ปัจจุบันมีการพัฒนาหุ่นยนต์ให้มีลักษณะเป็นสัตว์เลี้ยงอย่างสุนัข เพื่อให้มาเป็นเพื่อนเล่นกับมนุษย์ เช่น หุ่นยนต์ IBO ของบริษัทโซนี่ หรือแม้กระทั่งมีการพัฒนาหุ่นยนต์ให้สามารถเคลื่อนที่แบบสองขาได้อย่างมนุษย์ เพื่ออนาคตจะสามารถนำไปใช้ในงานที่มีความเสี่ยงต่ออันตรายแทนมนุษย์ ในประเทศไทย สถานศึกษาในระดับอุดมศึกษาหลายแห่งหรือองค์กรของภาครัฐ และเอกชน ได้เล็งเห็นถึงประโยนช์ของเทคโนโลยีหุ่นยนต์ และร่วมเป็นแรงผลักดันให้เยาว์ชนในชาติ พัฒนาองค์ความรู้ เพื่อให้ก้าวทันเทคโนโลยีของประเทศที่พัฒนาแล้ว โดยการจัดให้มีการแข่งขันหุ่นยนต์ขึ้นในประเทศไทยหลายรายการ เพื่อให้นักศึกษาได้สามารถ นำความรู้ที่เรียนมาประยุกต์ใช้งานได้ เป็นการเสริมสร้างและพัฒนาทักษะ เพื่อนำความรู้ไปพัฒนาประเทศในอนาคต
หุ่นยนต์ในโรงงานอุตสาหกรรม
โคบอท หรือ Collaborative Robots คือหุ่นยนต์ในโรงงานอุตสาหกรรมที่มีรูปร่างเป็นแขนกลที่ทำงานหยิบจับจัดเรียงชิ้นส่วนต่างๆและหน้าที่ผลิตชิ้นส่วนต่างๆที่มีขนาดเล็กและต้องการความละเอียด ซึ่ง Cobot จะมีระบบเซ็นเซอร์ที่ล้ำสมัย สามารถตรวจวัดและผลิตชิ้นงานที่มีความละเอียดสูงได้หลายๆชิ้นตามสเกลที่กำหนดไว้โดยปราศจากข้อผิดพลาด
Cobot’ หุ่นยนต์ผู้ช่วยของมนุษย์ในโรงงานอุตสาหกรรม
เมื่อปี ค.ศ.1961 ได้ก่อกำเนิดหุ่นยนต์ที่ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมตัวแรกของโลก ซึ่งถูกคิดค้นโดยนายจอร์จ ดีวอล (George Devol) นักประดิษฐ์ชาวอเมริกัน เพื่อให้หุ่นยนต์ได้ทำงานที่อันตรายแทนมนุษย์ในโรงงานประกอบรถยนต์ แต่ปัจจุบันนี้เทคโนโลยีได้ก้าวกระโดดไปได้ไกลมากขึ้น มนุษย์ได้คิดค้นและสร้างหุ่นยนต์ในโรงงานอุตสาหกรรมที่เป็นเพื่อนร่วมงานของมนุษย์ นั่นก็คือ ‘Cobot’ หุ่นยนต์ที่สามารถทำงานร่วมกันกับมนุษย์ได้อย่างเฉลียวฉลาดและมีประสิทธิภาพ
Cobot คืออะไร
โคบอท หรือ Collaborative Robots คือหุ่นยนต์ในโรงงานอุตสาหกรรมที่มีรูปร่างเป็นแขนกลที่ทำงานหยิบจับจัดเรียงชิ้นส่วนต่างๆและหน้าที่ผลิตชิ้นส่วนต่างๆที่มีขนาดเล็กและต้องการความละเอียด ซึ่ง Cobot จะมีระบบเซ็นเซอร์ที่ล้ำสมัย สามารถตรวจวัดและผลิตชิ้นงานที่มีความละเอียดสูงได้หลายๆชิ้นตามสเกลที่กำหนดไว้โดยปราศจากข้อผิดพลาด โดยโคบอทมีความแตกต่างจากหุ่นยนต์หรือโรบอททั่วไปคือโคบอทมีน้ำหนักเบาและขนาดไม่เทอะทะ สามารถเคลื่อนย้ายไปยังจุดต่างๆในโรงงานได้อย่างสะดวกสบาย โดยโคบอทถูกใช้อย่างมากในโรงงานอุตสาหกรรมที่มีความเสี่ยงและอันตรายต่อมนุษย์ เช่น เคมีภัณฑ์ ยา อิเล็กทรอนิกส์และรถยนต์
Cobot มาเพื่อแทนที่ของมนุษย์?
ปัจจุบันนี้ หุ่นยนต์โคบอทยังไม่มีความฉลาดเทียบเท่ามนุษย์และยังไม่มีระบบปัญญาประดิษฐ์ โคบอทจึงไม่สามารถมาแทนที่ของมนุษย์ในโรงงานอุตสาหกรรมได้ โคบอทจึงเป็นเพื่อนร่วมงานตัวหนึ่งซึ่งช่วยให้มนุษย์ทำงานต่างๆที่ต้องใช้ความละเอียดและต้องการกำลังการผลิตสูง เปรียบเสมือนมือขวาขอมนุษย์ซึ่งทำงานเชื่อมและประกอบชิ้นส่วนต่างๆที่มนุษย์ไม่สามารถทำได้
หุ่นยนต์โคบอททำอะไรได้บ้าง
โดยปัจจุบันนี้มีหุ่นยนต์โคบอทตัวหนึ่งซึ่งเป็นแขนกลที่ทำหน้าที่เชื่อมและประกอบชิ้นส่วนในโรงงานอุตสาหกรรม นั่นก็คือโคบอทรุ่น UR3 ที่สร้างและพัฒนาโดยบริษัท Universal Robots โดยหุ่นยนต์โคบอทรุ่นนี้มีระบบเซ็นเซอร์ที่ล้ำสมัย ทำงานเชื่อมและประกอบได้อย่างมีประสิทธิภาพสามารถตรวจจับและวัดขนาดได้แม่นยำกว่ามนุษย์ และหุ่นนบนต์โคบอทรุ่น UR5 ที่ทำงานจับวางและทดสอบชิ้นงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและทำงานได้เร็วกกว่ามนุษย์ถึง 18 เท่าต่อครั้ง
https://youtu.be/vHs_jKift8o
หุ่นยนต์เรียนเเบบมนุษย์
ระบบสมองกลที่ใช้ในการควบคุมการเคลื่อนที่หรือการเดินของหุ่นยนต์ในขั้นต้น คือ การเดินแบบสถิตย์ หรือการเคลื่อนที่โดยอาศัยจุดศูนย์ถ่วงที่อยู่ภายในพื้นที่ครอบคลุมบริเวณขา ทั้ง 2 ข้างของหุ่นยนต์ จากนั้นจึงเป็นการพัฒนาเป็นรูปแบบการเดินแบบจลน์หรือการเคลื่อนที่โดยอาศัย จุดศูนย์ถ่วงที่อยู่นอกพื้นที่ครอบคลุมของขาทั้ง 2 ข้างซึ่งเป็นรูปแบบการเดินของมนุษย์ตามลำดับ ซึ่งทีมวิศวกรได้ทำการศึกษาวิจัยและพัฒนาตามข้อมูลที่ทำการทดลองและจดบันทึก เป็นฐานข้อมูลจากการทดลองรูปแบบการเคลื่อนที่ของมนุษย์ทีมวิศวกรได้คำนึงถึง องค์ประกอบสำคัญ 3 อย่างในการพัฒนาหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ให้สามารถเดินได้เช่นเดียวกับมนุษย์ คือ 1.การพัฒนาความเร็วในการเคลื่อนที่ไปด้านหน้าของหุ่นยนต์
2.การเพิ่มเติมในระดับถัดไปของร่างกาย เช่น แขน มือและศีรษะ
3.การพัฒนาความสามารถในการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ เช่นการก้าวเดินขึ้นลงบันได หรือการวิ่ง
นาโอะรุ่นสำหรับโรโบคัพมีดีกรีความอิสระ (DOF - degrees of freedom) เท่ากับ 21 ในขณะที่รุ่นสำหรับงานทดลองมี 25 DOF เนื่องจากเพิ่มเติมมือสองข้างเข้าไปด้วยเพิ่อเพิ่มความสามารถทางด้านการหยิบ จับ ทุกรุ่นของนาโอะประกอบด้วย inertial sensor และ ultrasound captors นอกจากนี้นาโอะยังมีไมโครโฟน 4 ตัว ลำโพง 2 ตัว และกล้อง CMOS 2 ตัวเพื่อใช้ประโยชน์ด้านการรู้จำคำพูด, การรู้จำภาพ, และโลคอลไลเซชัน
https://youtu.be/tGEOgTgGRl0
หุ่นยนต์ที่ใช้ทางการเเพทย์
เป็นที่ยอมรับว่าในปัจจุบันนี้ การผ่าตัดแบบแผลเล็กภายใต้กล้องให้ประโยชน์ต่อคนไข้ กล่าวคือ คนไข้สามารถฟื้นตัวเร็ว สามารถกลับไปทำงานและใช้ชีวิตตามปกติได้เร็วกว่าการผ่าตัดแบบเปิด แต่ในการผ่าตัดรักษาโรคที่มีความซับซ้อน โดยเฉพาะบริเวณที่คับแคบและลึก ประกอบกับภาพที่เห็นเป็นสองมิติ ขาดความลึกในการมองเห็นภาพ จึงเป็นข้อจำกัดของเครื่องมือและวิธีการผ่าตัดภายใต้กล้อง เพื่อลดข้อจำกัดข้างต้น และโดยวิวัฒนาการทางการแพทย์ก้าวหน้ามากยิ่งขึ้น การนำหุ่นยนต์มาช่วยผ่าตัดภายใต้กล้อง ประโยชน์ที่เด่นชัดของการนำหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัดมาใช้ คือ ภาพที่เห็นในขณะผ่าตัดเป็นแบบสามมิติขยายใหญ่ขึ้น 10 เท่า และแขนของหุ่นยนต์ รวมถึงการออกแบบปลายข้อเครื่องมือ เลียนแบบการหมุนของมือมนุษย์ แต่การเคลื่อนไหวและการหมุนเป็นไปได้อย่างอิสระและหักงอได้มากกว่า จึงทำให้เพิ่มขีดความสามารถในการผ่าตัด และผลสำเร็จของการผ่าตัดจึงมีมากขึ้น ซึ่งส่งผลให้คุณภาพชีวิตของผู้ป่วยดีขึ้น
หุ่นยนต์ช่วยผ่าตัดประกอบด้วย
1. ส่วนควบคุมการผ่าตัดโดยศัลยแพทย์ ซึ่งศัลยแพทย์จะนั่งหน้าคอนโซล เพื่อควบคุมการผ่าตัดด้วยหุ่นยนต์ มีช่องมองภาพการผ่าตัดเป็นภาพ 3 มิติ สามารถมองเห็นมิติ “ความลึก” มีกำลังขยายภาพของกล้องส่องผ่าตัดถึง 10 เท่า ทำให้การผ่าตัดมีความถูกต้องและแม่นยำมากขึ้น เพิ่มความปลอดภัยในการผ่าตัด และลดการเกิดอันตรายต่อเส้นประสาทใกล้เคียง
2. ตัวหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัด ประกอบด้วย แขนหุ่นยนต์ 4 แขน เป็นแขนช่วยจับกล้องหนึ่งแขน และอีกสามแขนสำหรับการติดตั้งเครื่องมือที่ใช้สำหรับทำผ่าตัดที่ออกแบบคล้ายมือ สามารถทำงานแทนมือศัลยแพทย์ แต่มีการพัฒนาเครื่องมือที่เหนือกว่าข้อมือมนุษย์ กล่าวคือ สามารถหักงอข้อมือ และหมุนข้อมือได้อย่างอิสระได้รอบเครื่องมือ จึงสามารถเข้าไปช่วยทำผ่าตัดในบริเวณที่มีพื้นที่จำกัดได้อย่างแม่นยำและปลอดภัยมากขึ้น
ระบบควบคุมภาพ เป็นส่วนที่ก่อให้เห็นภาพการผ่าตัดภายใต้กล้อง ในบริเวณที่ทำการผ่าตัดภายในตัวผู้ป่วย เพื่อให้แพทย์ ผู้ช่วยผ่าตัด และพยาบาล ได้มองเห็นการผ่าตัดรักษาด้วยหุ่นยนต์ จากความเจริญก้าวหน้าของเทคโนโลยีหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัด และการพัฒนาเครื่องมือหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัดในปัจจุบันสามารถนำมาใช้ร่วมกับการผ่าตัดทางศัลยกรรมเกือบทุกประเภท โรคที่สามารถใช้หุ่นยนต์ช่วยผ่าตัด ประกอบด้วย
1. โรคทางเดินปัสสาวะ เช่น มะเร็งต่อมลูกหมาก มะเร็งไต มะเร็งกระเพาะปัสสาวะ เป็นต้น
2. โรคทางระบบทางเดินอาหาร เช่น มะเร็งลำไส้ใหญ่ มะเร็งกระเพาะอาหาร มะเร็งหลอดอาหาร เป็นต้น
3. โรคระบบนรีเวช เช่น มะเร็งมดลูก การผ่าตัดเนื้องอกมดลูก เป็นต้น
4. โรคระบบหัวใจ เช่น โรคหัวใจขาดเลือด
5. โรคระบบหู คอ จมูก เช่น การผ่าตัดต่อมไทรอยด์ภายใต้กล้อง
ประโยชน์ของการผ่าตัดรักษาด้วยหุ่นยนต์
1. ลดภาวะแทรกซ้อนของการผ่าตัดลง โดยเฉพาะการใช้หุ่นยนต์ช่วยผ่าตัดมะเร็งต่อมลูกหมาก จะช่วยให้ลดอัตราเสี่ยงการเกิดภาวะแทรกซ้อนหลังการผ่าตัดลง ที่สำคัญคือ ภาวะปัสสาวะเล็ด และภาวะบกพร่องของการแข็งตัวขององคชาตหลังการผ่าตัด ทำให้คุณภาพชีวิตหลังการผ่าตัดดีขึ้น
2. เพิ่มความปลอดภัยการผ่าตัดแบบแผลเล็กภายใต้กล้องมากขึ้น จากภาพที่เห็นจากการผ่าตัดขยายใหญ่กว่าปกติ 10 เท่า และเป็นภาพ 3 มิติ ช่วยในการผ่าตัดที่ต้องใช้ความละเอียดสูง เช่น การเลาะต่อมน้ำเหลือง และการผ่าตัดใกล้เส้นประสาท เป็นไปอย่างแม่นยำ
3. ให้ผลสำเร็จการผ่าตัดรักษาดีกว่า เนื่องจากแขนของหุ่นยนต์สามารถทำการผ่าตัดดีกว่ามือของมนุษย์ ด้วยการออกแบบเครื่องมือให้สามารถเคลื่อนไหวหมุนข้อมือได้อย่างอิสระและหักงอได้
4. ระยะเวลาในการผ่าตัดสั้นกว่า และสูญเสียเลือดระหว่างผ่าตัดน้อยลง จากความแม่นยำและความนิ่งในการบังคับแขนหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัดของศัลยแพทย์
5. อาการปวดแผลหลังการผ่าตัดน้อยกว่าผ่าตัดโดยวิธีอื่น เนื่องจากลดการดึงรั้ง และการบาดเจ็บของเนื้อเยื่อรอบท่อนำอุปกรณ์
6. ระยะเวลาในการนอนโรงพยาบาลสั้นกว่า ทำให้กลับไปมีกิจวัตรประจำวันได้เร็วขึ้น
7. การผ่าตัดรักษาด้วยหุ่นยนต์ เป็นการรักษาแบบแผลเล็ก สามารถลดความเสี่ยงการติดเชื้อของแผลผ่าตัดได้ คณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ได้เริ่มนำหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัดมาใช้ในการผ่าตัด ตั้งแต่เดือนพฤศจิกายน 2554 ซึ่งเป็นอีกหนึ่งของวิวัฒนาการผ่าตัด เพื่อคุณภาพชีวิตที่ดีของประชาชนในภาคเหนือ
https://youtu.be/20ZOAZWJfdQ
หุ่นยนต์ที่ใช้เก็บกู้ระเบิด
นับจากหุ่นยนต์ตัวแรกที่ถือกำเนิดขึ้นบนโลกตั้งแต่ยุคก่อนคริสต์ศักราชโดยฝีมือของนักคณิตศาสตร์และนักประดิษฐ์ชาวกรีกด้วยการประดิษฐ์นกพิราบกลที่ขยับปีกขึ้นลงได้โดยอาศัยแรงขับเคลื่อนจากไอน้ำ ได้กลายเป็นจุดเริ่มต้นหรือแรงบันดาลใจในการคิดค้นพัฒนาหุ่นยนต์อีกหลายตัวต่อมา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในปี ค.ศ.1961 มีวิศวกรชาวอเมริกาประดิษฐ์แขนกลหุ่นยนต์สำหรับงานอุตสาหกรรมเป็นตัวแรกของโลก เพื่อให้ทำงานอันตรายในโรงงานประกอบรถยนต์แทนมนุษย์ เรียกได้ว่าเป้าหมายในการพัฒนาหุ่นยนต์ได้เปลี่ยนแปลงไปอย่างสิ้นเชิงจนถึงวันนี้คงไม่มีใครไม่รู้จักหุ่นยนต์ เพราะหุ่นยนต์ในปัจจุบันได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อนำไปใช้งานในหลากหลายมิติ นอกจากในโรงงานอุตสาหกรรมแล้ว ยังมีด้านการแพทย์ การวิจัย เป็นผู้ช่วยในบ้าน ดูแลผู้สูงอายุ ฯลฯ และที่หลายคนอาจยังไม่รู้จักก็คือ หุ่นยนต์ที่ทำหน้าที่ดูแลความมั่นคงของประเทศในรูปแบบของ ‘หุ่นยนต์เก็บกู้-ทำลายล้างวัตถุระเบิด’
ในงาน Open House เปิดบ้านวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ ซึ่งจัดขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ ได้มีการแถลงข่าวเปิดตัว ‘หุ่นยนต์เก็บกู้-ทำลายล้างระเบิดแสวงเครื่อง รุ่น DYNA-T’ ที่คิดค้นและพัฒนาด้วยฝีมือของอาจารย์และนักศึกษาของคณะวิศวกรรมศาสตร์ โดยมี ผศ.มานพ คงคานิธิ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลและการบิน-อวกาศ คณะ วิศวกรรมศาสตร์ เป็นหัวหน้าโครงการพัฒนา และเป็นโปรเจ็กต์สำคัญที่เกิดขึ้นภายใต้ความร่วมมือของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย สำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษา และกรมสรรพาวุธทหารบก
https://youtu.be/2_7UU4zhmso
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น