อุตสาหกรรมหุ่นยนต์ไทย

(ตอนที่ 1)/ดร.ชิต เหล่าวัฒนา

โดย ASTVผู้จัดการออนไลน์

9 กันยายน 2552 13:50 น.

       รัฐบาลไทยได้อนุมัติงบประมาณให้ดำเนนการตามยุทธศาตร์หุ่นยนต์และระบบอัติโนมัติ โดยมีการพัฒนาสถาบันต้นแบบและหน่วยงานเชื่อมโยงจากหน่วยงานที่มีอยู่เพื่อให้สามารถแข่งขันกับสิงคโปร์และมาเลเซียได้ มีการออกแบบ วิจัยและพัฒนาระบบหุ่นยนต์อุตสาหกรรมตามความต้องการจริงของอุตสาหกรรม ต่อยอดการเป็นแชมป์หุ่นยนต์โลกของเด็กไทยด้วยการสนับสนุนการออกแบบและสร้างหุ่นยนต์กู้ระเบิดไปใช้งานจริงที่สามจังหวัดชายแดนภาคใต้ แทนการนำเข้าหุ่นยนต์สายพันธ์ต่างชาติราคาแพง
       นอกจากนี้ยังมีการอบรมบุคคลากรจากภาคอุตสาหกรรมจำนวน 5,000 คน โดยมีตัวอย่างหลักสูตร (ร่าง) ดังต่อไปนี้

       **การเรียนรู้เบื้องต้นสำหรับการควบคุมหุ่นยนต์เคลื่อนที่อย่างฉลาด

       โมดูลประกอบด้วย หุ่นยนต์เคลื่อนที่อย่างง่าย ที่มีลักษระรูปร่างกลม มีขนาดประมาณ 25x25x20 เซ็นติมิเตอร์ มีเซ็นเซอร์วัดระยะทางโดยรอบตัว ซึ่งสามารถวัดระยะทางได้ไม่เกิน 50 เซ็นติมิเตอร์ มีระบบเข็มทิศจำลอง ผู้ใช้จะสามารถควบคุมการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ ผ่านพอร์ท bluetooth โดยสามารถใช้เครื่องคอมพิวเตอร์อะไรก็ได้ที่มีอุปกรณ์ bluetooth ที่จะสามารถติดต่อสื่อสารได้กับหุ่นยนต์ โดยอาศัย ชุดคำสั่งที่ออกแบบไว้แล้ว และชุดโปรแกรมช่วยต่างๆที่เตรียมไว้ให้ ผู้ใช้สามารถเขียนโปรแกรมต่างๆโดยอาศัยข้อมูลต่างๆที่หุ่นยนต์ส่งให้ เพื่อแก้ปัญหาที่กำหนด เพื่อการเรียนรู้เบื้องต้นสำหรับการควบคุมหุ่นยนต์เคลื่อนที่อย่างฉลาดได้ นอกจากนั้น ยังมีชุดโปรแกรมจำลองการทำงานของหุ่นยนต์เคลื่อนที่ ที่ใช้เฉพาะการทดสอบบนเครื่องคอมพิวเตอร์ก่อนนำไปใช้กับหุ่นยนต์เคลื่อนที่จริง ซึ่งจะมีประโยชน์อย่างมากในการเรียนรู้ในเรื่องการประยุกต์ใช้ศาสตร์ขั้นต้นทางปัญญาประดิษฐ์กับหุ่นยนต์เคลื่อนที่

