editor

ผู้เขียน : editor

อัพเดท: 18 ส.ค. 2008 15.24 น. บทความนี้มีผู้ชม: 658780 ครั้ง

บทความเรื่องหุ่นยนต์จาก อาจารย์ ดร.ชิต เหล่าวัฒนา ผู้อำนวยการสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม (FIBO)


ผิวหนังหุ่นยนต์

ปลายนิ้วของมนุษย์มีความหนาแน่นของตัวรับสัญญาณถึง 250 receptors/ตารางเซนติเมตร และสามารถรับรู้ค่าต่างๆได้หลายรูปแบบ เช่น การสั่นสะเทือน ความดัน อุณหภูมิ ความเจ็บปวด ความละมุนละไมของวัตถุที่นิ้วไปสัมผัส นอกจากนี้ผิวหนังของสัตว์บางประเภทยังรับรู้ความเข้มของแสงได้อีกด้วย
       

       ในขณะที่หุ่นยนต์ที่ทันสมัยสุดๆอย่าง อาซิโมและคิวริโอนั้น เซ็นเซอร์ที่ใช้อยู่และเป็นระดับหนึ่งหน่วยหรือเป็นตาราง (Arrays) แบบง่ายๆ แต่ผมก็เชื่อว่าหุ่นยนต์ทั้งสองจะมีการพัฒนาระบบเซ็นเซอร์ไปถึงระดับเครือข่าย Sensate Media
       
       เครือข่ายเซ็นเซอร์ที่กล่าวถึงนี้ได้รับการพัฒนากันอย่างกว้างขวางในหมู่ห้องปฏิบัติการวิจัยทั่วโลก ที่ Media Lab ของเอ็มไอที มีโครงการที่ชือว่า "Tribble" ประกอบไปด้วยหน่วยรับรู้ต่างๆที่ต่อถึงกันทั้งด้านกายภายและการสื่อสารเพื่อให้เกิดการทำงานแบบเครือข่าย ขนาดของ Tribble เท่ากับลูกฟุตบอล หน่วยรับรู้ครอบคลุมการวัดค่าต่างๆใกล้เคียงกับค่าที่ผิวหนังมนุษย์รับได้และยังได้เพิ่มเซ็นเซอร์ทางด้านแสงและเสียงเข้าไปด้วย นักวิจัยส่วนใหญ่เรียกขาน Tribble ว่าเป็นผิวอิเลกทรอนิกส์-หุ่นยนต์ (Electronics, robotic skin) และเพื่อความตื่นเต้นตอนเด็กๆมาเล่นด้วย ผู้สร้าง Tribble ได้เพิ่มเติมแสง-สี-เสียง ตอบสนองออกมาเมื่อมีสิ่งเร้ามากระทบกับผิวของ Tribble โปรไฟล์อาการตอบสนองเหล่านี้เกิดจากการประสานข้อมูลที่หน่วยรับรู้ระดับต่ำสุดรับเข้ามา หลังจากประสานข้อมูลแล้วบางข้อมูลต้องผ่านขบวนการตีความและการคำนวณเพิ่มเติมซึ่งต้องใช้เวลา แต่บางข้อมูลต้องตอบสนองทันทีในลักษณะที่คล้ายๆกับอาการรีเฟลกซ์ของมนุษย์ ทั้งนี้ด้วยเหตุผลเรื่องความอยู่รอด เหมือนตอนที่คุณหมอเอาค้อนยางเคาะที่หัวเข่าเรา ท่อนขาช่วงล่างจะกระตุกและเคลื่อนไหวทันทีหากเรายัง "ฟิต" อยู่ อาการรีเฟลกซ์น่าจะเป็นเรื่องที่ฝึกฝนได้โดยเฉพาะกับคนที่ใช้เวลาส่วนใหญ่กับศิลปะป้องกันตัว เมื่อเราเข้าไปใกล้โดยที่เขาไม่ทันรู้ตัว อาการรีเฟลกซ์ของเขาอาจทำให้เราบาดเจ็บได้โดยที่เขามิตั้งใจ
       
       ลูกบอล Tribble มีรูปร่างหน้าตัดแบบหกเหลี่ยม (Truncated Isocohedron) ประกอบไปด้วย 20 Hexagons และ 12 Pentagons แม้จะมีหน้าตัดอย่างว่าแต่ได้ติดตั้ง Curved Sensing Nodes เพื่อที่ Tribble จะได้รับข้อมูลรอบทิศทางแบบลูก บอลทรงกลม มีแบตเตอรีอยู่ตรงกลางของลูกบอลเพื่อให้เกิดมวลสมดุลย์ แบตเตอรีนี้สามารถจ่ายพลังงานไฟฟ้าครอบคลุมการสื่อสารทั้งหมดของหน่วยรับรู้และการเคลื่อนที่ หลักการสำคัญคือหน่วยรับรู้จะสื่อสารกับตัวที่อยู่ใกล้กันใน ลักษณะ Peer-to-Peer ไม่ใช่ Mother-to-Daughter จึงทำให้รวดเร็วและประหยัดพลังงาน นอกจากนี้ยังไม่มีหน่วยประมวลผลกลาง ในแต่ละหน้ามี เซ็นเซอร์ความดัน อุณหภูมิ
       ความเข้มแสง ไมโครโฟน ฯลฯ แต่ละ 516 ช่องสัญญาณเซ็นเซอร์มีการแซมปลิง ด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ 8 บิท ที่ความถี่ หนึ่งกิโลเฮริตซ์ นั่นคือ มี sensory bandwidth ถึง 5 Mbits/second โปรดสังเกตว่า Tribble มีขน Tentacles อยู่รอบตัวทำหน้าที่เป็นตัวขับเคลื่อน (Actuators) สร้างการเคลื่อนที่แบบต่างๆ ขึ้น/ลง และกลิ้งไปมาได้ โดยมี การสั่นและแสงสีแยกให้เห็นความแตกต่างในแต่ละแอคชั่น
       
