอกซ์
ซีอาร์เอกซ์ เดล โซล
คอนเซอร์โต้
Crossroad
ซีอาร์วี
โดมานิ
อีลีเมนท์
อีวี พลัส
FCX
เอชอาร์วี
เอชเอสซี
อินไซท์
อินสไปร์
อินทีกรา
แจ๊ส
เลเจนด์
ไลฟ์
โลโก้
เอ็มดีเอกซ์
N360
N600
เอ็นเอสเอกซ์
โอดิสซี่ย์
Orthia
Passport
Pilot
พรีลูด
ริดจ์ไลน์
Stream
S2000
S600
ทูเดย์
Vigor
Z600
Z
มอเตอร์ไซค์: CB series
CX Series
CBR series
CR series
XR/XL series
Bros/HawkGT
VF/VFR series
VT series
VTX series
ST series
Valkyrie
GL series
มอเตอร์ไซค์ขนาดเล็ก: Ape models
Cub series
CT series
ST series
S series
Z series
เครื่องบิน: HA-420
เครื่องยนต์: เครื่องยนต์ฮอนด้า
ฮาจิเมะโรบอต" (Hajime Robot) กำลังนำถาดจากโต๊ะลูกค้ามาจัดเก็บเพื่อเตรียมส่งล้างภายในร้าน Hajime Robot Restaurant ร้านอาหารแห่งนี้เป็นร้านอาหารแห่งแรกของไทยที่นำหุ่นยนต์มาบริการลูกค้า เจ้าของร้านบอกว่าข้อดีของหุ่นยนต์คือ "ไม่เคยมาสาย ไม่เคยลาป่วย และไม่เคยอู้งาน"
ปัจจุบัน ความหมายของคำว่า“หุ่นยนต์” (Robot) ยังไม่มีข้อยุตินักวิทยาศาสตร์และสถาบันที่เกี่ยวข้องต่างนิยามความหมายของคำคำนี้แตกต่างกันไป
ดร.ชิต เหล่าวัฒนาผู้อำนวยการสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม(FIBO) ผู้ผลักดันและวางรากฐานการศึกษาวิทยาการหุ่นยนต์คนสำคัญของเมืองไทยให้นิยามในทัศนะของเขาไว้ง่ายๆว่า “หุ่นยนต์มีคุณสมบัติ ๓ อย่างคือหนึ่งรับรู้ได้(perception) หมายถึงสามารถตรวจสอบสภาพแวดล้อมได้ สองการตีความ(cognition) และสาม มีความสามารถในการเคลื่อนไหว(mobility) คุณสมบัติข้อที่ ๓ นี้เองที่แยกหุ่นยนต์ออกจากเครื่องจักรชนิดอื่นๆ”
โดยคุณสมบัติ ๓ อย่างนี้เกิดจากอุปกรณ์ที่มาประกอบกันเป็นหุ่นยนต์อาทิเซ็นเซอร์(Sensor) ทำหน้าที่รับความรู้สึกร้อนเย็นตรวจสิ่งกีดขวางถือเป็น perception module ซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมวิเคราะห์สิ่งที่รับรู้โดยนำข้อมูลนั้นมาตัดสินใจว่าทำงานต่อไปอย่างไรถือเป็น cognition module สุดท้ายคือ มอเตอร์สายพานองค์ประกอบอื่นๆที่ทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนไหวไปยังจุดต่างๆส่วนนี้คือ mobility module
หุ่นยนต์แบ่งเป็นหลายระดับตามความสามารถจากต่ำไปสูงเริ่มตั้งแต่ควบคุมโดยมนุษย์ (Manual-handling device หรือ Tele-Robot) ถูกโปรแกรมทำงานล่วงหน้าโดยไม่สามารถเปลี่ยนแผนได้(Fixed-sequence Robot) ถูกโปรแกรมทำงานแต่ปรับเปลี่ยนแผนงานได้ (Variable-sequence Robot) ผู้ควบคุมสอนหุ่นยนต์และหุ่นยนต์ทำตามสิ่งที่ผู้ควบคุมสอน(Playback Robot) ผู้ควบคุมบันทึกข้อมูลเชิงตัวเลขการเคลื่อนที่ให้หุ่นยนต์หุ่นยนต์จะทำงานเองโดยไม่ต้องสอนงาน(Numerical Control Robot) สุดท้ายคือหุ่นยนต์ที่เรียนรู้จากสภาพแวดล้อมได้ ตัดสินใจเองได้และทำงานได้ด้วยตัวเอง(Intelligent Robot)
ดร.ชิตยกตัวอย่างง่ายๆ ว่า “Tele-Robot ที่คนไทยรู้จักดีคือหุ่นยนต์กู้ภัยที่ควบคุมระยะไกล ส่วน Fixed และ Variable-sequence Robot คือแขนกลที่ทำงานอยู่ในโรงงานอุตสาหกรรมรถยนต์ สำหรับ Intelligent Robot คือหุ่นยนต์สำรวจอวกาศที่ถูกส่งขึ้นไปสำรวจดวงจันทร์และดาวอังคาร”
แต่สำหรับคนไทยส่วนใหญ่อาจคุ้นเคยกับหุ่นยนต์ในภาพยนตร์หรือการ์ตูนมากกว่าหุ่นยนต์ที่ถูกสร้างขึ้นใช้งานจริง แม้ว่าทุกวันนี้หุ่นยนต์ได้เริ่มเข้ามามีบทบาทในภาคการผลิตของไทยมากขึ้นแล้ว
ผู้เชี่ยวชาญด้านหุ่นยนต์ชี้ว่า ในปีพ.ศ. ๒๕๕๓ ร้อยละ ๙๙ ของประชากรหุ่นยนต์ในไทยเป็น “หุ่นยนต์อุตสาหกรรม” ทำงานอยู่ในโรงงานอุตสาหกรรมผลิตรถยนต์ฮาร์ดดิสก์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ คาดว่าทุกวันนี้ไทยมีประชากรหุ่นยนต์อุตสาหกรรมราว ๓,๐๐๐-๔,๐๐๐ ตัว ในจำนวนนี้มีรูปลักษณ์แตกต่างกันไปตามวัตถุประสงค์การใช้งานอาทิ หุ่นยนต์หยิบจับตัวถังรถยนต์(Welding) มีลักษณะเป็นแขนกลขนาดยักษ์ หุ่นยนต์ผลิตฮาร์ดดิสก์ลักษณะคล้ายกล่องเครื่องมือภายในมีกลไกจับชิ้นส่วนขนาดเล็กที่ต้องการความละเอียดในการประกอบเป็นต้น
“หุ่นยนต์อุตสาหกรรมไม่ได้มีหน้าตาเหมือนที่คนชอบจินตนาการว่าจะคล้ายกับหุ่นยนต์ที่เห็นในภาพยนตร์หรือคล้าย ‘อาซิโม’ ของฮอนด้า มันมีรูปร่างเป็นแค่แขนหรือขาเคลื่อนไหวได้หลายแกนทำงานได้เร็วและละเอียดในระดับ ๓/๑,๐๐๐ นิ้ว(เล็กกว่าเส้นผมมนุษย์) เราไม่สามารถมองการทำงานของปลายแขนนี้ได้ทัน ลำพังตัวเดียวไม่ได้มีความสามารถในการผลิตเหนือมนุษย์มากมายแต่ถ้าต่อมันเข้ากับระบบสารสนเทศและทำงานร่วมกับเครื่องจักรและหุ่นยนต์ตัวอื่นๆสมรรถนะการผลิต(Industrial Productivity) จะเพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณ เพราะมันทำงานได้อย่างต่อเนื่องตลอดเวลาแม่นยำและมีประสิทธิภาพมาก” ดร.ชิตให้ภาพของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม
หุ่นยนต์อุตสาหกรรม คือหุ่นยนต์ประเภทแรกที่เข้ามาในไทยในฐานะแรงงานในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่
ชาญชัย ทรัพยากร ผู้ช่วยกรรมการผู้จัดการใหญ่ โรงงานบ้านโพธิ์ จังหวัดฉะเชิงเทรา โรงงานประกอบรถยนต์ของบริษัทโตโยต้า มอเตอร์ ประเทศไทย จำกัด ผู้ผลิตยานยนต์สัญชาติญี่ปุ่นซึ่งมาลงทุนในเมืองไทยตั้งแต่ปี ๒๕๐๖ เล่าว่าหุ่นยนต์อุตสาหกรรมตัวแรกๆน่าจะเข้ามาเมืองไทยช่วงต้นพุทธทศวรรษ ๒๕๓๐(พ.ศ. ๒๕๓๐-๒๕๓๕) มีลักษณะเป็นแขนกล สำหรับโตโยต้าเริ่มมีการนำมาติดตั้งเป็นครั้งแรกที่โรงงานประกอบรถยนต์โตโยต้าสำโรงอำเภอสำโรงจังหวัดสมุทรปราการ
ศูนย์วิจัยกสิกรไทยระบุว่า ค่ายรถยนต์ที่มาลงทุนสร้างโรงงานในเมืองไทยเริ่มส่งออกรถยนต์ไปต่างประเทศครั้งแรกเมื่อปี ๒๕๓๙ ซึ่งนี่คือปัจจัยที่ทำให้เกิดความจำเป็นในการนำหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติมาใช้ในสายการผลิต
“ก่อนหน้าทศวรรษ ๒๕๓๐ เราผลิตรถไม่กี่ร้อยคันต่อวันการนำหุ่นยนต์มาใช้ยังไม่คุ้มแต่เมื่อต้องผลิตรถยนต์มากขึ้นเพื่อการส่งออกความเร็วความแม่นยำก็จำเป็นมากขึ้น หุ่นยนต์ที่เรานำมาใช้ช่วงแรกเป็นหุ่นยนต์ที่ทำหน้าที่หยิบจับตัวถังรถยนต์และหุ่นยนต์เชื่อมจุดหุ่นยนต์พ่นสีฯลฯซึ่งงานเหล่านี้เป็นงานหนักและอันตราย” คุณชาญชัยอธิบาย
หุ่นยนต์อุตสาหกรรมแบบต่อมาที่เข้ามาในเมืองไทย คือหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่ทำงานในโรงงานผลิตฮาร์ดดิสก์ โดยทำงานแทนมนุษย์ในงานที่ต้องใช้ความแม่นยำสูง เนื่องจากวัสดุที่ใช้ผลิตฮาร์ดดิสก์มีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ
ศิริรัตน์ เอี่ยวผดุงผู้จัดการฝ่ายวางแผนโรงงานเทพารักษ์ จังหวัดสมุทรปราการเล่าว่าบริษัทซีเกทเทคโนโลยี(ประเทศไทย) จำกัด เริ่มนำหุ่นยนต์เข้ามาในสายการผลิตตั้งแต่ปี ๒๕๔๒ ช่วงแรกมีลักษณะเป็นแขนกลคล้ายหุ่นยนต์อุตสาหกรรมในโรงงานประกอบรถยนต์ทว่าเมื่อวัสดุที่ใช้ผลิตฮาร์ดดิสก์มีขนาดเล็กลงโดยเฉพาะแผ่นโลหะเคลือบสารแม่เหล็ก(Media) ที่ใช้เป็นจุดบันทึกข้อมูล (มีลักษณะคล้ายจาน) ลดขนาดลงเรื่อยๆ หุ่นยนต์จึงพัฒนารูปแบบเป็นกล่องที่ภายในมีแขนกลสำหรับประกอบชิ้นส่วนต่างๆของฮาร์ดดิสก์เข้าด้วยกันโดย๑กล่อง(ตัว) คิดเป็นสายการผลิต ๑ สาย สามารถป้อนโปรแกรมเปลี่ยนการทำงานได้ตามความเหมาะสม
“ช่วงนั้นความต้องการฮาร์ดดิสก์ทั่วโลกเพิ่มสูงขึ้น ระบบนี้จึงเข้ามาช่วยเรื่องความเร็วในการผลิตเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานให้สูงขึ้นเพราะหุ่นยนต์ไม่ล้าเหมือนมนุษย์ทำให้ได้ชิ้นงานมีคุณภาพ ถ้าเรายังคงใช้แรงงานคนก็อาจทำได้ไม่เร็วและมีประสิทธิภาพเท่าหุ่นยนต์ อีกอย่างการใช้แรงงานคนผลิตฮาร์ดดิสก์ในปริมาณมากๆสิ่งที่ตามมาคือต้นทุนในการจ้างงานและขยายโรงงาน” คุณศิริรัตน์อธิบาย
อย่างไรก็ตาม ช่วงทศวรรษ ๒๕๓๐-๒๕๔๐ หุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่ทำงานในโรงงานผลิตรถยนต์และฮาร์ดดิสก์ของไทยล้วนนำเข้าหรือ“ซื้อ” จากต่างประเทศตามสเปกที่บริษัทแม่กำหนดมา ไม่ปรากฏว่าในบ้านเรามีการผลิตหุ่นยนต์ออกสู่ตลาดภายในประเทศอย่างจริงจังแต่อย่างใด
ครั้งแรกที่คนไทยสร้างหุ่นยนต์อุตสาหกรรมขึ้นเองเริ่มขึ้นในปี ๒๕๑๙โดยนักศึกษาปริญญาตรีแห่งมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรีนามว่าชิตเหล่าวัฒนา เขาทำโครงงานวิจัยสร้างหุ่นยนต์แขนกลสำหรับโรงงานอุตสาห-กรรมชื่อ “Industrial Robot, Robo Mod 3 (Model 3)” ซึ่งทำงานได้โดยโปรแกรมที่เขียนขึ้นเอง
ดร.ชิตทบทวนการสร้างหุ่นยนต์ตัวนั้นให้ฟังว่า “ได้แรงบันดาลใจจากรูปแขนกลที่ตัดมาจากหนังสือพิมพ์รายวันเลยสร้างหุ่นยนต์เชื่อมเคลื่อนไหวได ้ ๕ แกน(ทิศทาง) ขึ้นมา ผมพยายามทำให้มันทำงานได้หลายประเภทด้วยนอกจากเชื่อมเป็นลักษณะของงานวิจัย ในตอนนั้นเสียงตอบรับก็ไม่ดีนักไม่มีใครนึกออกว่าทำไมต้องใช้หุ่นยนต์ในโรงงานอุตสาหกรรมเลยมีคนตั้งคำถามว่าคนไทยจะสร้างหุ่นยนต์เพื่ออะไรแรงงานเราก็มีมากแถมราคาถูก”
