B-Droid หุ่นยนต์ที่ยุ่งไม่แพ้ผึ้งงาน

B-Droid บินได้

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Warsaw University of Technology ได้พัฒนาระบบถ่ายละอองเกสรอัตโนมัติมาเป็นเวลา 4 ปีแล้ว  เริ่มต้นด้วยเวอร์ชั่นแรกที่เคลื่อนที่ด้วยล้อ จนตอนนี้กลายเป็น B-Droid ที่บินได้ จึงได้รับความสนใจอย่างกว้างขวาง ไม่ใช่แค่เฉพาะในประเทศโปแลนด์  ซึ่งไม่น่าแปลกใจเท่าไหร่ เพราะเท่ากับว่านักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาซอฟต์แวร์สำหรับอุปกรณ์ที่จะช่วยให้ผึ้งทำกิจกรรมสำคัญได้อย่างมีประสิทธิภาพ นั่นก็คือ การถ่ายละอองเกสร 

หลายปีมานี้ ผึ้งทั่วโลกล้มตายลงเป็นจำนวนมหาศาล จากสาเหตุของมลภาวะทางสิ่งแวดล้อม เชื้อรา ไวรัส หรือพยาธิ อีกทั้งผึ้งยังเดินทางระยะไกลได้ไม่ดีเท่าไร  ในประเทศสหรัฐอเมริกามีการขนย้ายผึ้งเป็นระยะทางหลายร้อยกิโลเมตร หลังจากที่ผึ้งถ่ายละอองเกสรเป็นเวลาหลายวัน ผึ้งเหล่านั้นก็ตายเพราะความเหนื่อยอ่อน  เหตุการณ์นี้อาจมีผลกระทบร้ายแรงกว่าที่เราคาดคิด  ประมาณการว่าหนึ่งในสามของพืชพรรณทางการเกษตรและประมาณ 90% ของพืชที่ขึ้นในป่าอาศัยการถ่ายละอองเกสรเพื่อแพร่พันธุ์  และผึ้งก็เป็นพาหะหลักของงานนี้ นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Warsaw University of Technology จึงตัดสินใจที่จะลองแก้ปัญหานี้โดยการสร้างหุ่นยนต์สำหรับถ่ายละอองเกสรโดยเฉพาะ

ทีมวิจัยนี้นำโดย Rafał Dalewski Ph.D. (Eng) จากคณะวิศวกรรมอากาศยานและพลังงาน (Faculty of Power and Aeronautical Engineering) B-Droid เป็นผลงานจากโครงการ “อุปกรณ์อัตโนมัติสำหรับถ่ายละอองเกสรแก่พืชพรรณด้วยเครื่องกล” [Autonomiczny układ do mechanicznego zapylania roślin] ซึ่งโครงการนี้ได้รับการสนับสนุนเงินทุนกว่า 1 ล้าน PLN (สกุลเงินโปแลนด์) จากโปรแกรม LIDER 

ภายในเวลา 4 ปี พวกเขาสามารถสร้างระบบอัตโนมัติสำหรับถ่ายละอองเกสรด้วยเครื่องกล  และได้ทดสอบผลงานทั้ง 2 เวอร์ชั่น ได้แก่ หุ่นยนต์มีล้อกับหุ่นยนต์บินได้  นักวิทยาศาสตร์จากสาขาต่างๆ ร่วมกันสร้าง B-Droid  ตั้งแต่สาขาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ วิทยาการการบิน เครื่องกล ความแข็งแรงของวัสดุ ไปจนถึงวิทยาการหุ่นยนต์ เครื่องจักรกลอัตโนมัติ และอิเล็กทรอนิกส์ นักวิทยาศาสตร์จากหลายสาขาทำงานไปพร้อมๆ กันในช่วงที่เข้มข้นที่สุด