       ปัจจุบัน Tribble มิได้มีไว้แค่โชว์เพื่อจุดประสงค์ด้าน Edutainment เท่านั้น แต่ยังเป็นอุปกรณ์ในการทดลองหลายอย่าง อาทิเช่น การสื่อสารระหว่างหน่วยรับรู้ในแต่ละ Panel ที่ใกล้เคียงกันนั้น นำไป Simulate ขบวนการผลิตสารเคมีให้เรารู้ถึงภาวะ เกิดขึ้น-ตั้งอยู่-ดับสลายไป (Buildup-Stay-Decay) ที่เกิดขึ้นในเนื้อเยื่อสิ่งมีชีวิต โดยทั่วไปสิ่งมีชีวิตใช้ทิศทางระดับสารเคมีในการสร้างเครือข่ายระบบควบคุมพฤติกรรม พื้นฐานพฤติกรรมสองอย่างคือการสะกดกลั้นไว้ และ ตื่นเต้นเก็บอาการไม่อยู่ ได้นำมาศึกษาและทดลองบน Tribble เพื่อใช้สร้างอัลการิธึ่ม ควบคุมมิให้ หน่วยรับรู้อ่อนไหว (sensitive) มากเกินไป ดังเช่นในกรณีที่ต้องละความสนใจหรือพัฒนา "ความเคยชิน" กับแสงสว่างอ่อนๆที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงมากนักแล้วไปใส่ใจกับสิ่งที่สะดุดตาและเหตุการณ์สำคัญหรือสถานการณ์ที่ต้องมีการค้นหาข้อมูลเพิ่มเติม ครั้งหนึ่ง Tribble ไปโชว์ตัวที่งานแสดงเทคโนโนโลยีหุ่นยนต์ เมื่อมีเด็กคนเดียวมาเล่นด้วย การสื่อสารระหว่างหน่วยรับรู้จะกระตุ้นให้ปฎิกริยาตอบสนอง: แสงสีเสียงและการเคลื่อนไหว ของแต่ละ actuator ใกล้เคียงไปยังเด็กคนนั้น แต่ถ้ามีเด็กหลายคนมาเล่นพร้อมๆกัน แต่ละหน่วยรับรู้และ actuator จะทำงานเฉพาะที่ (Localization) เพื่อตอบสนองเด็กแต่ละคน
       
       ในอนาคตเมื่อติดตั้ง Electronics Skin ทำนองเดียวกันนี้เข้าไปที่หุ่นยนต์นอกจากทำให้หุ่นยนต์สามารถรับรู้ในสิ่งที่มนุษย์รู้ได้ ความสามารถของหุ่นยนต์นี้เองจะทำให้เกิดการยอมรับใน "สายพันธ์" ของมนุษย์นี้มากขึ้น ในส่วนเพิ่มเติมเช่นการรับรู้ข้อมูลแสงหรือสารเคมี รังสีที่อันตราย ที่ผิวเทียมนี้ทำได้ก็จะช่วยให้มนุษย์เอาตัวรอดจากอันตรายได้ดีขึ้น แน่นอนครับว่าฐานความคิดผมมาจากความเชื่อที่ว่านักวิจัยสร้างหุ่นยนต์ขึ้นมาเพื่อให้เป็น "มิตรคู่กาย" หากสร้างขึ้นมาเป็นศัตรูมาทำลายล้างเผ่าพันธุ์มนุษย์ก็คงน่าสะพรึงกลัว ยิ่งนัก มีการคาดการณ์ว่า ภายในปี ค.ศ. 2050 หุ่นยนต์จะฟอร์มทีมฟุตบอล เข้าไปแข่งกับมนุษย์ ในงาน "WorldCup" และปี ค.ศ. 2100 ระดับความสามารถหุ่นยนต์ เกือบทุกด้านจะสูงกว่ามนุษย์เป็นครั้งแรก เขาจะก้าวขึ้นมาเป็น "สายพันธ์" เด่นอย่างชัดเจน
       
       ถึงเวลานั้น ปัญญาประดิษฐ์อาจพัฒนาต่อไปถึง "จิตเทียม" ได้ และเมื่อร่างกายคนเราขาดสมดุลย์ "จิตตชีวะ" ต้องตายลง จิตและกายของเราแยกจากกันแล้ว เราสามารถฝากจิตเทียมๆนี้ไว้กับหุ่นยนต์ก็ได้นะครับ




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