หลังจากงานวิจัยชิ้นนี้หลายปี หุ่นยนต์ฝีมือคนไทยมีสถานะเป็นแค่ “งานวิจัย” เท่านั้น ประชากรหุ่นยนต์ไทยทั้งหมดมาจากการสั่งซื้อจากต่างประเทศ และส่วนมากเป็นหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่ทำงานในโรงงาน ต่างกับญี่ปุ่น สหรัฐฯ และเกาหลีใต้ ที่พัฒนาหุ่นยนต์ประเภทอื่นโดยเฉพาะหุ่นยนต์บริการ จนหุ่นยนต์ออกมามีบทบาทนอกโรงงานและมีปฏิสัมพันธ์กับมนุษย์
ต่อมามีความพยายามพัฒนาองค์ความรู้เกี่ยวกับ “วิทยาการหุ่นยนต์” (Robotics) ในสถานศึกษาหลายแห่ง ดังเช่น ดร.ชิต เหล่าวัฒนา ได้ผลักดันให้มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรีก่อตั้ง“ศูนย์ปฏิบัติการพัฒนาหุ่นยนต์ภาคสนาม” ในปี ๒๕๓๘ ซึ่งต่อมาได้รับการยกฐานะเป็น “สถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม” (Institute of Field Robotics-FIBO) โดยปัจจุบันเขาดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการ FIBO มีการก่อตั้งห้องปฏิบัติการทดลอง (LAB) เพื่อศึกษาวิทยาการหุ่นยนต์ในมหาวิทยาลัยต่างๆ อาทิ BART LAB (Center for Biomedical and Robotics Technology) ของมหาวิทยาลัยมหิดล การก่อตั้งห้องปฏิบัติการหุ่นยนต์ในคณะวิศวกรรมศาสตร์มหาวิทยาลัยกรุงเทพเป็นต้น
การประกอบรถยนต์โดยหุ่นยนต์ในสายการผลิตของโรงงานบ้านโพธิ์ บริษัท โตโยต้า มอเตอร์ ประเทศไทย จำกัด จังหวัดฉะเชิงเทรา ในสายการผลิต หุ่นยนต์แต่ละตัวจะรับส่งการทำงานอย่างเป็นระบบตามโปรแกรมที่ตั้งไว้ พวกมันมีส่วนทำให้อุตสาหกรรมประกอบรถยนต์ไทยเติบโตอย่างรวดเร็ว ในปี ๒๕๕๒ อุตสาหกรรมนี้ทำรายได้เข้าประเทศถึง ๒.๗๕ แสนล้านบาท ด้วยปริมาณการผลิตรถยนต์ ๑ ล้านคันเศษ(ส่งออก ๕ แสนคันเศษ)
การทดสอบการทำงานของหุ่นยนต์บริการชื่อ "ดินสอ" ภายในสำนักงานของบริษัท ซีที เอเชีย โรโบติกส์ จำกัด "ดินสอ" เคลื่อนที่ด้วยล้อและสามารถโต้ตอบกับมนุษย์ได้ ออกแบบโดยวิศวกรและทีมงานคนไทยล้วนๆ เพื่อผลิตขายให้ผู้ประกอบการห้างร้านต่างๆ ที่ต้องการนำหุ่นยนต์ไปใช้งานด้านประชาสัมพันธ์และบริการ
พุทธศักราช ๒๕๕๓ เมื่อคนไทยเริ่มสร้างหุ่นยนต์แข่งกับฝรั่ง
หลายปีที่ผ่านมา ความตื่นตัวเรื่องวิทยาการหุ่นยนต์ของเมืองไทยเพิ่มสูงขึ้น เมื่อนักศึกษาไทยหลายกลุ่มสร้างหุ่นยนต์ออกไปแข่งขันในเวทีนานาชาติและคว้ารางวัลชนะเลิศกลับมาบ่อยครั้งอาทิการแข่งขันหุ่นยนต์กู้ภัย(Thailand Rescue Robot Championship) ที่เริ่มจัดเป็นครั้งแรกในปี ๒๕๔๗ ผู้ชนะการแข่งขันรายการนี้ได้เป็นตัวแทนไปร่วมการแข่งขัน “World Robocup Rescue” ซึ่งทีมจากประเทศไทยคว้าแชมป์ติดต่อกันตั้งแต่ปี ๒๕๔๙-๒๕๕๒ ยังไม่นับการแข่งขันหุ่นยนต์ประเภทอื่นๆอาทิ Thailand Humanoid Robot Soccer Championship การแข่งขันฟุตบอลหุ่นยนต์ที่จัดมาตั้งแต่ปี ๒๕๕๑เพื่อหาตัวแทนประเทศไทยไปแข่งขัน World Robocup Soccer: Humanoid League รุ่นต่างๆ ในระดับโลก
ดร.ชิตเล่าว่า การสร้างหุ่นยนต์เพื่อไปแข่งขันหุ่นยนต์ก็ไม่ต่างกับการสร้างหุ่นยนต์ประเภทอื่นคือต้องเริ่มต้นคิดว่า “โจทย์” คืออะไรและโจทย์นี้จะกลายเป็นแผนที่นำทางในการสร้างหุ่นยนต์
“ช่วงเริ่มต้นสิ่งที่ต้องการอย่างยิ่งคือความคิดนอกกรอบ หนีจากสิ่งดั้งเดิมที่เคยทำกันมาคือต้องพยายามไม่ดูตำราหรือดูงานคนอื่น ถ้าหุ่นยนต์ที่เราออกแบบไปตรงกับงานของมืออาชีพที่ทำมาแล้วก็แปลว่าเราใช้ได้ แต่ถ้าไม่ตรงกับของใครเลยแปลว่าเราได้ต่อยอดความรู้เพิ่มขึ้นแล้ว”
จากนั้นต้องตีโจทย์ เพื่อให้ได้ภาพด้านสมรรถนะ (Technical Performance) อาทิ ข้อกำหนดทางวิศวกรรมว่าสื่อสารได้ไกลเท่าไรมีส่วนประกอบอะไร ตัวเลขทางวิศวกรรมเหล่านี้ยังเกี่ยวพันไปถึงรายละเอียดการออกแบบการบำรุงรักษาต้องวิเคราะห์เชิงเศรษฐศาสตร์เพื่อหาต้นทุนที่เหมาะสมดังนั้น“บ่อยครั้งที่ไอเดียบรรเจิดหลายอย่างไม่สามารถนำไปสู่การสร้างชิ้นงานจริงได้”
ต่อมาคือการพิจารณาระบบโดยรวม (System Design Consideration) ซึ่งต้องคำนึงถึงวัสดุที่ใช้ โครงสร้างรับแรงบิดและข้อต่อ ลักษณะอุทกสถิตยศาสตร์ (Hydrostatics) อากาศสถิตยศาสตร์ (Aerostatics) แม่เหล็กศาสตร์ (Magnetics) จุดสมดุลระหว่างสถิตยศาสตร์กับพลศาสตร์ ตลอดจนระบบถ่ายพลังงานและการส่งถ่ายกำลังดังนั้นการที่เยาวชนไทยตีโจทย์และสร้างหุ่นยนต์ที่ทำงานได้จริงไปแข่งขันได้รับชัยชนะกลับมาจึงถือเป็นก้าวสำคัญ “สิ่งแรกที่เราได้คือการทำลายแนวคิดที่ว่าไทยไม่ใช่ต้นกำเนิดเทคโนโลยีประเภทนี้เราประกาศแล้วว่าเราเรียนรู้ได้และเอาชนะเจ้าของเทคโนโลยีได้ พูดไม่อายว่าเด็กของเราเทคนิคไม่ดีเท่าเขาแต่ที่ชนะเพราะว่าคนของเราสมานตัวเองกับเทคโนโลยีได้อย่างกลมกลืนคือใช้ได้อย่างยืดหยุ่นและแก้ไขสถานการณ์ได้ดี”
