วันพฤหัสบดีที่ 18 ธันวาคม พ.ศ. 2551

ประวัติหุ่นยนต์....



ประวัติหุ่นยนต์


ปี 1921 นักประพันธ์ชาวเชกส์ Karel Acpek ได้ทำละครล้อเลียน โดยมีคำว่า Robot หรือคำว่า Robota ซึ่งแปลว่า ทาส หรือผู้ใช้แรงงาน Robot ในความหมายของCapek หมายถึง หุ่นยนต์ที่มีลักษณะเหมือนมนุษย์ มีแขน มีขา สามารถทำงานได้มากกว่ามนุษย์ 2 เท่า มีพลังมากกว่ามนุษย์ 2 เท่า
ให้หลังจากนั้น 21 ปี ก็มีนักประพันธ์ทางด้านวิทยาศาสตร์เทคโนโลยี ชื่อ Isaac Asimov เป็นคนที่สร้างแรงดึงดูดให้กับเด็กรุ่นต่อมาสนใจเรื่องหุ่นยนต์ อย่างมาก ในบทประพันธ์เรื่อง (Runaround) ซึ่งได้บัญญัติกฎ 3 ข้อของหุ่นยนต์ คือ 1.หุ่นยนต์ห้ามทำร้ายมนุษย์ 2.หุ่นยนต์ต้องเชื่อฟังมนุษย์ 3.หุ่นยนต์ต้องป้องกันตัวเอง ซึ่งในความเป็นจริงในยุคสมัยนั้นยังไม่มีหุ่นยนต์จริง เป็นเพียงแค่จินตนาการ และความช่างฝันเท่านั้น


10 ปีต่อมาในปี 1952 การ์ตูนเรื่อง Astro Boy ในประเทศญี่ปุ่น เป็นการ์ตูน ที่คงอยู่ในความทรงจำของคนหลายคน และด้วยหุ่นยนต์ตัวเอกชื่อ Tetsuwan Atom หุ่นยนต์ที่สามารถบินได้ โดยเวลาบินจะมีไฟ่พ่นออกมาจากเท้า การ์ตูนเรื่องนี้ถือว่าทรงอิทธิพลอย่างมากต่อการพัฒนาการสร้างหุ่นยนต์ขึ้นมา เช่นเดียวกับตัวหุ่นยนต์ R2D2 เป็นหุ่นยนต์กระป๋อง และหุ่นยนต์ C3po ในภาพยนต์เรื่อง Star Wars ที่ทำให้ภาพของหุ่นยนต์อยู่ในความนึกฝันและจินตนาการของใครหลาย คน และแล้ว หุ่นยนต์ตัวแรกของโลก ก็เกิดขึ้นเมื่อปี 1954 โดย George Devol วิศวกร ชาวสหรัฐอเมริกา ที่สามารถค้นคิดประดิษฐ์แขนของหุ่นยนต์ อย่างง่ายที่สามารถเคลื่อนไหว ทำงานตามโปรแกรมที่ตั้งไว้ใช้ประโยชน์ในงานอุตสาหกรรม จากจุดนี้เองที่ทำให้การพัฒนาหุ่นยนต์เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง


ในระยะเวลากว่ากึ่งศตวรรษจนมาถึงวันนี้มีหลายประเทศ ที่เป็นประเทศมหาอำนาจทางด้านเทคโนโลยีการผลิตหุ่นยนต์ สหรัฐอเมริกา หนึ่งในมหาอำนาจของโลก ในเรื่องของวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีถือเป็นต้นกำเนิดของหุ่นยนต์บนโลก มีความหลากหลายของหุ่นยนต์ เน้นในการที่จะนำไปใช้งานได้จริง อย่างในปี 1959 บริษัท Planet Corporation ได้สร้างหุ่นยนต์ที่เป็น First Commercial Robot ขึ้นมาเพื่อวัตถุประสงค์ทางงานด้านอุตสาหกรรมตามมาติดๆ ในปี 1962 ด้วยบริษัทยักษ์ใหญ่ผู้ผลิตรถยนต์อย่าง GM general motor ก็ใช้หุ่นยนต์ แต่ที่สร้างชื่อเสียงมากที่สุด ก็คงเป็นหุ่นยนต์ขององค์การ NASA ที่ไปสำรวจดาวอังคาร ที่ชื่อ Mars Sojourner เป็นหุ่นยนต์ที่สิ่งไปสำรวจดาวอังคาร ในปี 1997 และหุ่นยนต์ Spirit กับ Opportunity ที่ถูกส่งตามไปสำรวจดาวอังคารเมื่อต้นปีที่ผ่านมา ซึ่งถือว่าเป็นสุดยอดของเทคโนโลยีในโลกของหุ่นยนต์เลยทีเดียว