       **การพัฒนาและประยุกต์ใช้ฟัซซีลอจิกและนิวรอนเน็ทเวิร์คสำหรับงานอุตสาหกรรม และระบบอัตโนมัติ

       เป็นโปรแกรมสำหรับพัฒนาฟัซซีลอจิกและนิวรอนเน็ทเวิร์คเพื่อใช้กับงานด้านระบบอัตโนมัติพื้นฐาน โดยตัวโปรแกรมสามารถใช้งานง่าย ไม่ซับซ้อน ผู้ใช้สามารถเลือกพัฒนาระบบสำหรับช่วยตัดสินใจหรือระบบควบคุมต่างๆ โดยใช้องค์ความรู้ด้านฟัซซีลอจิกและนิวรอนเน็ทเวิร์คได้โดยง่าย ผ่านการลากวางชุดคำสั่งที่แสดงในลักษณะเป็นกราฟิก โดยมีตัวอย่างการนำไปใช้ในการคัดแยกชิ้นงานผ่านภาพ เป็นต้น

       **การออกแบบและควบคุม Mobile Platform

       หุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้แบบมีล้อ มีการนำไปใช้งานอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรม เช่น หุ่นยนต์กู้ภัย หุ่นยนต์ สำหรับการเก็บกู้วัตถุระเบิด หรือหุ่นยนต์สำรวจ หุ่นยนต์สำหรับรักษาความปลอดภัย เป็นต้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องอาศัยระบบซอฟต์แวร์ฝังตัวที่เหมาะสมกับการทำงานแบบเวลาจริง และระบบฮาร์ดแวร์โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์และวงจรอิเล็คทรอนิคส์ที่มีเหมาะสม และเพื่อให้องค์ความรู้ในส่วนนี้ ได้รับการถ่ายทอดให้ผู้ที่สนใจได้อย่างกว้างขวาง โครงการนี้จึงมุ่งเน้นที่การจัดทำชุดควบคุมการทำงานของหุ่นยนต์เคลื่อนที่แบบมีล้อ ซึ่งเป็นระบบคอมพิวเตอร์สมองกลฝังตัว (แต่ไม่รวมถึงตัวหุ่นยนต์) โดยจัดทำเป็นบอร์ดอิเล็คทรอนิกส์ ที่ประกอบด้วย 2.1 ชิปไมโครคอนโทรลเลอร์ พร้อมระบบปฏิบัติการแบบเวลาจริง โดยเน้นที่เป็นซอฟต์แวร์เสรี (OpenSource) 2.2 ชิปลอจิกที่โปรแกรแกรมได้ โดยเลือกใช้ FPGA เพื่อใช้ในการเชื่อมต่อกับเซนเซอร์หรืออุปกรณ์อื่นๆ และทำงานร่วมกับชิปไมโครคอนโทรลเลอร์ 2.3 พร้อมตัวอย่างโค้ดและแบบฝึกหัดสำหรับการทดลองภาคปฏิบัติ

       **แขนกลสำหรับแยกแยะวัตถุในงานอุตสาหกรรม

       แขนกลสำหรับแยะวัตถุในงานอุตสาหกรรม เป็นแขนกล 4 แกน จะประกอบด้วยส่วนของการควบคุมแขนกลให้เคลื่อนที่ไปตามจุดต่างๆ โดยมีการควบคุม 2 แบบ คือ 1) แบบ Open-loop อิสระจากกันในทุกแกน เพื่อให้ผู้เรียนได้ศึกษาแนวทางการออกแบบแขนกลที่ถูกต้อง 2) แบบ Closed-loop อัตโนมัติ ผู้เรียนป้อนตำแหน่งที่ต้องให้แขนกลเคลื่อนที่ไป ส่วนการควบคุมตำแหน่งจะอาศัยการป้อนกลับจากกล้อง ซึ่งจะทำให้ผู้เรียนเข้าใจในการควบคุมแขนกลที่ถูกต้องและใช้งานในอุตสาหกรรมได้จริง