อาจารย์หลายท่านที่เคยดูแลทีมเยาวชนไทยไปแข่งขันหุ่นยนต์ในต่างประเทศต่างให้ข้อมูลตรงกันว่า เรื่องนี้ถือเป็นประสบการณ์ซึ่งหาได้ยากในเยาวชนชาติอื่น กล่าวคือเยาวชนไทยใช้อุปกรณ์ที่พวกเขาเรียกกันติดปากว่า “เทคโนโลยีบ้านหม้อ-คลองถม” อันหมายถึงชิ้นส่วนอุปกรณ์ที่มาประกอบเป็นหุ่นยนต์ส่วนมากล้วนหาซื้อมาจากตลาดบ้านหม้อและคลองถมซึ่งเป็นตลาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดของกรุงเทพฯทั้งสิ้นเนื่องจากของในตลาดแห่งนี้มีราคาเพียง๑ใน๓เมื่อเทียบกับอุปกรณ์ที่ขายอยู่ในต่างประเทศ แน่นอนว่าคุณภาพด้อยกว่าแต่ก็ทำงานได้ระดับหนึ่งและด้วยความที่มันมีปัญหาบ่อยเลยกลายเป็นบทเรียนสำคัญสอนให้เด็กไทยรู้จักแก้ปัญหาเฉพาะหน้าได้อย่างช่ำชอง
“ครั้งหนึ่งในรายการแข่งขันหุ่นยนต์ที่ต่างประเทศ แสงในสนามจ้าไปจนทำให้เซ็นเซอร์ของหุ่นยนต์ทีมไทยรวนทีมอื่นก็มีปัญหาเยาวชนทีมอื่นคิดไม่ตกว่าควรทำอย่างไรแต่เด็กไทยตัดเอาถุงพลาสติกมาคลุมเซ็นเซอร์เท่านั้นก็ใช้งานได้ปรกตินี่เป็นตัวอย่างการแก้ปัญหาเฉพาะหน้าของเด็กไทย” ดร.ชิตยกตัวอย่าง
ในการแข่งขันหุ่นยนต์รายการต่างๆ ล้วนมีจุดหมายเพื่อพัฒนาองค์ความรู้เกี่ยวกับหุ่นยนต์ประเภทนั้นๆ ตัวอย่างการแข่งขันหุ่นยนต์รายการหนึ่งคือ “การแข่งขันฟุตบอลหุ่นยนต์ฮิวมานอยด์ขนาดเล็กชิงแชมป์ประเทศไทย ๒๕๕๒” (Thailand Humanoid Robot Championship 2009) อันถือเป็นการแข่งขันหุ่นยนต์ (เตะฟุตบอล) รายการที่ใช้เทคโนโลยีสูงสุดในยุคปัจจุบัน เนื่องจากขณะแข่งหุ่นยนต์จะทำงานโดยอัตโนมัติทั้งหมดทั้งนี้นอกจากหุ่นยนต์แต่ละตัวจะมีความสามารถในการเล่นฟุตบอลแล้วยังต้องสามารถรู้จักและสื่อสารกับหุ่นยนต์ในทีมเดียวกันเพื่อเล่นเป็นทีมได้หุ่นยนต์แต่ละตัวต้องประมวลผล(คิดวิเคราะห์ตัดสินใจ) ด้วยตัวเอง ต้องมีโปรแกรมประมวลผลภาพที่จะแยกให้ออกว่าอะไรคือลูกบอลอะไรคือประตูและสามารถลุกขึ้นมาได้เมื่อถูกกระแทกจนล้ม
การแข่งขันรายการนี้เริ่มต้นขึ้นจากความฝันของนักวิทยาศาสตร์ที่ต้องการให้หุ่นยนต์มาเตะฟุตบอลกับมนุษย์ภายใน ๔๐ ปีข้างหน้าในเอกสารของผู้จัดการแข่งขันในเมืองไทยที่แจกกับสื่อมวลชนระบุว่าจัดขึ้นเพื่อ“พัฒนาความคิดสร้างสรรค์และความชำนาญในสาขาเทคโนโลยีหุ่นยนต์ระบบอัตโนมัติให้แก่นิสิตนักศึกษาพร้อมกระตุ้นให้เกิดการตื่นตัวและสนับสนุนการทำกิจกรรมนอกหลักสูตรเตรียมความพร้อมให้กับมหาวิทยาลัยต่างๆในประเทศไทยในการทำโครงการหุ่นยนต์ที่มีความซับซ้อนสูง (Advanced Robotics) และที่สำคัญเพื่อหาตัวแทนประเทศไทยเข้าร่วมการแข่งขัน World Robocup Soccer: Humanoid League ที่ประเทศสิงคโปร์ในปี ๒๕๕๓”
ภาณุวัฒน์ สินศรานนท์ นักศึกษาระดับปริญญาโทสาขาวิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ สถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนามมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรีหนึ่งในสมาชิกทีมKMUTT ที่ชนะเลิศการแข่งขันรายการนี้เล่าให้ฟังว่า“การแข่งขันหุ่นยนต์ประเภทนี้มีในต่างประเทศนานแล้ว ปี๒๕๕๒ถือเป็นปีแรกที่มีการจัดแข่งขันในเมืองไทยดังนั้นสิ่งที่สมาชิกในทีมต้องทำคือแบ่งหน้าที่พัฒนาหุ่นยนต์โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้านซอฟต์แวร์กับฮาร์ดแวร์เช่นโปรแกรมควบคุมระบบพลังงานชิ้นส่วนต่างๆที่ต้องเปลี่ยนให้ดีขึ้นต้องทำอยู่ตลอดเวลาก่อนจะถึงวันแข่งขันจริงใครทำสองส่วนนี้ได้ดีกว่าก็เป็นผู้ชนะไป”
การแข่งขันหุ่นยนต์ประเภทอื่นก็ไม่แตกต่างกันมากนัก คือโจทย์จะเปลี่ยนไป แต่ละทีมที่เข้าแข่งขันก็ต้องสร้างหุ่นยนต์เพื่อตอบโจทย์ให้ลุล่วง สมาชิกในแต่ละทีมจะต้องแบ่งหน้าที่เพื่อพัฒนาหุ่นยนต์ให้มีประสิทธิภาพสูงสุดเช่นเดียวกัน
การแข่งขันอีกรายการหนึ่งที่น่าสนใจคือ “Thailand Rescue Robot Championship” หรือที่คนในวงการเรียกกันติดปากว่า“การแข่งขันหุ่นยนต์กู้ภัย” ถือเป็นรายการแข่งขันที่มีผู้เข้าร่วมอย่างคึกคักโดยในปี ๒๕๕๒ ที่ผ่านมามีผู้เข้าแข่งขันถึง ๑๐๐ ทีมจาก ๖๔ สถาบันการศึกษาทั่วประเทศ