หรือแม้แต่เยอรมัน เป็นประเทศที่มีขีดความสามารถทางด้านอุตสาหกรรมสูง ดังนั้นการผลิตหุ่นยนต์ของประเทศเยอรมัน จึงเน้นไปในเรื่องของหุ่นยนต์เพื่อการผลิต โดยลักษณะของหุ่นยนต์เป็นหุ่นยนต์ในโรงงานอุตสาหกรรม โครงสร้างจะเป็นลักษณะของแขนหุ่นยนต์ในโรงงานประกอบรถยนต์ ซึ่งในประเทศเยอรมนี มีบริษัทผู้ผลิตหุ่นยนต์เพื่ออุตสาหกรรมที่มีชื่อเสียงในโลกอยู ่หลายแห่ง เช่น บริษัท KUKA และ บริษัท ABB ดังนั้นจึงไม่สงสัยเลยว่าทำไมประเทศเยอรมัน ถึงมีความเป็นมหาอำนาจในการผลิตรถยนต์ที่โด่งดังของโลก หรือแม้แต่งานที่เกี่ยวกับการผลิตเครื่องจักรกล ซึ่งมีความทันสมัยที่สุดแห่งหนึ่งของโลก

ด้านเอเชีย ญี่ปุ่น เป็นประเทศที่เกิดการพัฒนาทางด้านการผลิตหุ่นยนต์ จากจินตนาการที่ได้รับอิทธิพลมาจากการ์ตูน ลักษณะของหุ่นยนต์หลายตัวจึงเป็นลักษณะ Humanoid หรือหุ่นยนต์ที่มีลักษณะทางกายภาพเหมือนคน ลักษณะของหุ่นยนต์ที่สร้างขึ้นมาอาจจะไม่ได้นำไปใช้งานแต่การเป็นการคิดเพื่ออนาคต มีลักษณะเหมือนคนมากที่สุด ทั้งในเรื่องของการเคลื่อนไหวที่สมบูรณ์แบบ ซึ่งต้องใช้เทคโนโลยีชั้นสูง และยังมีหุ่นยนต์ที่โดดเด่นอย่าง AIBO หุ่นยนต์สุนัข ที่สามารถโต้ตอบกับคนได้ ซึ่งมีการนำ AIBO มาใช้ในห้องทดลองวิจัยหลายมหาวิทยาลัยด้วยกัน สามารถติดต่อสื่อสารผ่านคลื่นอินฟราเรดได้ ซึ่งในอนาคตจะมีการพัฒนาไปสู่หุ่นยนต์บริการในบ้าน และยังมีหุ่นยนต์ในลักษณะ Humanoid อีกตัว SDR-4X, หุ่นยนต์ R100 ที่กำลังพัฒนาให้เป็นหุ่นยนต์บริการที่ใช้ในบ้าน และสามารถพูดคุยโต้ตอบกันได้ เป็นไปในรูปแบบของ Partner Robot