ผึ้งติดล้อ
หุ่นยนต์เวอร์ชั่นแรกเป็นหุ่นยนต์ติดล้อซึ่งมีคอมพิวเตอร์ติดตั้งซอฟต์แวร์ และซอฟต์แวร์นี้ก็ทำให้หุ่นยนต์สามารถทำงานได้ด้วยตัวเอง “พอเรากำหนดเป้าหมาย และกดปุ่ม ‘start’ หุ่นยนต์จะออกไปทำงาน” Delewski อธิบาย “หุ่นยนต์จะสังเกตภูมิประเทศโดยใช้กล้อง และมองภาพที่ถูกถ่ายไว้ เพื่อหาดอกไม้ในที่นั้นๆ”

นอกจากนั้น การวิเคราะห์ภาพที่ได้รับจากกล้องทำให้หุ่นยนต์สามารถสร้างแผนที่ของภูมิประเทศและกำหนดตำแหน่งของตัวเองได้  แล้วถ้าหุ่นยนต์ “มองเห็น” ดอกไม้ มันจะกำหนดตำแหน่งของตัวเอง และเตรียมข้อมูลที่จำเป็นเพื่อไปให้ถึงดอกไม้นั้น พร้อมกับแปรงเพื่อเก็บละอองเกสร และนำละอองเกสรไปยังดอกไม้ดอกต่อไปที่จับภาพได้

แน่นอนว่าผู้บังคับหุ่นยนต์สามารถมองเห็นว่าหุ่นยนต์กำลังทำอะไรอยู่ แต่ B-Droid เป็นผู้ปฏิบัติภารกิจทั้งหมดด้วยตัวเอง

 
โดรนถ่ายละอองเกสร
B-Droid บินได้คือ โดรนแบบสี่ใบพัดที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ (ซอฟต์แวร์) จากพื้นราบ ระบบปฏิบัติการทั้งหมดได้รับคำสั่งจากคอมพิวเตอร์ภายนอก ส่วนระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่อยู่ในหุ่นยนต์นั้นมีหน้าที่วิเคราะห์และถ่ายโอนข้อมูลนอกไปจากสิ่งอื่นๆ คอมพิวเตอร์จะประมวลภาพที่ได้รับจากกล้องเพื่อวางแผนเส้นทางไปยังดอกไม้ เมื่อกำหนดตำแหน่งของดอกไม้และตัวเองได้แล้ว B-Droid จะสร้างเส้นทางการบินขึ้น 

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยพบว่าเวอร์ชั่นโดรนมีความท้าทายมากกว่าในแง่ของการเดินทางและยังกินพลังงานมากกว่าด้วย  แบตเตอรี่ในหุ่นยนต์เอื้อให้บินได้เพียง 2 นาทีเท่านั้น ในขณะที่เวอร์ชั่นติดล้อสามารถทำงานได้นานกว่า 2 ชั่วโมง

พิสูจน์ได้ในละอองเกสร
ว่ากันว่าผึ้งงานนั้นขยันนัก แล้ว B-Droid จะสู้ได้หรือไม่?  แน่นอน ต้องสู้ได้สิ!

ในฤดูร้อนของปี 2016 ทีมนักวิทยาศาสตร์ยืนยันว่าหุ่นยนต์ติดล้อสามารถถ่ายละอองเกสรของกระเทียมและสตรอเบอรี่ได้สำเร็จ ต้นกระเทียมในบริเวณที่ส่งหุ่นยนต์ไปออกเมล็ดประมาณ 165 เมล็ด เมื่อเปรียบเทียบกับบริเวณที่ไม่ได้ทดสอบพบว่า บริเวณนั้นให้ผลเพียงแค่ 23 เมล็ด เมล็ดกระเทียมที่ B-Droid เป็นผู้ถ่ายละอองเกสรนั้นยังมีน้ำหนักมากกว่า 6% ซึ่งหมายความว่ามีคุณภาพดีกว่าเมล็ดปกติ

การทดสอบระบบการบินเสร็จสิ้นไปเมื่อเดือนกันยายน ปี 2016 นักวิทยาศาสตร์จึงยังไม่มีโอกาสทำการทดสอบในพื้นที่จริงอีกครั้ง