“บ้านเราถือว่าคึกคักที่สุด เป็นลีกที่ใหญ่ที่สุดในโลกขณะนี้เพราะรายการเดียวกันนี้ในญี่ปุ่นมีทีมเข้าแข่งขันเพียง ๑๐ ทีม” ผศ.ดร.จักรกฤษณ์ ศุทธากรณ์นายกสมาคมวิชาการหุ่นยนต์แห่งประเทศไทยเล่าถึงความเป็นมาของการแข่งขันรายการนี้ว่า“โจทย์ของหุ่นยนต์กู้ภัยเป็นโจทย์ที่นักวิชาการคิดขึ้นจากปัญหาที่พบเราไม่ได้จัดแข่งขันเพื่อสนุกอย่างเดียวแต่เป็นการบีบให้พัฒนาหุ่นยนต์ประเภทนี้เพราะเวลาเกิดภัยพิบัติอย่างตึกถล่มสิ่งที่ทีมกู้ภัยน่าจะทำคือส่งหุ่นยนต์เข้าไปสำรวจพื้นที่ก่อนเพื่อความปลอดภัยอย่างเหตุการณ ์๙/๑๑ คืนแรกอเมริกาหาผู้รอดชีวิตแทบไม่พบและทีมกู้ภัยที่ตามเข้าไปก็กลัวว่าโครงสร้างที่เหลือของตึกจะถล่มซ้ำลงมาอีกเลยคิดว่าถ้าเจาะรูแล้วส่งหุ่นยนต์ลงไปทำแผนที่หาสัญญาณชีพอย่างน้อยก็จะทำให้งานของทีมกู้ภัยง่ายขึ้นและปลอดภัยกว่าเดิม”
ดร.จักรกฤษณ์บอกว่า หุ่นยนต์กู้ภัยแบ่งได้๒แบบคืออัตโนมัติ(Autonomous) และควบคุมระยะไกล (Tele-Operation) แต่ละแบบมีความยากง่ายในการสร้างต่างกันหน้าตาหุ่นยนต์กู้ภัยเท่าที่มีการสร้างส่วนมากมีลักษณะเป็นรถสายพานลำเลียงมีแขนกลหยิบสิ่งของและยื่นเซ็นเซอร์ไปตรวจสอบสภาพแวดล้อมรอบตัว ทั้งหมดออกแบบเพื่อที่จะทำงานในพื้นที่ขรุขระเต็มไปด้วยกองวัตถุกีดขวางและมีอันตรายรอบด้านได้ดีที่สุดแต่ก็มีหุ่นยนต์กู้ภัยที่มีลักษณะเป็นวัตถุบินเช่นกันโดยมีแนวคิดว่าจะสนับสนุนหุ่นยนต์กู้ภัยภาคพื้นดินในเรื่องของการทำแผนที่และการถ่ายภาพทางอากาศ
ทั้งนี้ การแข่งขันหุ่นยนต์แต่ละประเภทถือเป็นการฝึกฝนทักษะของเยาวชน บางรายการยังเป็นโอกาสในการแลกเปลี่ยนความรู้ระหว่างผู้เข้าร่วมแข่งขัน อาทิ การแข่งขันหุ่นยนต์กู้ภัย ซึ่งหลังแข่งจะมีการนำข้อดีข้อเสียของหุ่นยนต์แต่ละตัวมาแลกเปลี่ยนกันแบบหมดเปลือก อันจะทำให้วิทยาการด้านนี้ก้าวหน้าไปเร็วมากเพราะต่างฝ่ายต่างอาศัยบทเรียนของอีกทีมมาปรับปรุงหุ่นยนต์ของตนโดยไม่ต้องเสียเวลาลองผิดลองถูก หุ่นยนต์บางประเภทยังสามารถนำไปพัฒนาต่อยอดเพื่อใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวัน อาทิ หุ่นยนต์กู้ภัย เป็นต้น
เมื่อ ๔-๕ ปีก่อน ความสำเร็จของเยาวชนไทยในการสร้างหุ่นยนต์ไปแข่งขันได้สร้างความหวังให้กับการพัฒนาอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ของเมืองไทยทว่าบ้านเรากลับไม่มีอุตสาหกรรมหรือบริษัทที่จะมารองรับบุคลากรด้านนี้ จนเมื่อเร็วๆนี้น่าสนใจว่าอุตสาหกรรมผลิตหุ่นยนต์ของไทยกำลังเริ่มต้นนับหนึ่งอีกครั้งเมื่อคนไทยกลุ่มหนึ่งได้ก่อตั้งบริษัทซีทีเอเซียโรโบติกส์จำกัด (CT ASIA Robotics Co., Ltd.) ในช่วงปลายปี ๒๕๕๒ นับเป็นเอกชนรายแรกของประเทศที่ผลิตหุ่นยนต์บริการในเชิงพาณิชย์ขึ้น
พวกเขาเปิดตัวบริษัทพร้อมหุ่นยนต์ชื่อ “ดินสอ” ที่มีความสามารถในการโต้ตอบกับมนุษย์ ปรับเปลี่ยนโปรแกรมให้ทำงานบริการได้หลายประเภท และกำลังเริ่มบุกตลาดหุ่นยนต์บริการในเมืองไทย
นอกจากนั้น รัฐบาลไทยยังอนุมัติ “ยุทธศาสตร์การพัฒนาวิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ(พ.ศ. ๒๕๕๑-๒๕๕๕)” ที่นำเสนอโดยศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ สวทช. และ FIBO
แผนยุทธศาสตร์นี้สรุปสถานการณ์และภาพรวมวิทยาการหุ่นยนต์ไทยในปัจจุบันไว้ว่า
ด้านการศึกษาวิทยาการหุ่นยนต์ : ไทยมีกิจกรรมหลากหลายและได้รับความสนใจมากขึ้นเป็นผลจากความร่วมมือของภาคเอกชนและรัฐอย่างไรก็ตามมีสถานศึกษาที่เปิดสอนเกี่ยวกับวิทยาการหุ่นยนต์น้อยมาก
ด้านการวิจัยและพัฒนา : ไทยมีศักยภาพแข่งขันกับต่างประเทศได้แต่งานวิจัยและบุคลากรที่ทำงานด้านนี้อย่างจริงจังมีไม่เกิน๔๐คนซึ่งถือว่าน้อยมาก
ด้านการประยุกต์ใช้งานหุ่นยนต์ : ไทยมีการใช้งานหุ่นยนต์หลายสาขาโดยผู้ใช้หลักคืออุตสาหกรรมยานยนต์และฮาร์ดดิสก์ส่วนมากเป็นการนำเข้าจากต่างประเทศด้วยมูลค่าสูง
เมื่อเทียบกับประเทศอื่นๆ ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ พบว่าไทยมีความต้องการหุ่นยนต์อุตสาหกรรมจำนวนมาก ดังนั้นรัฐบาลจึงออกยุทธศาสตร์สำคัญ ๕ ด้านเพื่อรองรับ ประกอบด้วย การพัฒนาบุคลากร การพัฒนาเทคโนโลยี การถ่ายทอดเทคโนโลยี การพัฒนาอุตสาหกรรม และการพัฒนานโยบายที่เกี่ยวข้องกับวิทยาการหุ่นยนต์ เพื่อมุ่งเพิ่มผลผลิตในภาคการเกษตร อุตสาหกรรม และยกระดับคุณภาพชีวิตของประชาชน
คงต้องรอดูต่อไปว่าแผนยุทธศาสตร์นี้จะถูกนำไปปฏิบัติได้จริงมากน้อยเพียงใด
ทีมวิจัยของมหาวิทยาลัยกรุงเทพกำลังออกแบบเปลือกของหุ่นยนต์บริการ ที่ภัตตาคารแห่งหนึ่งมาว่าจ้างออกแบบหุ่นยนต์เพื่อให้บริการลูกค้าในร้าน อัครพงษ์ เอกศิริ หัวหน้า Robotics Laboratory คณะวิศวกรรมศาสตร์ ม.กรุงเทพ บอกว่าการทำงานนี้ต้องใช้ศาสตร์หลายแขนง นอกจากศาสตร์ด้านเทคนิคยังต้องใช้ศาสตร์ด้านศิลปะด้วย อย่างเช่นเปลือกที่นำมาทดลองสวมหุ่นยนต์นั้นเป็นผลงานของนักศึกษาคณะศิลปกรรมศาสตร์