มองย้อนมาที่บ้านของเรากันบ้าง ในขณะที่ทั่วโลกต่างพากันพัฒนาเทคโนโลยีการสร้างหุ่นยนต์ ในประเทศไทยเราเอง ก็ได้ตามเกาะติดแวดวงเทคโนโลยีการผลิตหุ่นยนต์กับนานาชาติเช่นเ ดียวกัน โดยเฉพาะการแข่งขันหุ่นยนต์ในบ้านเราที่ผ่านมามักเน้นไปในลักษณะ Edutainment คือเป็นความสนุกควบคู่ไปกับการเรียนรู้ ในเกมการแข่งขันมากกว่า ซึ่งก็สร้างชื่อเสียงให้กับประเทศไทยในเวทีระดับโลกไม่น้อยเลย และที่น่าสนใจตอนนี้มีโครงการการแข่งขันประกวดหุ่นยนต์กู้ภัย ในระดับนักศึกษา ในโครงการ Thailand Rescue Robot Championship 2004 ซึ่งถือว่าเป็นรายการแรกของประเทศไทย ที่มีการแข่งขันการสร้างหุ่นยนต์กู้ภัย เพื่อช่วยในการทำงานของเจ้าหน้าที่ ในการเข้าไปปฏิบัติงานในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงอันตราย เช่น เหตุเพลิงไหม้, ตึกถล่ม หรือภัยจากเหตุวินาศกรรม
นับว่าเป็นโครงการที่สร้างประโยชน์ต่อสังคม และน่าติดตามเป็นอย่างยิ่งถึงความสามารถของเด็กไทยกับการพัฒนาค วามสามารถทางด้านเทคโนโลยีไปสู่ระดับโลก ซึ่งแม่งานใหญ่ในครั้งนี้ได้รับการสนับสนุนเป็นอย่างดีจาก สมาคมวิชาชีพหุ่นยนต์ไทย ร่วมกับ เครือซิเมนต์ไทย ส่งเสริมกิจกรรมที่ดีมีคุณค่าให้เกิดขึ้น ที่สำคัญยังเป็นการส่งเสริมเยาวชนไทยได้คิดเป็น และสร้างสรรค์ผลงานที่ดีเพื่อโลกในอนาคต อีกทางหนึ่ง



R2D2


"หุ่นยนต์" หลายคนเมื่อได้ยินคำนี้แล้ว มักจะนึกไปถึงหุ่นที่มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกคล้ายกระป๋อง อย่างเจ้า R2D2 ในภาพยนต์เรื่องสตาร์วอร์ หรือไม่ก็นึกเลยไปถึงหุ่นเหล็กที่แปลงร่าง ต่อสู้กับสัตว์ประหลาด ในการ์ตูนตอนเช้าวันเสาร์-อาทิตย์ อะไรประมาณนั้น


แต่หากจะว่าไปแล้ว นั่นก็ไม่ใช่ความเข้าใจที่ผิดอะไร แต่ตอนนี้ผมจะมาแนะนำให้ผู้อ่านทุกคนได้รู้จักกับหุ่นยนต์ในรูปแบบต่างๆ ที่มากขึ้นกว่าที่หลายคนรู้จักอยู่ในตอนนี้ปัจจุบันเทคโนโลยีของหุ่นยนต์นั้นได้เจริญก้าวหน้าไปมาก ต่างจากเมื่อก่อนที่หุ่นยนต์จะถูกนำไปใช้ ในงานอุตสาหกรรมเป็นส่วนใหญ่ แต่ปัจจุบันมีการนำมาใช้มากขึ้น ไม่ว่าจะเป็นหุ่นยนต์ที่ใช้ในทางการแพทย์ หุ่นยนต์สำหรับงานสำรวจ หุ่นยนต์ที่ใช้งานในอวกาศ หรือแม้แต่หุ่นยนต์ที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นเครื่องเล่นของมนุษย์ จนกระทั่งในปัจจุบันนี้ได้มีการพัฒนาให้หุ่นยนต์นั้นมีลักษณะที่คล้ายมนุษย์ เพื่อให้อาศัยอยู่ร่วมกันกับมนุษย์ ให้ได้ในชีวิตประจำวัน หากจะถามว่า "หุ่นยนต์คืออะไร?" ผมจะขอตอบว่า หุ่นยนต์ คือ เครื่องจักรกลชนิดหนึ่ง ที่มีลักษณะการทำงานแบบอัตโนมัติ (Automatics Machine) หรือกึ่งอัตโนมัติ (Semi automatics Machine) และสามารถโปรแกรมให้ทำงานอย่าใดอย่างหนึ่ง หรือหลายอย่างได้ อย่างไรก็ดี RIA (tha Robotics Industries Association) ได้ให้คำจำกัดความของหุ่นยนต์ที่ใช้ในอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นที่ยอมรับกัน ในที่ประชุมระดับนาๆ ชาติ ของบริษัทอุตสาหกรรมที่ใช้หุ่นยนต์ 11 แห่ง เมื่อปี ค.ศ.1981 (พ.ศ.2524) เอาไว้ว่าAn industerial robot is a reprogrammable, multifunction manipulator designed to move materials, part, tools or spacial devices through variable programmed motion for the performance of a variety of tasks.หรือแปลเป็นภาษาไทยได้ว่า หุ่นยนต์อุตสาหกรรม คือ เครื่องจักรกลที่สามารถทำการโปรแกรมใหม่ได้หลายครั้ง สามารถทำงานได้หลาย ๆ หน้าที่ ซึ่งมันได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถหยิบ จับ เคลื่อนย้าย วัสดุ อุปกรณ์ เครื่องมือ หรืออุปกรณ์พิเศษต่างๆ โดยการตั้งโปรแกรมเพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของมัน ให้ทำงานได้ตามต้องการถึงแม้ว่าหุ่นยนต์นั้นจะถูกพัฒนาไปในหลายๆ รูปแบบ แต่ผมขอแบ่งประเภทของหุ่นยนต์ ออกเป็นสองประเภทใหญ่ ๆ เพื่อให้ผู้อ่านได้มองภาพได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ดังนี้ครับประเภทแรก คือหุ่นยนต์ชนิดที่ติดตั้งอยู่กับที่ (Fixed Robot) ไม่สามารถเคลื่อนที่ไปไหนได้ด้วยตัวเอง หุ่นยนต์ประเภทนี้จะมีลักษณะเป็นแขนกล สามารถเคลื่อนไหวได้เฉพาะแต่ละข้อต่อ ภายในตัวเองเท่านั้น ส่วนมากมักถูกนำไปใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม เช่นโรงงานประกอบรถยนต์ เป็นต้นประเภทที่สอง คือหุ่นยนต์ชนิดที่เคลื่อนที่ได้ (Mobile Robot) หุ่นยนต์ประเภทนี้จะสามารเคลื่อนที่ไปไหนมาไหนได้ด้วยตัวเอง บ้างก็เคลื่อนที่โดยการใช้ล้อ หรือบางแบบก็เคลื่อนที่โดยการใช้ขา ซึ่งหุ่นยนต์ประเภทนี้ ส่วนใหญ่ยังเป็นงานวิจัยที่อยู่ในห้องทดลอง เพื่อพัฒนาออกมาใช้งานในรูปแบบต่างๆ เช่นหุ่นยนต์สำรวจดาวอังคาร ขององค์การนาซ่า แต่ปัจจุบันก็ได้มีการพัฒนา ให้มีลักษณะเป็นสัตว์เลี้ยงอย่างสุนัข เพื่อให้มาเป็นเพื่อนเล่นกับคน หรือแม้กระทั่งมีการพัฒนาหุ่นยนต์ให้สามารถเคลื่อนที่แบบสองขาได้อย่างมนุษย์ เพื่ออนาคตจะสามารถนำไปใช้ในงานที่มีความเสี่ยงต่ออันตรายแทนมนุษย์