เมื่อไหร่ผึ้งเทียมจะช่วยงานผึ้งจริงได้
หลังจากที่โครงการมีความคืบหน้า ก็พบว่าต้องทิ้งไอเดียบางอย่างไป “เราได้เริ่มทำโซลูชั่นวิทยาการการบินของตัวเองไปบ้างเช่นกัน แต่ก็ต้องเลิกทำไป เพราะเราไม่สามารถทำทุกอย่างได้ในเวลาเดียวกัน” Dalewski กล่าว

หุ่นยนต์ที่ตั้งอยู่ที่คณะวิศวกรรมอากาศยานและพลังงาน เป็นหุ่นยนต์สาธิตเพื่อแสดงโซลูชั่นต่างๆ นักวิทยาศาสตร์คงจะทดสอบซอฟต์แวร์ไม่ได้ หากไม่นำมันมาใช้งาน

Dalewski วางแผนจะนำผลิตภัณฑ์นี้ออกสู่ตลาดภายในเวลา 2 ปี “ในแง่การนำหุ่นยนต์นี้เข้าสู่ตลาด ผมอยากเน้นที่หุ่นยนต์เวอร์ชั่นที่อยู่บนพื้นก่อนเป็นอันดับแรก เพราะมันมีศักยภาพทางการตลาดมากกว่า” เขากล่าว “ข้อแรกเลย หุ่นยนต์ล้อประหยัดพลังงานมากกว่า และด้วยแบตเตอรี่เจลขนาดเล็กในตัว หุ่นยนต์จะทำงานได้นานกว่า 2 ชั่วโมง และอาจจะทำงานได้ทั้งวัน ถ้าเสริมด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

หุ่นยนต์ที่มหาวิทยาลัย Warsaw University of Technology เป็นผู้ออกแบบนั้น เป็นส่วนหนึ่งของเกษตรกรรมความแม่นยำสูง (Precision Agriculture) ซึ่งเป็นเทรนด์ที่มีการพัฒนาขึ้นมาเป็นเวลาหลายปีในสหรัฐอเมริกาเป็นส่วนใหญ่ แต่ในยุโรปก็มีเทรนด์นี้ด้วย เกษตรกรรมความแม่นยำสูงนำไปสู่การสร้างอุปกรณ์ใหม่ๆ ที่มุ่งให้เกิดการใช้ปุ๋ยและผลิตภัณฑ์ป้องกันกำจัดโรคพืชแบบอัจฉริยะ กระบวนการต่างๆ ที่เกี่ยวข้องถูกออกแบบให้ส่งผลดีที่สุด ช่วยลดค่าใช้จ่ายที่ใช้สำหรับป้องกันโรคพืชจำนวนมาก และช่วยให้ใส่ปุ๋ยได้อย่างแม่นยำมากยิ่งขึ้น ในการพัฒนา B-Droid ขั้นต่อไป หุ่นยนต์นี้จะใช้กระบวนการดังกล่าวได้อย่างแน่นอน

ปรากฏการณ์ผึ้งล้มตายนี้เกิดขึ้นทั่วโลก และเป็นภัยร้ายแรงต่ออารยธรรมมนุษย์ หากไม่มีใครทำอะไรเพื่อช่วยให้ผึ้งรอดพ้นจากการสูญพันธุ์  โลกทั้งใบอาจเกิดวิกฤติใหญ่หลวงขึ้น ดังนั้นจึงเราต้องทำทุกอย่างเพื่อรักษาจำนวนประชากรผึ้งในปัจจุบัน อย่างน้อยก็ให้มีจำนวนคงที่  ถึงแม้ว่า B-Droid จะไม่ได้แก้ปัญหาที่ต้นตอก็จริง แต่ก็ช่วยให้เกิดการถ่ายละอองเกสร อันจะนำไปสู่เกษตรกรรมที่มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ในโลกที่มีแต่จะขยายตัวและมีความโหยหิวมากขึ้นของเรา

อ้างอิง: บทความ “B-Droid – a robot that’s busy as a bee” จากเว็บไซต์ https://www.pw.edu.pl