       **Robot Manipulator

       การเรียนรู้ผ่านสื่อหุ่นยนต์เป็นการเรียนรู้แบบ บูรณาการ ซึ่งรวมถึงการเรียนรู้ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์, อุปกรณ์ตรวจจับ, ชุดขับและมอเตอร์แบบต่างๆ, กลไกในการส่งกำลัง, การเขียนโปรแกรมควบคุม, รวมถึงแนวคิดเชิงปัญญาประดิษฐ์ในการให้หุ่นยนต์สามารถแก้ปัญหาที่มีความซับซ้อน สูงขึ้นได้จากการรวมองค์ความรู้หลายอย่างมาประกอบกัน และสามารถส่งผลให้เกิดผล ตอบสนองจริง ทำให้สื่อหุ่นยนต์เป็นที่นิยมในการส่งเสริมการเรียนรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีเป็นอย่างมากในปัจจุบัน สามารถประกอบการดำเนินการสอดคล้องกับการใช้งานจริงในอุตสาหกรรม ระบบอัตโนมัติได้เป็นอย่างดีในชุดการทดลองโมดูลการควบคุม Manipulator ใช้การเคลื่อนที่เชิงเส้น 1 แกนและการเคลื่อนที่เชิงมุม 3 แกน ในการควบคุมจุดปลายของ Manipulator ซึ่งประกอบด้วย2.1 ส่วนของ Hardware ประกอบด้วย 4 องศาอิสระ (4 DOF) บนตัวของ Manipulator แบ่งเป็น - ชุดขับเคลื่อน: 4 DC motors - ชุดขับมอเตอร์: Motor drive 4 channel- ชุดวัดสัญญาณ: 4 Encoders - ชุดควบคุม: MCU Board2.2 ส่วนของ Software จะมีโปรแกรม GUI ที่ทำหน้าที่สื่อสารระหว่างผู้ใช้และชุดทดลอง เพื่อให้ผู้ใช้- ป้อนค่าเพื่อควบคุมการทำงานของแต่ละองศาอิสระ- สอน Manipulatorให้เรียนรู้การเคลื่อนที่- คำนวณองศาของแต่ละจุดหมุนเพื่อควบคุมตำแหน่งที่ต้องการ

       (โปรดอ่านต่อสัปดาห์หน้าครับ)

       ท่านผู้อ่านสามารถส่งข้อคิดเห็น/เสนอแนะมาที่ผู้เขียนที่ อีเมลนี้จะถูกป้องกันจากสแปมบอท แต่คุณต้องเปิดการใช้งานจาวาสคริปเพื่ออ่านมันได้

คนญี่ปุ่นบอกว่าไทยจะเป็นผู้นำหุ่นยนต์ของโลก(จบ)/ดร.ชิต เหล่าวัฒนา

โดย ASTVผู้จัดการออนไลน์

11 สิงหาคม 2552 09:13 น.

       ในปีนี้สนามการแข่งขันซึ่งจำลองสภาพของบริเวณที่ต้องการการกู้ภัย ซึ่งในปีนี้มีการเพิ่มเติมรายละเอียดสนาม และกฎกติกาให้มีความเข้มข้นเหมือนจริงมากยิ่งขึ้น โดยการนำรถในสภาพที่ยับเยินมาใช้ในสนามเพื่อเป็นที่ซ้อนผู้ประสบภัยจำลอง เป็นการสร้างความท้าทายมากยิ่งขึ้นสำหรับทีมที่เข้าแข่งขัน เมื่อวันแข่งขันรอบคัดเลือกมาถึง

       ทีมไอราพโปรก็เริ่มลงสนามอย่างมั่นใจ โดยในสองวันแรกในรอบคัดเลือกนี้ สนามถูกแบ่งออกเป็น สองส่วน คือสนาม A และ B ซึ่งทุกทีมต้องแข่งขัน 4 รอบแข่ง รอบแข่งละ 15 นาที โดยจะคัดทีมออกประมาณครึ่งหนึ่ง ทีมไอราพโปร สามารถทำคะแนนนำเป็นที่ 1 ในการค้นหาผู้ประสบภัยโดย ที่ 2 ตามมาติดๆ ด้วย ทีม Pelican United อดีตแชมป์โลก จากประเทศญี่ปุ่น และทีม Casualty จากประเทศออสเตรเลีย นอกจากนี้ มีทีมที่เข้ารอบรองชนะเลิศทั้งสิ้น 9 ทีม จากผู้เข้าร่วมแข่งขันทั้งหมด 22 ทีม

       ในรอบรองชนะเลิศ สนามแข่งขันถูกปรับให้มีความยากยิ่งขึ้นโดย มีการเพิ่มรายละเอียด สิ่งกีดขวาง และที่สำคัญ คือ ผู้จัดได้เปิดสนามแข่งรวมกัน เป็นสนามใหญ่สนามเดียว ดังนั้น ขนาดของสนามจึงมีผลต่อการแข่งขัน ซึ่งทีมที่น่ากลัว ก็ยังเป็นทีม Pelican United จากประเทศญี่ปุ่น ซึ่งเป็นทีมใหญ่ที่ได้นำหุ่นยนต์มาเข้าร่วมแข่งขัน ถึง 5 ตัว ทั้งนี้ทีม Pelican United มีผู้ดูแลทีมระดับเจ้าพ่อของวงการทางด้านหุ่นยนต์ระดับโลกร่วมอยู่ถึง 4 ศาสตราจารย์ และนักศึกษาระดับ ป.เอกและโท กว่า 10 คน จาก 3 หน่วยวิจัย 2 สถาบันการศึกษาชั้นนำของประเทศญี่ปุ่น คือ ม.โตโฮกุ และ ม.โนโลยีชิบะ

       นอกจากนี้ ทีมแชมป์ประเทศญี่ปุ่นประจำปีนี้ ทีม Shinobi จาก ม.เกียวโต ซี่งได้รวมทีมกับทีม อาร์.อาร์.ที. อุพซาร่า จากสวีเดน ก็เป็นทีมที่น่าจับตามอง ทีมอื่นๆ ที่สำคัญก็คือ ทีมแชมป์ประเทศอิหร่าน อย่าง เอ็ม.อาร์.แอล. ทีม Casualty จากออสเตรเลีย ซึ่งมีหุ่นยนต์ที่สามารถปรับเปลี่ยนระบบจากระบบควบคุมระยะไกล เป็นระบบการนำทางเคลื่อนที่อัตโนมัติ และทีมรวมดาราอย่างทีม Resquake จากอิหร่านและทีม Resko จากเยอรมนี ซึ่งทั้งสองทีมมักจะได้รางวัลเทคนิคยอดเยี่ยมด้านสมรรถนะการเคลื่อนที่และเทคนิคยอดเยี่ยมด้านหุ่นยนต์อัตโนมัติ ตามลำดับ

       ในรอบรองชนะเลิศนี้ มีการแข่งขัน 3 รอบแข่ง รอบละ 20 นาที เพื่อค้นหาทีมที่ดีที่สุดเพียง 3 ทีม เพื่อแข่งขันในรอบชิงชนะเลิศ โดย ทีมไอราพโปร สร้างผลลัพธ์ที่ทุกๆ ทีมต้องตกตะลึง คือ หุ่นยนต์กู้ภัยชนิดควบคุมระยะไกล สามารถค้นหาผู้ประสบภัยจำลองได้ครบทุกตัวในสนาม และยังได้คะแนนจาก หุ่นยนต์อัตโนมัติอีกด้วย รวม 31 เหยื่อ และทีมคู่ปรับอย่าง Pelican United จากประเทศญี่ปุ่นก็ตามมาติดๆ แบบหายใจลดต้นคอ คือ 29 เหยื่อ และสำหรับทีมในลำดับที่ 3 ที่ผ่านเข้ารอบ มีคะแนนเท่ากัน 2 ทีม จึงให้เข้ารอบสุดท้ายทั้งคู่คือ ทีม Casualty และ ทีม เอ็ม.อาร์.แอล. ซึ่งในรอบชิงชนะเลิศ จะมีการแข่งขัน เพียงรอบแข่งเดียว ให้เวลาเพียง 15 นาที รวมคะแนนกับรอบรองชนะเลิศ และมีการปรับสนามให้ยากขึ้นอีกด้วย ทีมไทยและทีมญี่ปุ่นจึงมีความสูสีเป็นอย่างมาก

       ในรอบชิงชนะเลิศทีมไทยจะแข่งเป็นทีมสุดท้าย และเมื่อเริ่มรอบชิงชนะเลิศ ผู้ร่วมการแข่งขันต่างแสดงให้เห็นถึง ความกดดันที่แต่ละทีมมี โดยทีมต่างๆ ทำได้ไม่ดีมากนัก โดยเฉพาะทีมคู่แข่งของเรา Pelican Unite ซึ่งในที่สุด้นหาได้แค่เพียง 5 เหยื่อ แล้วหุ่นยนต์ก็ไปติดอยู่ที่ล้อซากรถยนต์ที่วางไว้กลางสนามการแข่งขัน ทำให้ทีมไทยมีโอกาสเป็นอย่างมาก และทีมไอราพโปรก็ไม่ได้ทำให้ทุกคนผิดหวัง สามารถค้นหาผู้ประสบภัยจำลองได้ในรอบนี้ถึง 7 เหยื่อ โดยคะแนนรวมทิ้งห่างทีมคู่แข่งจากญี่ปุ่น คือ 38 ต่อ 33 คว้าแชมป์โลกมาครองได้เป็นสมัยที่ 4

       สำหรับการแข่งขัน World RoboCup Rescue ในปีนี้กรรมผู้จัด ประกอบไปด้วย Mr.Adam Jacoff จากสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ ประเทศสหรัฐอเมริกา ในฐานะประธานการจัดการแข่งขัน Prof.Andreas Birk จากมหาวิทยาลัยเจค็อบ ประเทศเยอรมนี Prof. Jahanez Pallenze จากทีม Resko ประเทศเยอรมนี เช่นกัน Mr. Ehsan จากทีม Resquake ประเทศอิหร่าน Prof. Tetsuya Kimura ประเทศญี่ปุ่น และผมที่ได้รับเลือกเป็นกรรมการด้านเทคนิคและคณะกรรมการจัดการแข่งขันตัวแทนสมาคมวิชาการหุ่นยนต์แห่งประเทศไทย

       ซึ่งในระหว่างการตัดสินคะแนนในรายละเอียด ต้องคอยนั่งลุ้นอยู่ตลอดเวลา เพราะคือในรายละเอียด โดยเฉพาะการสร้างแผนที่อัตโนมัติเพื่อระบบตำแหน่งผู้ประสบภัยจำลอง ซึ่งนับเป็นจุดอ่อนของทีมไทย มีคะแนนที่น่าเป็นห่วง เมื่อเปรียบเทียบกับทีมนักเทคโนโลยีอย่าง ทีมจากญี่ปุ่นและอิหร่าน แต่เนื่องจากความสามารถของเด็กไทย ที่ทำคะแนนห่างจากการค้นหาจำนวนผู้ประสบภัยของไทย ทำให้สามารถเอาชนะมาได้ในครั้งนี้

       สำหรับส่วนสุดท้าย จะขอสรุปเหตุเบื้องหลังความสำเร็จครั้งนี้และในครั้งที่ผ่านๆ มา ซึ่งสิ่งสำคัญที่ผลักดันประกอบไปด้วย 4 ส่วน คือ (1) การสนับอย่างจริงจังและต่อเนื่องจากทางภาคเอกชน คือ เครือซิเมนต์ไทย (SCG) ซึ่งเป็นส่วนสำคัญให้ทั้งผู้จัดร่วมอย่างสมาคมวิชาการหุ่นยนต์แห่งประเทศไทย และนิสิต นักศึกษา ที่เข้าร่วมประกวดการแข่งขันตั้งแต่การแข่งขันในระดับประเทศ มีความสนิทใจที่จะทำงานร่วมกัน (2) เบื้องหลังความสำเร็จในส่วนต่อมาคือ การจัดการแข่งขันในระดับประเทศ คือ การแข่งขันหุ่นยนต์กู้ภัยชิงแชมป์ประเทศไทย ซึ่งมีมาตรฐานทั้งการจัดการ ผู้เข้าร่วม และการตัดสิน ที่มีระดับมาตรฐานสูงมากเพียงพอ ที่จะคัดตัวแทนประเทศไทยไม่ว่าทีมใด ก็สามารถจะเขย่าบังลังค์โลกหุ่นยนต์กู้ภัยได้ทันที (3) เบื้องหลังความสำเร็จอีกอันหนึ่งที่สำคัญ คือ ความกระตือรือร้น ความใส่ใจอย่างจริงจัง ของน้องๆ เด็กๆ ทีมนิสิต นักศึกษา ที่เข้าร่วมการแข่งขันตั้งแต่ในรอบคัดเลือกในระดับประเทศ รวมถึงการสนับสนุนจากสถาบันการศึกษานั้นๆ อีกด้วย

       และท้ายที่สุด (4) ผู้ที่เบื้องหลังความสำเร็จในกลุ่มสุดท้ายที่ส่งผลให้วงการหุ่นยนต์ของประเทศไทยมายืนอยู่ ณ จุดนี้ได้ คือ การร่วมแรงร่วมใจในการผลักดันข่าวสารความเคลื่อนไหวที่ต่อเนื่อง โดยสื่อมวลชนในทุกแขนงและผู้ประสานงานกับสื่อมวลชนทุกท่าน ที่ได้ทุ่มเทแรงกายแรงใจ รวมถึงความจริงใจที่ได้ให้มากับวงการกิจกรรมทางวิชาการของเยาวชนไทย วงการหุ่นยนต์ไทย และวงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีไทย อย่างต่อเนื่องตลอดมา ผมขอขอบคุณทุกๆ ท่านที่ได้เข้าร่วมกันผลักด้นให้นานาประเทศได้รู้จักประเทศไทยในอีกมุมมองหนึ่ง

       ซึ่งผมได้รับฟังคำวิจารณ์ จากผู้เชี่ยวชาญด้านงานวิจัยหุ่นยนต์ ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญระดับนโยบายของประเทศญี่ปุ่น Prof. Satoshi Tadokoro ได้กล่าวกับผมไว้ว่า “ประเทศไทย หากได้รับการส่งเสริมอย่างจริงจังจากผู้บริหารระดับนโยบายและรัฐบาล ซึ่งประเทศไทยมีความพร้อมด้านบุคลากรและมีความตื่นตัวในเรื่องวิชาการหุ่นยนต์อยู่แล้ว คงอีกไม่นาน อุตสาหกรรมหุ่นยนต์ คงจะเป็นอุตสาหกรรมที่สำคัญเช่นเดียวกับอุตสาหกรรมยานยนต์ของประเทศ และประเทศไทยก็จะเป็นประเทศผู้นำทางด้านการผลิตหุ่นยนต์เพื่อใช้ในอุตสาหกรรมของโลก อย่างแน่นอน”

ท่านผู้อ่านสามารถส่งข้อคิดเห็น/เสนอแนะมาที่ผู้เขียนที่ อีเมลนี้จะถูกป้องกันจากสแปมบอท แต่คุณต้องเปิดการใช้งานจาวาสคริปเพื่ออ่านมันได้

อ้างอิง

อุตสาหกรรมหุ่นยนต์ไทย

http://www.norsorpor.com/ข่าว/n1669827/ศธ.ระดมกึ๋นพัฒนาการศึกษาทั้งระบบ%20%20จุรินทร์%20%20วางกรอบ%20แก้ปัญหาทักษะการคิดวิเคราะห์

http://www.norsorpor.com/ข่าว/n1669827/ศธ.ระดมกึ๋นพัฒนาการศึกษาทั้งระบบ%20%20จุรินทร์%20%20วางกรอบ%20แก้ปัญหาทักษะการคิดวิเคราะห์