editor

ผู้เขียน : editor

อัพเดท: 18 ส.ค. 2008 15.24 น. บทความนี้มีผู้ชม: 652465 ครั้ง

บทความเรื่องหุ่นยนต์จาก อาจารย์ ดร.ชิต เหล่าวัฒนา ผู้อำนวยการสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม (FIBO)


ไบโอนิคส์แมน

       ปกติผมไม่ค่อยชอบไปโรงพยาบาลนัก มีจริตไม่อยากไปสัมผัสทุกขเวทนา แม้จะทราบแก่ใจดีว่าเกิด แก่ เจ็บ ตาย เป็นเรื่องธรรมชาติ หลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่เมื่อวานนี้ผมจำเป็นต้องไปโรงพยาบาลพระมงกุฎเกล้าเพื่อประชุมร่วมกับคณะกรรมการดำเนินงานโครงการวิจัยพัฒนาแขนขาเทียมและกายอุปกรณ์สำหรับผู้พิการด้วยเทคโนโลยีสารสนเทศอันเนื่องมาจากพระราชดำริในสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี โดยมีท่าน พล.ต.สหชาติ พิพิธกุล ผู้อำนวยการโรงพยาบาลเป็นประธานคณะทำงาน
       

       ผมรู้สึกประทับใจในความเอาจริงเอาจังของท่านผู้อำนวยการและคณะทำงานอันประกอบไปด้วยคุณหมอ นักวิชาการ และตัวแทนจากองค์กรสาธารณะกุศลต่างๆ ผมเชื่อว่าจะมีองค์ความรู้เกิดขึ้นมากมายจากโครงการนี้และคิดว่าไม่นานต่อจากนี้เพื่อนๆ ผู้พิการคงได้ใช้ประโยชน์จากแขนขาเทียมและกายอุปกรณ์รุ่นใหม่เหล่านี้ โดยเฉพาะเหล่าทหารหาญที่ประสบเหตุในขณะปฏิบัติหน้าที่ตามแนวชายแดน เหยียบกับดักระเบิดและสูญเสียอวัยวะไป
       
       ก่อนหน้านี้ผมได้ศึกษาข้อมูลเชิงลึกเพื่อนำมาออกแบบหุ่นยนต์กู้ระเบิดนั้น มีนายทหารชั้นผู้ใหญ่ท่านหนึ่งได้ให้ข้อมูลผมว่า มีระเบิดฝังอยู่ตามแนวชายแดนเป็นจำนวนกว่าล้านลูกในช่วงระหว่างสงครามเย็น ทำให้ผมและลูกศิษย์มีแรงจูงใจประดิษฐ์หุ่นยนต์ออกไปกู้เพื่อนำไปทำลายระเบิดเหล่านั้น
       นอกจากผู้พิการที่เกิดจากการเหยียบกับดักระเบิดแล้ว ยังมีน้องๆ ที่เกิดมาพิการ ขาดแขนขา คณะผู้วิจัยของศูนย์เทคโนโลยีอิเลคทรอนิคส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ หรือเนคเทค ได้ประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศเข้ามาช่วยในระดับหนึ่งแล้ว
       
       เมื่อต้องมาคิดออกแบบระบบหุ่นยนต์ที่เข้ามามีส่วนร่วมในโครงการเหล่านี้ ทำให้ผมอดนึกถึงภาพยนตร์ยอดฮิตสมัยผมยังเด็กเมื่อประมาณ 30 ปีมาแล้ว นั่นคือ ไบโอนิคส์แมน: The Six Million Dollar Man นำแสดงโดย ลี เมเจอร์ ไบโอนิคส์แมนนี้ชื่อก็บอกแล้วว่าเป็นมนุษย์แต่อวัยวะบางส่วนไม่มี ไม่ทำงานหรือทำงานได้ไม่ดี จึงต้องใช้อุปกรณ์กลไฟฟ้า (Electromechanical Devices)เข้าทำงานแทน
       
       แนวความคิดนี้ได้รับการพัฒนาต่อมาเป็น ไซบอร์ก (Cyborg) และวันนี้ได้ก้าวออกมาจากนิยายวิทยาศาสตร์บนจอภาพยนตร์สู่ชีวิตจริง! แม้ว่ายังวิ่งไม่ถึง 60 ไมล์ต่อชั่วโมงอย่างคุณลี เมเจอร์ แต่ได้บรรลุถึงหลักการใหญ่ที่เน้นการทำงานร่วมกันระหว่างอุปกรณ์เหล่านั้นกับสัญญาณจากสมองมนุษย์ ช่วยให้คนพิการ เห็น ฟัง และเคลื่อนไหวได้ดีขึ้นมาก
       
       ในขั้นต้นเมื่อประมาณสามปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการบันทึกสัญญาณไฟฟ้าจากคลื่นอิมเพลาส์ของระบบประสาทมนุษย์ แม้ว่าเราจะนั่งเฉยๆ ก็ตาม สัญญาณไฟฟ้าที่กล่าวถึงนี้ก็ยังคงเกิดอยู่ตลอดเวลาขึ้นสัมพันธ์กับการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อ
       