บรรยากาศการแข่งขันฟุตบอลหุ่นยนต์ฮิวมานอยด์ขนาดเล็กชิงแชมป์ประเทศไทยประจำีปี ๒๕๕๒ ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี เพื่อหาตัวแทนประเทศเข้าร่วมแข่งขัน World Robocup Soccer(Humanoid League) 2010 ที่สิงคโปร์ การแข่งขันรายการนี้ถือเป็นการแข่งขันหุ่นยนต์ที่ใช้เทคโนโลยีสูงที่สุดในปัจจุบันเมื่อเทียบกับการแข่งขันประเภทอื่น ด้วยเมื่อปล่อยตัวลงสนาม หุ่นยนต์จะทำงานโดยอัตโนมัติ ไม่มีการควบคุมหรือแทรกแซงจากมนุษย์แต่อย่างใด
อนาคตของหุ่นยนต์
ไอแซก อาซิมอฟ บัญญัติกฎ ๓ ข้อของหุ่นยนต์ในนิยายวิทยาศาสตร์ของเขาไว้ว่า
๑. หุ่นยนต์จะต้องไม่ทำร้ายมนุษย์หรือนิ่งเฉยปล่อยให้มนุษย์ได้รับอันตราย
๒. หุ่นยนต์จะต้องปฏิบัติตามคำสั่งมนุษย์ ยกเว้นในกรณีที่คำสั่งนั้นขัดแย้งกับกฎข้อที่๑
๓. หุ่นยนต์จะต้องป้องกันตนเอง ตราบเท่าที่การป้องกันตนเองนั้นไม่ขัดแย้งกับกฎข้อที่๑หรือ๒
ในโลกแห่งความเป็นจริง ไม่ว่ากฎ ๓ ข้อของหุ่นยนต์จะถูกนำมาใช้ในทางปฏิบัติหรือไม่ก็ตาม ประเด็นนี้กำลังถูกท้าทายจากการพัฒนาวิทยาการหุ่นยนต์ที่ไม่เป็นไปตามแนวทาง “สันติภาพ”
เพราะปรากฏว่าเริ่มมีการใช้หุ่นยนต์ในการสงครามมาแล้วตั้งแต่ปี ค.ศ. ๑๙๔๔ ในการสู้รบที่ชายหาดนอร์มังดีระหว่างกองกำลังฝ่ายสัมพันธมิตรกับฝ่ายเยอรมนี ฝ่ายเยอรมนีใช้ Goliat หรือที่รู้จักกันดีในชื่อ “รถถังตัวด้วง” เคลื่อนที่ด้วยสายพานลำเลียงบรรทุกดินระเบิดหนัก ๗๐-๑๐๐ กิโลกรัม เข้าไปจุดระเบิดทำลายสะพานรถถังและสิ่งก่อสร้างต่างๆ
ถึงปัจจุบันมีข้อมูลว่า สหรัฐฯก็ผลิตหุ่นยนต์ทางทหารจำนวนมากและนำไปใช้ในสนามรบสำคัญ ตัวอย่างน่าสนใจคือ RQ-1/MQ-1 Predator อากาศยานไร้นักบิน (Unmanned Aerial Vehicle-UAV) ซึ่งสหรัฐฯ ใช้มาตั้งแต่ปี ๑๙๙๕ ในสนามรบที่ปากีสถานอัฟกานิสถานอิรักบอสเนียเซอร์เบียและเยเมน UAV เครื่องนี้ควบคุมจากระยะไกล มีระยะทำการถึง ๗๔๐ กิโลเมตรมีเซ็นเซอร์ตรวจจับข้าศึกบรรทุกอาวุธได้จำนวนหนึ่งเชื่อมต่อข้อมูลกับดาวเทียมเพื่อหาตำแหน่งของตัวเองและเป้าหมายได้ ปัจจุบันอากาศยานไร้นักบินพัฒนาต่อมาถึงรุ่น MQ-9 Reaper ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น และมีความสามารถมากกว่า UAV รุ่นแรกๆ
ค.ศ. ๒๐๐๘ กองบินที่๑๗๔ซึ่งทำหน้าที่ป้องกันภัยทางอากาศให้นิวยอร์กเป็นฝูงบินแรกของสหรัฐฯที่ทั้งฝูงบินเป็นอากาศยานไร้คนขับทั้งหมดหลังจากปลดระวางเครื่องบินขับไล่F-16 ที่หมดอายุงานแล้วเปลี่ยนมาใช้อากาศยานไร้คนขับ MQ-9 Reaper ทั้งฝูง
หุ่นยนต์สงครามของสหรัฐฯ ที่น่าสนใจคือ TALON ในช่วงเหตุการณ์ ๙/๑๑ หุ่นยนต์ตัวนี้เคยเข้าไปทำงานกู้ภัยในพื้นที่ที่ตึกเวิลด์เทรดเซ็นเตอร์ถล่มถึง๔๕วันโดยไม่มีปัญหาใดๆเกิดขึ้นกับระบบคอมพิวเตอร์
โดยทั่วไป มันมีหน้าตาคล้ายหุ่นยนต์กู้ภัยที่เห็นกันบ่อยตามสนามแข่งขันบ้านเราหนัก๒๗-๔๕ กิโลกรัมเคลื่อนที่ด้วยล้อสายพานบนตัวติดอาวุธซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนได้ตามต้องการอาวุธจะถูกควบคุมจากระยะไกลโดยมนุษย์ TALON ทำงานได้ทุกสภาพอากาศ มีกล้องส่องเวลากลางคืนกล้องอินฟราเรดตรวจจับความร้อนในระยะ๑กิโลเมตร แบตเตอรี่ลิเทียม-ไออนใช้งานได้ถึง ๗ วันหากจอดนิ่งๆหรือ ๘.๕ ชั่วโมงระหว่างปฏิบัติภารกิจมันถูกนำไปใช้ในสนามรบครั้งแรกปี ๒๐๐๗ เมื่อกองทัพสหรัฐฯส่งไปที่อิรักพร้อมติดอาวุธให้ ถือเป็นครั้งแรกที่หุ่นยนต์ถืออาวุธเข้าสู่สนามรบแต่พวกมันก็ยังไม่ได้รับอนุญาตให้ออกปฏิบัติการแต่อย่างใด
จากข้อมูลที่ปรากฏในเครือข่ายอินเทอร์เน็ต สหรัฐฯ มีอาวุธลักษณะนี้ใน ๓ เหล่าทัพถึง ๑๐ แบบ อยู่ในระหว่างการพัฒนาอีกหลายแบบ หากมองเรื่องต้นทุน การผลิตหุ่นยนต์เพื่อทำสงครามถือว่าคุ้มค่าเช่นกรณีอากาศยานไร้คนขับเมื่อเทียบกับค่าใช้จ่ายที่ต้องลงทุนเพื่อฝึกนักบินหรือติดตั้งระบบรักษาชีวิตภายในเครื่องบินขับไล่ฯลฯการลงทุนสร้างUAV ใช้เงินทุนต่ำกว่ามาก
ดร.ชิตยังยืนยันว่า ปัจจุบันกองทัพปฏิวัติประชาชนจีนผลิตหุ่นยนต์สำหรับทำสงครามขึ้นมาแล้วจำนวนหนึ่งดังนั้นหากสงครามเต็มรูปแบบระหว่างรัฐในอนาคตเกิดขึ้นแน่นอนว่าหุ่นยนต์จะเข้ามามีส่วนร่วมด้วย
ซึ่งทั้งหมดนี้ขัดกับกฎ ๓ ข้อของอาซิมอฟอย่างสิ้นเชิง
