วิวัฒนาการหุ่นยนต์ด้วยดีไซน์อัจฉริยะ ดร.เดนนิส ฮอง – ผู้อำนวยการ Robotics & Mechanisms Lab (RoMeLa), เวอร์จิเนียเทค
-
16 Aug 2012
-
13620
“เทคโนโลยีต่างๆ คงเกิดขึ้นไม่ได้หากโลกนี้ไม่มีความสร้างสรรค์”
STriDER (Self-excited Tripedal Dynamic Experimental Robot) - จากคำถามตั้งต้นที่ว่า “มนุษย์เราเดินอย่างไร” หุ่นยนต์ 3 ขาตัวนี้ถูกสร้างขึ้นบนแรงบันดาลใจของธรรมชาติเพื่อศึกษาถึงสรีรวิทยาและลักษณะวิธีการเดินของมนุษย์
CLIMBeR (Cable-suspended Limbed Intelligent Matching Behavior Robot) - หุ่นยนต์เพื่อทำการสำรวจทางวิทยาศาสตร์ ใช้สำหรับปีนหน้าผาที่มีพื้นผิวโครงสร้างไม่แน่นอน ซึ่งนักธรณีวิทยาและนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อว่าเป็นบริเวณที่มีความน่าสนใจที่สุด
Whole Skin Locomotion - หุ่นยนต์ที่เลียนแบบการเคลื่อนที่ของ “อะมีบา” มันสามารถแทรกตัวเข้าไปในซอกหลืบและที่แคบได้ จึงเหมาะจะนำไปใช้เป็นหุ่นยนต์สำหรับการสำรวจและกู้ภัย หรือนำไปประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์
RAPHaEL (Robotic Air Powered Hand with Elastic Ligaments) - มือกลต้นทุนการผลิตต่ำที่ทำงานด้วยระบบอัดอากาศแทนที่จะใช้มอเตอร์และชุดขับเคลื่อนระบบไฟฟ้า มือกลนี้มีความแข็งแรงมากแต่ในขณะเดียวกันก็สามารถหยิบจับสิ่งของที่บอบบางได้
HYDRAS (Hyper Degrees-of-freedom Robotic Articulated Serpentine) กลุ่มหุ่นยนต์งูสำหรับใช้เลื้อยขึ้นลงโครงสร้างต่างๆ ที่อาจมีความเสี่ยงเกินไปสำหรับมนุษย์ เช่น พื้นที่ก่อสร้าง สะพาน ท่าเรือ นั่งร้าน ฯลฯ โดยผู้ใช้สามารถควบคุมหุ่นยนต์ชนิดนี้ผ่านระบบการสื่อสารด้วยเส้นใยนำแสง DARwIn I ที่ใช้แหล่งพลังงานและระบบควบคุมจากภายนอก มาจนถึง DARwIn IV ซึ่งทั้งฉลาดกว่า เร็วกว่า และแข็งแรงกว่า มันสามารถเคลื่อนที่ได้เองโดยอิสระ และมีระบบปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence) ในตัวเอง
DARwIn (Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence) - หุ่นยนต์ฮิวมานอยด์ขนาดเล็กซึ่งเริ่มพัฒนาขึ้นตั้งแต่ปี 2547 เริ่มต้นจาก
สืบเนื่องจากความสนใจและคำเรียกร้องของประชาชนทั่วไปที่ต้องการศึกษาและสร้างหุ่นยนต์ชนิดนี้ ปัจจุบันทาง RoMeLa ได้จัดตั้งโครงการ DARwIn-OP ขึ้นเพื่อเป็นแหล่งข้อมูลเสรีสำหรับบุคคลภายนอกทั้งในด้านฮาร์ดแวร์และซอฟท์แวร์
CHARLI (Cognitive Humanoid Autonomous Robot with Learning Intelligence) - หุ่นยนต์ฮิวมานอยด์อัตโนมัติรุ่นแรกที่มีขนาดเท่ามนุษย์ ถือเป็นวิวัฒนาการอีกขั้นของการประยุกต์ใช้หุ่นยนต์ในชีวิตจริง (เนื่องจากสิ่งต่างๆ รอบตัวเราล้วนถูกออกแบบมาให้มีขนาดสำหรับมนุษย์) ทีมงานของ RoMeLa ตั้งเป้าไว้ว่าภายในปี 2593 พวกเขาจะพัฒนาทีมฟุตบอลฮิวมานอยด์ที่สามารถแข่งและเอาชนะคนจริงๆ ได้
ความก้าวหน้าอีกขั้นของเทคโนโลยีหุ่นยนต์ก็คือการประดิษฐ์ “หุ่นยนต์รถ” ที่สามารถขับเคลื่อนตัวเองได้ ผลงานนี้ของ RoMeLa ได้รับรางวัลรองชนะเลิศอันดับ 2 จากการแข่งขัน DARPA Urban Challenge ปี 2547 และได้รับความสนใจจากสมาพันธ์ผู้พิการทางสายตาแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (National Federation of the Blind) โดยทางสมาพันธ์ฯ ได้ให้โจทย์ที่ท้าทายอย่างมากกับทีมนักวิจัยของ RoMeLa นั่นก็คือ “การพัฒนารถยนต์ที่คนตาบอดสามารถขับได้เองอย่างอิสระและปลอดภัย”
ทีมงานเริ่มคิดค้นรถต้นแบบคันแรกเพื่อทำการทดสอบในปี 2552 ปัญหาคือแม้ว่ารถคันนี้จะทำงานตามคำสั่งได้ดี แต่มันก็ใช้งานได้เฉพาะในสภาพแวดล้อมแบบปิดที่มีการควบคุมเท่านั้น ต่อมาในเดือนมกราคม 2554 รถต้นแบบที่คนตาบอดสามารถขับได้บนถนนจริงๆ จึงเสร็จสมบูรณ์ โดยระบบปฏิบัติการของมันถูกแบ่งออกเป็นสามส่วน ดังนี้
1) ระบบการรับรู้ (Perception) ประกอบด้วยกลุ่มอุปกรณ์สำหรับตรวจเช็คสภาพแวดล้อม และเก็บรวบรวมข้อมูลเพื่อส่งต่อไปยังผู้ขับรถ เช่น Initial Measurement Unit (IMU), ตัวรับรู้ (sensor), GPS, กล้อง และเครื่องวัดระยะทางด้วยแสงเลเซอร์
2) ระบบคำนวณ (Computation) คือระบบคอมพิวเตอร์สำหรับประมวลผลข้อมูลจากการศึกษาสภาพแวดล้อม จากนั้นก็ส่งข้อมูลที่ได้ไปยังผู้ขับ พร้อมทั้งบอกวิธีการในการควบคุมรถแก่ผู้ขับอย่างเหมาะสมด้วย
3) ระบบอินเตอร์เฟซที่ไม่ใช้ภาพ (Non-Visual Interface) ประกอบด้วยอุปกรณ์ที่เรียกว่า "Airpix" มีลักษณะเป็นแผ่นแบนราบเจาะรูทำหน้าที่สื่อสารข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ด้วยการคายแรงดันอากาศออกมาที่มือของผู้ขับ (กลไกการทำงานคล้ายระบบอักษรเบรลล์) อุปกรณ์ชุดนี้จะทำให้ผู้ขับที่ตาบอดสามารถเห็นสภาพช่องทางถนนและสิ่งกีดขวางในมโนภาพได้
แม้จะยังเป็นที่กังขาว่ารถยนต์สำหรับคนตาบอดนี้จะสามารถนำมาใช้บนท้องถนนจริงได้ แต่เทคโนโลยีอันเป็นผลพวงจากสิ่งประดิษฐ์นี้ก็ดูจะมีคุณค่ามหาศาลหากนำไปต่อยอดสู่การใช้งานอื่น ยกตัวอย่างเช่น การทำระบบเซนเซอร์สำหรับช่วยให้ผู้ขับรถ (ที่มีสายตาปกติ) มองเห็นสิ่งต่างๆ ได้ชัดขึ้นในสภาวะการณ์ที่มืด มีหมอกควัน มีฝนหนัก ฯลฯ หรือการทำระบบอินเตอร์เฟซให้คนตาบอดสามารถควบคุมใช้งานสิ่งของต่างๆ ภายในบ้านได้
| กฎของความสร้างสรรค์
เทคโนโลยีต่างๆ ไม่อาจเกิดขึ้นได้หากปราศจากความคิดสร้างสรรค์ ซึ่งทุกคนที่ RoMela เชื่อในกฎปฏิบัติง่ายๆ 3 ข้อ คือ 1. จงเปิดใจให้กว้าง อย่ามีอคติกับความคิดของผู้อื่น 2. ทำงานอย่างฉลาดและขยันหมั่นเพียร ผ่านเครื่องมือที่เรียกว่า “การศึกษา” 3. ยิ้มกับชีวิต มีความสุขกับสิ่งที่ทำ |
ภาพบรรยากาศงาน CU 2011
เครดิตภาพ
http://www.forbes.com
http://www.galacticsuitedesign.com
http://www.gophoto.it
http://www.romela.org/
http://www.gophoto.it
http://nt-robotics.blogspot.com
http://www.emeraldinsight.com
RoMeLa VT