ในประเทศไทยเอง ในสถานศึกษาระดับอุดมศึกษาหลายๆ แห่ง หรือแม้กระทั่งองค์กรของภาครัฐ และเอกชน หลายแห่ง ได้เล็งเห็นถึงประโยนช์ของเทคโนโลยีหุ่นยนต์ และร่วมเป็นแรงผลักดันให้เยาว์ชนในชาติ พัฒนาองค์ความรู้ เพื่อให้ก้าวทันเทคโนโลยีของประเทศที่พัฒนาแล้ว โดยการจัดให้มีการแข่งขันหุ่นยนต์ขึ้นในประเทศไทย หลายรายการ เพื่อให้นักศึกษาได้สามารถ นำความรู้ที่เรียนมาประยุกต์ใช้งานได้ เป็นการเสริมสร้างและพัฒนาทักษะ เพื่อนำความรู้ไปพัฒนาประเทศในอนาคตจากที่ได้กล่าวมาทั้งหมด ผมหวังเป็นอย่างยิ่งว่าบทความชิ้นนี้ อาจจะเป็นประโยชน์บ้าง ไม่มากก็น้อย สำหรับทุกคนที่สนใจ อย่างน้อยก็อาจจะพอมีมุมมองในหลาย ๆ ด้าน เกี่ยวกับหุ่นยนต์ มากกว่าแต่ก่อน ที่พอพูดถึงหุ่นยนต์ แล้วก็นึกถึง หุ่นกระป๋องทุกที... : )

ส่วนประกอบของหุ่นยนต์



หุ่นยนต์... ในปัจจุบันนี้ เทคโนโลยีของมนุษย์นั้น มีความก้าวล้ำไปเร็วมาก เรื่องของหุ่นยนต์ก็เช่นกัน มีการพัฒนากันมาอย่างต่อเนื่อง มากมายหลากหลายรูปแบบ จนบางครั้งน้อง ๆ หน้าใส วัยทีน บางคนถึงกับสงสัยว่า หุ่นยนต์ตัวหนึ่ง ๆ นั้น น่าจะมีอะไรเป็นองค์ประกอบหลัก ๆ ที่พอจะจัดได้ว่า เจ้าสิ่งนี้คือหุ่นยนต์หรือปล่าว เพื่อให้สามารถมองภาพรวมของหุ่นยนต์ ได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ผมขอแบ่งส่วนประกอบของหุ่นยนต์ ออกเป็น 3 ส่วนใหญ่ ๆ ดังต่อไปนี้




1.Mechanical part...ในส่วนนี้จะเป็นส่วนของระบบทางกล ทั้งหมดของหุ่นยนต์ เช่น ล้อ, ระบบขับเคลื่อน, แขนกล, มือกล หรือแม้แต่ข้อพับ, ข้อเหวี่ยงต่าง ๆ หรืออาจจะเรียกว่าโครง หรือเฟรม ของหุ่นยนต์ ก็ได้ครับ หากจะเปรียบกับคนแล้ว ก็อาจจะเปรียบเทียบได้กับ โครงกระดูก หรือร่างกายภายนอก เช่น แขน, ขา, ลำตัว







2.Electrical Circuit part...สำหรับส่วนนี้ จะเป็นส่วนของระบบวงจรไฟฟ้า ทั้งหมดของหุ่นยนต์ ซึ่งในหุ่นยนต์ 1 ตัวนั้น จะประกอบด้วยวงจรต่าง ๆ หลายวงจร ทำงานร่วมกันอยู่ เช่น Controller circuit, Sensor circuit, Driver circuit, Interfacing circuit และวงจรอื่น ๆ แล้วแต่ความจำเป็น สำหรับหุ่นยนต์ตัวนั้น ๆ นอกจากนี้ยังรวมไปถึง แหล่งจ่ายฟลังงาน และส่วนควบคุม (Control panel) อีกด้วย หากจะว่าไปแล้ว ส่วนของวงจรไฟฟ้านี้ อาจเปรียบเทียบได้กับ อวัยวะภายในของร่างกายมนุษย์ เช่น หัวใจ, ตับ, ปอด, เส้นเลือด ฯลฯ ...






3.Software Control part...และส่วนนี้ ก็จะเป็นส่วนของโปรแกรมปฏิบัติงาน ถึงแม้ว่า หุ่นยนต์จะได้รับการออกแบบสร้าง มาอย่างดีเพียงไรก็ตาม แต่จะยังคงทำงานตามที่เราต้องการไม่ได้แน่ ๆ หากยังไม่ได้มีการใส่โปรแกรมที่ถูกต้อง และเหมาะสมให้กับมัน หากจะเปรียบไป ส่วนนี้ก็น่าจะเปรียบเทียบได้กับ สติปัญญาของมนุษย์นั่นเอง

♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น