๒๖ กรกฎาคมค.ศ. ๒๐๐๙ หนังสือพิมพ The New York Times รายงานว่า ผู้เชี่ยวชาญด้านหุ่นยนต์และนักวิชาการของสหรัฐฯได้มาประชุมร่วมกันที่แคลิฟอร์เนียถึงความเป็นไปได้และผลกระทบจากการที่หุ่นยนต์อาจจะเริ่มตัดสินใจได้เองพวกเขาถกเถียงกันว่าควรจะใส่ระบบอัตโนมัติให้กับหุ่นยนต์ในระดับใดมีความเป็นไปได้ที่โปรแกรมของหุ่นยนต์จะผิดพลาดหรือติดไวรัสหรือไม่ที่น่าคิดคือหุ่นยนต์บางตัวถูกโปรแกรมมาให้มีความสามารถหลายด้านเช่นเติมพลังงานได้เองตัดสินใจโจมตีด้วยอาวุธได้เองจะน่ากลัวแค่ไหนหากพวกมันติดไวรัสยิ่งไปกว่านั้นปัจจุบันไวรัสบางตัวพัฒนาไปถึงระดับที่หลบหลีกการทำลายของโปรแกรมต้านไวรัสได้และมีสถานะเป็น“แมลงสาบที่ชาญฉลาด” อย่างไรก็ตามพวกเขาเชื่อว่าสถานการณ์หุ่นยนต์ลุกขึ้นมาต่อต้านมนุษย์แบบในภาพยนตร์จะไม่เกิดขึ้นแต่ที่น่ากลัวคือความผิดพลาดและอุบัติเหตุจากกรณีไวรัสและความผิดพลาดของโปรแกรมมากกว่า ผู้เข้าร่วมประชุมบางคนยังแสดงความเห็นว่าควรใช้หุ่นยนต์ในการสู้รบหรือไม่โดยเฉพาะกรณีหุ่นยนต์ที่ตัดสินใจได้เอง
นอกจากรายงานชิ้นนี้ เราจะพบเห็นข่าวความก้าวหน้าของวิทยาการหุ่นยนต์ในปัจจุบันซึ่งรุดหน้าไปอย่างรวดเร็ว ที่ญี่ปุ่นเริ่มมีความพยายามทำให้หุ่นยนต์แสดงอารมณ์ไปจนถึงขั้นมีความรู้สึกไม่ต่างกับมนุษย์ ถึงบรรทัดนี้หลายคนอาจเริ่มขนลุกเมื่อจินตนาการถึงการโจมตีของหุ่นยนต์ที่หลุดจากการควบคุมอย่างในภาพยนตร์เรื่อง Terminator III: Rise of the Machines หรือ I, Robot ที่วันดีคืนดีปัญญาประดิษฐ์เกิดเพี้ยนตีความกฎ๓ข้อของอาซิมอฟใหม่ว่าการ“ปกป้อง” มนุษย์คือการ“ควบคุม” มนุษย์จนลุกขึ้นมายึดอำนาจ
“แต่เรื่องแบบนั้นก็ขึ้นอยู่กับมนุษย์” ดร.ชิตให้ความเห็น ก่อนอธิบายว่าเรื่องเหล่านี้ยังห่างไกลจากความจริง
“เทคโนโลยีล้วนเป็นดาบสองคม อาทิปืนเอาไว้ปกป้องหรือทำร้ายคนอื่นก็ได้แต่คนที่จะนำมาใช้ทำลายมนุษย์ก็คือมนุษย์ด้วยกัน ตอนนี้เกิดขึ้นแล้วทั่วโลกจรวดโทมาฮอว์กของสหรัฐฯก็บินติดตามความร้อนและตัดสินใจเรื่องเส้นทางเข้าสู่เป้าหมายได้หุ่นยนต์สงครามที่ติดตั้งเซ็นเซอร์ไว้ยิงโจรก็มีคำถามว่าถ้าโจรผ่านไปแล้วมันเกิดยิงล่าช้าไปโดนคนอื่นจะเกิดอะไรขึ้นนี่ก็ถือว่าทำลายหลักการไปแล้ว”
ดร.ชิตยังระบุว่าการพัฒนาหุ่นยนต์ไปถึงระดับที่เห็นในภาพยนตร์ ยังต้องใช้เวลาไม่ต่ำกว่าครึ่งศตวรรษเพราะตอนนี้หุ่นยนต์ที่ฉลาดที่สุดก็ยังสู้ผึ้งไม่ได้ในเรื่องการประมวลผลและตัดสินใจ
“หุ่นยนต์มีระบบตรรกะ เช่นมีรู๒รูให้เข้า ๑ ใน ๒ รูนี้แต่ในความเป็นจริงเราไม่รู้ว่าจะเจออะไรอาจจะเจอรู ๓ รูแล้วจะทำอย่างไรถ้ามีสิ่งที่ไม่ได้คาดหมาย ผึ้งเจอสถานการณ์นี้ยังบินหลบหลีกได้นี่คือสิ่งที่หุ่นยนต์ทำไม่ได้ หุ่นยนต์อาซิโมที่ว่าเดินได้ดีที่สุดในตอนนี้ผลักก็จะล้มคะมำภายใน ๕๐ ปีนี้เรื่องการลุกขึ้นมาของหุ่นยนต์แบบในภาพยนตร์ยังไม่น่าเป็นไปได้แต่มีความเป็นไปได้ว่าหุ่นยนต์จะเข้ามาเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตมนุษย์และมนุษย์นั่นแหละที่ใช้หุ่นยนต์ประหัตประหารและทำเรื่องไม่ดีเสียเอง”
ขณะที่ ดร.จักรกฤษณ์มองว่าเป็นเรื่องอนาคต แต่ดูจากจินตนาการและแนวโน้มก็น่าสนใจว่าถ้าไม่ระมัดระวังก็อาจเกิดเหตุการณ์แบบในภาพยนตร์ขึ้นได้เช่นกัน “เวลาพวกเราสร้างหุ่นยนต์กฎ๓ข้อคือตรรกะตามปรกติเป็นจรรยาบรรณที่ควรมีสมัยที่เรียนปริญญาเอกผมสร้างหุ่นยนต์ที่เป็นหุ่นยนต์อีกตัวที่เหมือนมันได้สร้างหุ่นยนต์โมดูลาร์ที่เหมือนเซลล์ซึ่งเรียงตัวติดกัน ถ้าช่างจินตนาการสักหน่อยวันหนึ่งหุ่นยนต์แบบแรกของผมคงเพิ่มจำนวนแล้วลุกขึ้นมาครองโลกเหมือนในภาพยนตร์ I, Robot ตัวที่ ๒ ถ้าสร้างในระดับนาโนเมตรได้มันอาจเข้าใกล้หุ่นยนต์ไล่ล่าใน Terminator II ที่เปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวได้ มองจากฐานเทคโนโลยีเรื่องแบบนี้เป็นไปได้ดังนั้นต้องระมัดระวังและมีมาตรการป้องกันเพราะในอนาคตหุ่นยนต์จะเข้ามาอยู่ในชีวิตประจำวันของเรามากขึ้น จินตนาการของผู้สร้างภาพยนตร์ก็ไม่ได้หลุดโลกและหลายอย่างที่นักวิทยาศาสตร์สร้างขึ้นล้วนเกิดจากจินตนาการเหล่านี้”
ในอนาคต หุ่นยนต์จะลุกขึ้นมาครองโลกหรือไม่ หุ่นยนต์จะเข้ามาเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตเรามากแค่ไหน เราจะไว้ใจหุ่นยนต์ได้หรือไม่ บางทีเรื่องที่ต้องกลับมานั่งคิดมากกว่าความกังวลเหล่านี้คือการคำนึงถึง“จิตใจ” และ“ปรัชญา” ของผู้สร้าง
ซึ่งก็คือมนุษย์อย่างพวกเรานั่นเอง
บรรณานุกรม
จักรพันธุ์ กังวาฬ. “โรคหัวใจ มฤตยูเงียบใต้โพรงอก”. สารคดี ปีที่ ๒๑ ฉบับที่ ๒๕๒ กุมภาพันธ์ ๒๕๔๙.