       การค้นพบนี้เป็นการเปิดประตูสำคัญ ทำให้วิธีการเดินสายไฟฟ้า สายสัญญาณยั้วเยี้ยในร่างกายล้าสมัยไปทันที และทำให้นักวิจัยฝันต่อ วิจัยอย่างหนักเพื่อให้สมองมนุษย์และคอมพิวเตอร์สามารถสื่อสารกันได้โดยตรง เพราะสมองก็เช่นเดียวกันที่มีสัญญาณไฟฟ้าอยู่ตลอดเวลา หากมีการฝัง Brain Implant เข้าไปที่ Motor Cortex ซึ่งเป็นส่วนของสมองที่มีหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของร่างกาย ดังนั้นเพียงแค่มนุษย์คิดอยากจะเคลื่อนไหว Brain Implant จะรับสัญญาณเหล่านี้แล้วขยายสัญญาณผ่านผิวหนังถึงคอมพิวเตอร์
       ผลการทดลองทำให้คนพิการสามารถเลื่อน Cursor บนจอคอมพิวเตอร์ได้ และลิงสามารถขยับแขนหุ่นยนต์โดยวิธีการเดียวกัน ผมเชื่อว่ามีท่านผู้อ่านหลายกำลังคิดเหมือนผมว่า ต่อไปเราคงสามารถควบคุมการทำงานได้ทั้งกล้ามเนื้อเรียบและกล้ามเนื้อลาย หากเราเข้าใจลักษณะสัญญาณสมองที่มีมาควบคุมกล้ามเนื้อเหล่านั้นดีพอ หัวใจเทียมและไตเทียมก็จะมีประสิทธิภาพในการทำงานดีขึ้น
       
       สมองจะคิดได้ชัดเจนเท่าใดนั้นขึ้นอยู่กับการทำงานของจิต การเทรนให้มนุษย์ใช้อุปกรณ์เหล่านี้จนชำนาญ ในสายตาผมคือการ “ฝึกจิต” ระดับพื้นฐานนั่นเอง สำหรับผู้ที่มีสมาธิแก่กล้าอาจไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ขยายสัญญาณและวงจรกรองสัญญาณรบกวนเลยครับ
       
       ปลายปีที่แล้ว Dr. Hugh Herr จาก MIT Media Lab ได้มาบรรยายเกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้และแสดงข้อมูลว่า วันนี้ความก้าวหน้าได้ไปไกลมาก มีการฝังไมโครชิพในส่วนต่างๆ ของร่างกายเพื่อให้ระบบไบโอนิคส์สามารถทำงานหลายๆ งานพร้อมกันได้ ซึ่งเรื่องนี้ผมได้แย้งว่าเป็นไปได้อย่างไร? เพราะความเป็นจริงสมองนั้นคิดทีละเรื่อง ณ.เวลาหนึ่งๆ ท้ายที่สุดคือ พูดเรื่องเดียวกันคือ คิดทีละเรื่องแต่มีการสับเปลี่ยนเรื่องที่คิดในลักษณะของ Multiplexer จะเป็นจริงหรือเปล่าไม่แน่ใจครับ
       
       Dr. Herr เมื่อตอนยังหนุ่ม ชอบการผจญภัย ปีนยอดเขาสูงๆ และเล่นสกี เกิดอุบัติเหตุทำให้ต้องผ่าตัดขาทั้งสองข้างระดับแข้งทิ้งไป พอต้องมาใช้อุปกรณ์ขาเทียมมาตรฐานเกิดความรำคาญและไม่สะดวกในการใช้เลยเพราะเป็นท่อนแข็งๆ มาต่อไว้ที่หัวเข่า ทั้งนี้ เนื่องจากการทำงานของขาเทียมเหล่านี้ไม่ได้สัมพันธ์กับการเคลื่อนไหวของร่างกายเลย Dr. Herr จึงได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ขาเทียมแบบยืดหยุ่น (Passive Artificial Leg) ขึ้นมาใช้เอง โดยใช้ประโยชน์จาก สปริง และแดมเปอร์ อุปกรณ์ลักษณะเช่นเดียวกับระบบกันสะเทือนของรถยนต์ แต่เป้าประสงค์ต่างกัน
       