เฉลิมพล ปุณโณทก. ไขความรู้วิทยาศาสตร์และศิลปะกับหุ่นยนต์ดินสอ. กรุงเทพฯ : บริษัท ซีทีเอเซียโรโบติกส์จำกัด, ๒๕๕๒.
ชัยวัฒน์ คุประตกุล, ดร. หุ่นยนต์และอาวุธล้างโลก. กรุงเทพฯ : สารคดี, ๒๕๔๘.
ชิต เหล่าวัฒนา, ดร. สมองคนสู่สมองกลอัจฉริยะ. กรุงเทพฯ : ปาเจรา, ๒๕๔๙.
“วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในศตวรรษที่ ๒๑ที่คนไทยต้องรู้จัก”. สารคดี ปีที่ ๑๕ ฉบับที่ ๑๗๔ สิงหาคม ๒๕๔๒.
ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติและสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนามมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. ยุทธศาสตร์การพัฒนาวิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ (พ.ศ. ๒๕๕๑-๒๕๕๕). ๒๕๕๑.
ขอขอบคุณ :
ดร.ชิต เหล่าวัฒนา, ผศ. ดร. จักรกฤษณ์ ศุทธากรณ์, คุณอัครพงษ์ เอกศิริ, คุณเฉลิมพล ปุณโณทก, คุณอดิศักดิ์ โรหิตะศุน, คุณวราภรณ์ พงษ์ไพบูลย์, คุณปิยะวรรณ มูลใจตา, คุณอดิศักดิ์ ดวงแก้ว, คุณศิริรัตน์ เอี่ยวผดุง, คุณขวัญจิต สุดสวัสดิ์, คุณสัญชัย ทองจันทรา, คุณกิตติ สวัสดิ์วราห์กุล, คุณเจนจิรา บุญยิ่งยงสถิตย์, คุณชาญชัย ทรัพยากร, คุณเกรียงศักดิ์ แก้วชื่น, คุณวรสิทธิ์ หนูเขียว, คุณภูมิสิทธิ์ สิริวโรธากุล, คุณอนันทศักดิ์ สายยนต์, คุณวรัศฐา กัยวิกัย
สถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม (FIBO) มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี, มหาวิทยาลัยกรุงเทพ, บริษัทโตโยต้า มอเตอร์ประเทศไทยจำกัด, บริษัทเอเชี่ยนฮอนด้า มอเตอร์จำกัด, บริษัท ซีทีเอเซียโรโบติกส์จำกัด, บริษัทซีเกท เทคโนโลยี(ประเทศไทย) จำกัด, สมาคมวิชาการหุ่นยนต์แห่งประเทศไทย, Hajime Robot Restaurant
ประเภทของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม โดย นายหริส สูตะบุตร และคนอื่นๆ
หุ่นยนต์อุตสาหกรรมสามารถจำแนกได้เป็นกลุ่มต่างๆ ได้ ๖ กลุ่ม โดยเรียงลำดับตามความเหมาะสมในการทำงานดังนี้
๑. มือกลบังคับด้วยมือ (manual manupulator)เป็นมือกลที่สามารถทำงานได้โดยการบังคับด้วยมือของผู้ควบคุม โดยที่ผู้ควบคุมต้องทำหน้าที่บังคับทำงานอยู่ตลอดเวลา สัญญาณที่สั่งจากคันบังคับอาจส่งผ่านอุปกรณ์อย่างใดอย่างหนึ่ง หรืออาจเป็นสัญญาณวิทยุก็ได้
๒. หุ่นยนต์ทำงานตามลำดับขั้นตอนที่เปลี่ยนลำดับไม่ได้ (fixed sequence robot) เป็นหุ่นยนต์ที่ออกแบบให้ทำงานโดยมีเครื่องควบคุมแบบซีเควนเซอร์ (sequencer) ซึ่งมีหน้าที่สั่งงานเรียงตามลำดับ ตัวอย่างเช่น ถ้ามีซีเควนเซอร์ ๑๐ ตัว ตัวแรกสั่งทำงาน เมื่อทำงานเสร็จตามคำสั่งแล้ว ตัวที่ ๒ จะเริ่มทำงาน เมื่อทำงานเสร็จตามคำสั่ตัวที่ ๒ ตัวที่ ๓ จะเริ่มทำงาน โดยทำงานเรียงตามลำดับไปเครื่องควบคุมแบบซีเควนเซอร์ อาจเป็นวงจรไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์นิวแมติก หรือไฮดรอลิกก็ได้ เมื่อทำงานที่เปลี่ยนลำดับขั้นการทำงานใหม่จะต้องเปลี่ยนวงจรควบคุมใหม่
๓. หุ่นยนต์ทำงานตามลำดับขั้นตอนที่เปลี่ยนลำดับได้ (variable sequence robot) เป็นหุ่นยนต์ที่คล้ายกับกลุ่มที่ ๒ ต่างกันที่สามารถปรับเปลี่ยนวงจรที่มีอยู่ได้โดยง่าย ทำให้สะดวกต่อการเปลี่ยนแปลงชุดคำสั่งการทำงานมากกว่าแบบที่ ๒
๔. หุ่นยนต์ทำงานตามชุดคำสั่งที่บันทึกไว้ (playback robot) ชุดคำสั่งการทำงานจะถูกบันทึกไว้ในเครื่องบันทึกความจำ ตัวอย่างเช่น ชุดคำสั่งเกี่ยวกับลำดับขั้นตอนการทำงาน และการปรับตำแหน่ง เป็นต้น ชุดคำสั่งดังกล่าวจะถูกเรียกออกมาสั่งให้หุ่นยนต์ทำงานตามที่ได้บันทึกไว้ การบันทึกความจำนั้นนิยมใช้วิธีสอนให้หุ่นยนต์ทำงานโดยผู้สอนจับมือหุ่นยนต์ให้ทำงานตามที่ผู้สอนต้องการ สมองหุ่นยนต์จะบันทึกข้อมูลไว้ เมื่อสอนเสร็จหุ่นยนต์จะทำงานเลียนแบบที่เรียนมานั้นได้
๕. หุ่นยนต์ควบคุมด้วยตัวเลข (numerical control robot) ในหุ่นยนต์แบบนี้คำสั่งบังคับการทำงานของหุ่นยนต์มีลักษณะเป็นตัวเลข (numerical data) ชุดคำสั่งทีใช้บังคับหุ่นยนต์อาจอยู่ในแถบหรือจานแม่เหล็กหรืออื่นๆ
๖. หุ่นยนต์คิดเองได้ (intelligent robot) เป็นหุ่นยนต์ที่มีประสาทรับความรู้สึก เช่น สามารถมองเห็นได้สามารถตัดสินใจเกี่ยวกับขั้นตอนการทำงานได้ เป็นต้น
หุ่นยนต์ที่ใช้กันมากที่สุดในอุตสาหกรรมปัจจุบัน คือหุ่นยนต์ทำงานตามลำดับขั้นตอนที่เปลี่ยนลำดับไม่ได้ ซึ่งวิศวกรจำนวนมากไม่ถือว่าเป็นหุ่นยนต์ โดยถือว่าหุ่นยนต์ที่แท้จริงคือหุ่นยนต์ที่สามารถทำงานตั้งแต่ระดับหุ่นยนต์ทำงานตามชุดคำสั่งที่บันทึกไว้ขึ้นไป
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น