       ในรถยนต์ต้องการลดการสะเทือนโดยแปรเปลี่ยนพลังงานจลน์เป็นพลังงานความร้อนไป แต่ในขาเทียมทำหน้าที่สะสมพลังงานศักย์ในการบิดตัวของข้อต่อแต่ละครั้งและใช้พลังงานนี้ไปในทิศทางสัมพันธ์กับแรงและโมเมนต์ที่เกิดขึ้นจนทำให้รูปร่างของขาเทียมสอดคล้องกับการเดิน หลายท่านอาจดูว่าขาเทียมแบบยืดหยุ่นไม่ค่อยจะไฮเทคเท่าไหร่นัก ไม่เห็นจะเหมือนกับ Bionics Man, RoboCop หรือ คุณ อาร์โนลด์ ชว๊าสเซเนเกอร์ ใน Terminator
       แต่สำหรับผมถือว่าสุดยอดด้วยเหตุผลว่า ต้องมีการคำนวณและออกแบบอย่างลึกซึ้ง เพื่อให้รู้ค่าเหมาะสมของความแข็งของสปริงและแดมเปอร์ จากนั้นในการทำงานจริงอุปกรณ์มีการป้อนกลับข้อมูลแบบ “ทางกล” เพื่อชดเชยค่าผิดพลาดหรือความเพี้ยนอย่างอัตโนมัติ ไม่ต้องไปใช้ เซ็นเซอร์ และคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนให้ยุ่งยาก อะไรที่ง่ายๆ ไม่เหมือนใครอย่างนี้ บางครั้งต้องใช้ “ปัญญาญาณ” (Intuition) ขั้นสูงถึงจะ “รู้” ได้
       
       ภาวะรู้เช่นนี้ การคิดแบบปรีชาญาณ (Intellect) อาจเข้าไม่ถึง และเทคนิคที่ใช้ส่งผ่านข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ทางกลเหล่านี้ ผมก็ถือว่าเป็นเทคโนโลยีสารสนเทศแขนงหนึ่งเช่นกัน
       
       ที่สำคัญที่สุด ราคาขาเทียมประเภทนี้จะถูกกว่าประเภทแอคทีฟที่ต้องอาศัยการควบคุมที่ซับซ้อน เมื่อมีปัญหาขึ้นมาก็ซ่อมแซมลำบาก เปรียบเทียบกับรถยนต์สมัยนี้ ผมหมดสิทธิ์ซ่อมเองแบบแต่ก่อน เพราะเทคโนโลยีปัจจุบันใช้สมองกลเป็นหลัก รถเสียขึ้นมาต้องนำเข้าอู่สถานเดียว หรือแม้แต่บางครั้งยังไม่เสียเลย กลับมีไฟเตือนให้นำรถไปเช็คและเตรียมเสียเงินได้แล้ว
       
       ผมชอบเตือนสติลูกศิษย์อยู่บ่อยๆ ว่านักเทคโนโลยีอย่างพวกเราที่ สถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม (ฟีโบ้)นั้น ชอบหมกมุ่นและเล่นอยู่กับเทคโนโลยีใหม่ๆ เปรียบเสมือนกับการไปเที่ยวสวรรค์ในสมาธิจิต หากมัววิ่งเล่นในสวนดอกไม้สวยงามหน้าประตูทางเข้าสวรรค์ ก็ยากที่จะได้เข้าไปใกล้สัจธรรม นักเทคโนโลยีต้องวางเทคโนโลยีอันน่าตื่นเต้นให้เป็น จึงสามารถเข้าถึงแก่นแท้ของสาระที่เป็นประโยชน์ได้




ข้อคิดเห็น/เสนอแนะ มาที่ผู้เขียนได้ที่ djitt@fibo.kmutt.ac.th



drdjitt7070.jpg

รู้จักผู้เขียน
รศ.ดร. ชิต เหล่าวัฒนา
จบปริญญาตรีวิศวกรรมศาสตร์ (เกียรตินิยม) จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้า ธนบุรี ไดัรับทุนมอนบูโช รัฐบาลญี่ปุ่นไปศึกษาและทำวิจัยด้านหุ่นยนต์ที่มหาวิทยาลัยเกียวโต ประเทศญี่ปุ่น เข้าศึกษาต่อระดับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยคาร์เนกี้เมลลอน สหรัฐอเมริกา ด้วยทุนฟุลไบรท์ และจากบริษัท AT&T ได้รับประกาศนียบัตรด้านการจัดการเทคโนโลยีจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งมลรัฐแมสซาชูเซสต์ (เอ็มไอที) สหรัฐอเมริกา

ภายหลังจบการศึกษา ดร. ชิต ได้กลับมาเป็นอาจารย์สอนที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้า ธนบุรี และเป็นผู้ก่อตั้งสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม หรือที่คนทั่วไปรู้จักในนาม “ฟีโบ้ (FIBO)” เป็นหน่วยงานหนึ่งในมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้า ธนบุรี เพื่อทำงานวิจัยพื้นฐาน และประยุกต์ด้านเทคโนโลยีหุ่นยนต์ ตลอดจนให้คำปรึกษาหน่วยงานรัฐบาล เอกชน และบริษัทข้ามชาติ (Multi-national companies) ในประเทศไทยด้านการลงทุนทางเทคโนโลยี การใช้งานเทคโนโลยีอัตโนมัติชั้นสูง และการจัดการเทคโนโลยีสารสนเทศอย่างมีประสิทธิภาพ



บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที