วันก่อน ผมมีโอกาสได้นั่งคุยกับน้องๆ ม. 6 ที่มาสัมภาษณ์เข้ามาศึกษาต่อปริญญาตรีที่คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้า ธนบุรี (มจธ.) หลายคนต้องการศึกษาต่อโปรแกรมหุ่นยนต์ เผอิญสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม (ฟีโบ้) เปิดสอนเฉพาะปริญญาโทและเอก ผมจึงได้แนะนำว่าพื้นฐานของหุ่นยนต์นั้นมาจากหลายสาขา อาทิ เครื่องกล อิเลกทรอนิคส์ ไฟฟ้า คอมพิวเตอร์ สามารถนำประยุกต์ออกแบบและสร้างหุ่นยนต์ได้ อีกทั้งปัจจุบันมหาวิทยาลัยหลายแห่งในประเทศไทยรวมทั้ง มจธ. ได้เปิดโปรแกรมแมคคาทรอนิคส์ระดับปริญญาตรีอีกด้วย โปรแกรมนี้มีการเรียนการสอนถ่ายทอดความรู้ด้านเทคโนโลยีหุ่นยนต์ได้เป็นอย่างดี อย่างไรก็ตาม การรู้ที่มาของหุ่นยนต์น่าจะเป็นพื้นฐานสำหรับนักศึกษาที่สนใจอันจะนำไปสู่เทคโนโลยีหุ่นยนต์ในอนาคตได้
       
       หุ่นยนต์ (Robot) คือหุ่นที่ทำเป็นรูปคนมีกลไกอยู่ภายใน หรือเครื่องจักรกลที่สามารถทำงานแทนมนุษย์ และตั้งลำดับการทำงานก่อนหลังได้ สมาคมหุ่นยนต์อุตสาหรรมแห่งญี่ปุ่น (JIRA : Japanese Industrial Robot Association) ได้แบ่งมาตรฐานประเภทของหุ่นยนต์ ไว้ดังนี้
       
       • ระดับ 1 กลไกที่ถูกควบคุมด้วยมนุษย์ (manual-handling device)
       • ระดับ 2 หุ่นยนต์ที่ทำงานตามแผนล่วงหน้า โดยไม่สามารถปรับเปลี่ยนแปลงแผนงานได้ (fixed-sequence robot)
       • ระดับ 3 หุ่นยนต์ที่ทำงานตามแผนล่วงหน้า โดยสามารถปรับเปลี่ยนแปลงแผนงานได้ (variable-sequence robot)
       • ระดับ 4 ผู้ควบคุมเป็นผู้สอนงานให้กับหุ่นยนต์ หุ่นยนต์จะทำงานตามที่หน่วยความจำบันทึกไว้ (playback robot)
       • ระดับ 5 ผู้ควบคุมบันทึกข้อมูลเชิงตัวเลขการเคลื่อนที่ให้กับหุ่นยนต์ หุ่นยนต์สามารถทำงานได้เอง โดยไม่ต้องทำการสอนงาน (numerical control robot)
       • ระดับ 6 หุ่นยนต์มีความฉลาด สามารถเรียนรู้สภาพแวดล้อม ตัดสินใจ และทำงานได้ด้วยด้วยเอง (intelligent robot)

       
       แต่สถาบันหุ่นยนต์แห่งสหรัฐอเมริกา (RIA : The Robotics Institute of America) พิจารณาเพียงระดับ 3-6 เท่านั้นที่ถือว่าเป็นหุ่นยนต์
       
       หุ่นยนต์ มาจากคำว่า โรบอท (Robot หรือ Robota) ในภาษาเช็ก ซึ่งแปลว่า ทาส หรือผู้ใช้แรงงาน ในปี พ.ศ. ๒๔๖๔ นักประพันธ์ชื่อ การ์เรล แคปเปก (Karel Capek) ชาวเช็ก ได้ประพันธ์ละครเวทีเรื่อง อาร์.ยู.อาร์ (R.U.R. Rossum's Universal Robots) โดยในละครนั้นมีเนื้อหาที่เกี่ยวกับมนุษย์ต้องการทาสรับใช้ จึงสร้างหุ่นยนต์ขึ้นมาช่วยในการทำงาน ต่อมาหุ่นยนต์พัฒนามีความฉลาดขึ้น จึงทำให้หุ่นยนต์ต่อต้านมนุษย์ไม่ยอมให้กดขี่ข่มเหงอีกต่อไป ละครเรื่องนี้โด่งดังเป็นที่นิยมมากจนทำให้คำว่า โรบอท เป็นที่รู้จักกันทั่วโลก
       
       ต่อมาในปี พ.ศ. ๒๔๘๕ ไอแซค อสิมอฟ (Isaac Asimov) นักวิทยาศาสตร์และนักประพันธ์ ชาวอเมริกัน เชื้อสายรัสเซีย ได้ประพันธ์นวนิยายเชิงวิทยาศาสตร์เรื่อง รันอะราวน์ (Runaround) โดยในนวนิยายนั้นมีเนื้อหาเกี่ยวกับหุ่นยนต์ และได้ตั้ง กฎ ๓ ข้อของหุ่นยนต์ขึ้นมา เพื่อประกอบกับงานประพันธ์ของเขาเอง คือ
       
       ๑. หุ่นยนต์ห้ามทำร้ายมนุษย์ หรือนิ่งเฉยปล่อยให้มนุษย์ตกอยู่ในอันตราย
       ๒. หุ่นยนต์ต้องเชื่อฟังคำสั่งมนุษย์ ยกเว้นคำสั่งนั้นขัดแย้งกับกฎข้อแรก
       ๓. หุ่นยนต์ปกป้องตัวเองได้ แต่ต้องไม่ขัดกับกฎข้อแรกหรือกฎข้อที่สอง
       หลังจากบทประพันธ์ของอสิมอฟเผยแพร่ออกไป นักวิทยาศาสตร์ก็ได้ให้ความสนใจหุ่นยนต์มากขึ้น และเริ่มต้นพัฒนาหุ่นยนต์ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา

       
       หุ่นยนต์แบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆตามลักษณะการใช้งาน คือ
       1.หุ่นยนต์ชนิดติดตั้งอยู่กับที่ (fixed robot) หุ่นยนต์ประเภทนี้ จะมีลักษณะเป็นแขนกล สามารถขยับและเคลื่อนไหวได้เฉพาะข้อต่อ มักถูกนำใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม
       2. หุ่นยนต์ชนิดที่เคลื่อนที่ได้ (mobile robot) หุ่นยนต์ประเภทนี้ จะสามารเคลื่อนที่ไปไหนมาไหนได้ด้วยตัวเอง โดยการใช้ล้อ ขา หรือการขับเคลื่อนในรูปแบบอื่นๆ
       
       หุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้ตัวแรกเกิดในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองในช่วงปี พ.ศ. ๒๔๘๒ - ๒๔๘๘ ซึ่งส่วนใหญ่ได้แก่ระเบิดบิน (flying bomb) ที่มีความฉลาดโดยอาศัยเซนเซอร์ (sensor) เป็นตัวตรวจรู้ควบคุมการจุดระเบิด
       
       ในช่วงปี พ.ศ. ๒๔๙๑ – ๒๔๙๒ วิลเลี่ยม เกรย์ วอลเทอร์ (William Grey Walter) ชาวอเมริกันสร้าง เอลเมอร์ (Elmer) และเอลซี่ (Elsie) ซึ่งเป็นหุ่นยนต์อัตโนมัติมีรูปร่างคล้ายเต่าเรียกว่า แมคินา สเปคคูลาทริกซ์ (Machine speculatrix) ซึ่งสร้างจากมอเตอร์ไฟฟ้า มีล้อ ๓ ล้อใช้ในการเคลื่อนที่ หุ่นยนต์ทั้งสองตัวมีเซ็นเซอร์ตรวจวัดแสง และถูกตั้งการทำงานให้วิ่งเข้าหาแสง โดยหุ่นยนต์สามารถที่จะหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางได้
       
       ต่อมาในปี พ.ศ. ๒๕๐๓ มหาวิทยาลัยจอนส์ฮอปกินส์ (Johns Hopkins University)ได้พัฒนาหุ่นยนต์ชื่อ บีสท์ (Beast) ซึ่งใช้เซ็นเซอร์ตรวจวัดแสง และระบบการสะท้อนของคลื่นเสียง(sonar) ช่วยในการนำทาง และสามารถกลับมาเติมพลังงานเข้าสู่แบตเตอรี่ได้เอง
       
       หุ่นยนต์อุตสาหกรรมตัวแรกของโลก ถือกำเนิดในปี พ.ศ. ๒๕๐๔ โดย จอร์จ ดีวอล (George Devol) และ โจเซฟ เอ็นเกลเบอร์เกอร์ (Joseph Engelberger) วิศวกรชาวอเมริกัน ทั้งสองได้ประดิษฐ์แขนกลหุ่นยนต์ สำหรับใช้ในงานอุตสาหกรรม ชื่อ ยูนิเมท (Unimate) ซึ่งทั้งสองได้เปิดบริษัทสร้างหุ่นยนต์เป็นแห่งแรกของโลกในชื่อ ยูนิเมชั่น (Unimation) ซึ่งต่อมาโจเซฟได้รับสมญานามว่า "บิดาแห่งหุ่นยนต์ด้านอุตสาหกรรม"
       
       ในช่วงปี พ.ศ. ๒๕๐๙ – ๒๕๑๕ เชกกี้ (Shakey) หุ่นยนต์เคลื่อนที่ตัวแรกทีมีความคิดเป็นของตัวเอง โดยสถาบันวิจัยสแตนด์ฟอร์ด (SRI : Standford Research Institute) เชกกี้จะมีระบบคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการประมวลผลภาพ และจะมีสัญญาณเซนเซอร์เป็นเครื่องบอกสัญญาณในการเคลื่อนที่ไปมา
       
       ปี พ.ศ. ๒๕๒๐ ภาพยนต์เรื่องสตาร์วอร์ (Star Wars) ได้สร้างจินตนาการถึงหุ่นยนต์ที่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอัตโนมัติ (R๒D๒) และหุ่นยนต์คล้ายมนุษย์ (C๓PO) ทำให้คนส่วนใหญ่รู้จักหุ่นยนต์

 

ในปี พ.ศ. ๒๕๒๔ ๒๐ ปีหลังจากหุ่นยนต์อุตสาหกรรมตัวแรกที่ถือกำเนิดในประเทศสหรัฐอเมริกา แต่หุ่นยนต์กลับได้รับการพัฒนา และมาเติบโตที่ญี่ปุ่นในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรม การขยายตัวของอุตสาหกรรมญี่ปุ่น ทำให้หุ่นยนต์ถูกใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตต่างๆมากมายแทนแรงงานคน เช่น อุตสาหกรรมยานยนต์ อุตสาหกรรมอิเลคทรอนิกส์และอุตสาหกรรมเครื่องใช้ไฟฟ้า
       
       หุ่นยนต์มักถูกใช้ในงานที่เสี่ยงอันตราย หรืองานที่ต้องการความแม่นยำและความละเอียดสูง ในช่วงแรกหุ่นยนต์จะขาดความสามารถในการเรียนรู้ ทำงานได้อย่างจำกัดโดยการได้รับคำสั่งจากมนุษย์ แต่แล้วความสามารถของหุ่นยนต์กลับเพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณ เมื่อคอมพิวเตอร์ได้ก้าวเข้าสู่ยุคอินเตอร์เน็ต (Internet) ตั้งแต่ พ.ศ. ๒๕๓๓ เป็นต้นมา หุ่นยนต์มีความสามารถมากขึ้น และแข็งแกร่งมากขึ้น จากวิทยาการด้านคอมพิวเตอร์ วัสดุ และโลหะ วิทยาการความรู้ที่มนุษย์สั่งสมมาสามารถถ่ายทอดเข้าสู่สมองกลของหุ่นยนต์ภายในเสี้ยววินาที
 
ภาพหุ่นยนต์ “ไอโบ้”
       ในปีพ.ศ. ๒๕๔๐ ความชาญฉลาดของมนุษย์ได้ถูกท้าทายจากปัญญาประดิษฐ์ (artificial Intelligence) แกรี่ กาสปาโรฟ (Garry Kasparov) แชมป์หมากรุกโลกชาวรัสเซีย สูญเสียแชมป์ให้กับสมองกลที่พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอน (Carnegie Mellon) และบริษัทไอบีเอ็ม (IBM) สมองกลรุ่นใหม่นี้ทำให้หุ่นยนต์มีการทำงานที่รวดเร็วมากขึ้น หุ่นยนต์เริ่มมีอารมณ์และความรู้สึก สามารถทำงานบางอย่างได้ด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลภายในสมองกลของหุ่นยนต์เอง โดยไม่ต้องอาศัยการตัดสินใจจากมนุษย์
 
ภาพหุ่นยนต์ “อซิโม”
       หุ่นยนต์ถูกพัฒนาความสามารถทางกายภาพ และความคิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง บทบาทของหุ่นยนต์ได้เปลี่ยนไปจากเครื่องจักรกลที่ทำงานได้อย่างแม่นยำในโรงงานอุตสาหกรรรม มาเป็นหุ่นยนต์ที่มีลักษณะเป็นสัตว์เลี้ยงของมนุษย์ ในปี พ.ศ. ๒๕๔๒ หุ่นยนต์สุนัข ไอโบ้ (Aibo) ของบริษัทโซนี่ (Sony) ได้ถูกพัฒนาขึ้น ให้มีความรู้สึกตอบสนอง และเป็นเพื่อนของมนุษย์
       
       ในปี พ.ศ. ๒๕๔๓ บริษัทฮอนด้า (Honda) ประเทศญี่ปุ่นได้พัฒนาหุ่นยนต์เดินสองขาคล้ายมนุษย์ (humanoid) มาจนถึงรุ่นที่ ๑๑ โดยใช้เวลาค้นคว้าและวิจัยถึง 14 ปี ซึ่งรู้จักกันในชื่อว่า “อซิโม” (ASIMO) ซี่งอซิโมถูกวางให้เป็นหุ่นยนต์ที่สามารถทำงานรับใช้มนุษย์ได้ เป็นเพื่อนที่แสนดี และเพื่อนคู่คิดของมนุษย์ เนื่องจากหุ่นยนต์มีชีวิตที่ยืนยาวกว่า ดังนั้นเมื่ออยู่ร่วมกับมนุษย์หุ่นยนต์จะช่วยเป็นสื่อการส่งผ่านความรู้ที่เกิดจากการปฏิสัมพันธ์กับมนุษย์ ไปสู่รุ่นลูกหลานของมนุษย์ต่อไปได้
       
       ความก้าวหน้าทางวิทยาการด้านการพัฒนาหุ่นยนต์
       การพัฒนาหุ่นยนต์นั้นต้องอาศัยความก้าวหน้าทางวิทยาการใน ๕ สาขาต่อไปนี้
       
       ๑. วิทยาการด้านปฏิสัมพันธ์ (interaction) หุ่นยนต์จะต้องมีความสามารถทักทายมนุษย์ หรือแม้กระทั่งเพื่อนหุ่นยนต์ด้วยกันเอง โดยผ่านสั่งการด้วยเสียง หรือประสาทสัมผัสต่างๆปัญญาประดิษฐ์จะช่วยให้หุ่นยนต์เข้าใจความหมายเชิงกลุ่มคำหรือประโยค หรือการตีความหมายจากสัญญาณอื่นๆ
       
       ๒. วิทยาการด้านการเคลื่อนที่ (locomotion) ปัจจุบันหุ่นยนต์สามารถลุกขึ้น เดิน ยืน และวิ่งเหยาะๆ ได้แล้ว โดยอาศัยความรู้ความเข้าใจด้านพลศาสตร์ (dynamics) ซึ่งความรู้ในสาขานี้ได้นำมาประยุกต์ใช้พัฒนาแขนขาเทียมสำหรับคนพิการ ด้วยการควบคุมผ่านสมองกล และสัญญาณจากระบบประสาทตา กล้ามเนื้อ จนถึงจากสมองมนุษย์
       
       ๓. วิทยาการด้านการนำทาง (Navigation) หุ่นยนต์มีอุปกรณ์ตรวจวัดเซนเซอร์ ที่เกี่ยวข้องกับการระบุตำแหน่งและการนำทางมากกว่าและประสิทธิภาพสูงกว่าสิ่งที่มนุษย์มีมาตามธรรมชาติ เช่น จี.พี.เอส. (GPS : Global Positioning System) ใช้ในการบอกตำแหน่งจากดาวเทียม; โซร์นาร์ (sonar) ใช้บอกตำแหน่งโดยการสะท้อนของคลื่นเสียง; ระบบอินฟราเรด (infrared); อัลตร้าโซนิค (ultrasonic); เลเซอร์เรนจ์ฟายเดอร์ (laser rangefinder) ใช้ในการกะระยะนำทาง; แองกูล่าร์ เรท ไจโร (angular rate gyros) ใช้ในการบอกความเร็วเชิงมุม และ ลีเนียร์ แอคซิลีโรมิเตอร์ (linear accelerometer) ใช้ในการบอกค่ามุมเอียง
 

       ๔. วิทยาการด้านการเคลื่อนย้ายชิ้นงาน (Manipulation) หุ่นยนต์มีความสามารถที่จะหยิบจับเคลื่อนย้ายชิ้นงานได้หลายรูปทรงมากขึ้น แขนของหุ่นยนต์สามรถที่จะยืดหดได้ และสามารถปรับเปลี่ยนให้เหมาะสมกับลักษณะการใช้งาน ทำให้หุ่นยนต์สามารถที่จะช่วยเหลือมนุษย์ได้มากขึ้น
       
       ๕ . วิทยาการด้านอัจฉริยะ (Intelligence) หุ่นยนต์ที่คิดเองได้นั้น มิได้อยู่แต่ในเพียงภาพยนต์อีกแล้ว หุ่นยนต์ได้รับการพัฒนาจนสามารถค้นหาคำตอบสำหรับปัญหาใหม่จากฐานข้อมูลเดิมที่มีอยู่ (Deduction) แนวโน้มที่หุ่นยนต์จะสามารถสร้างองค์ความรู้ได้ด้วยตัวเองเช่นเดียวกับมนุษย์ จึงมีความเป็นไปได้อย่างยิ่งในอนาคต อย่างไรก็ตามความฉลาดของหุ่นยนต์จะมากน้อยเพียงใด ผู้ตัดสินใจคงเป็นผู้ใช้งานว่าจะต้องการให้หุ่นยนต์นิ่งเฉยจนกว่าจะโดนถาม หรือมีความคิดของตัวเองสามารถเป็นเพื่อนดูแลยามที่มนุษย์ชราภาพลง แต่ในวันนั้นที่หุ่นยนต์เกิดมีความคิดเป็นของตัวเอง คงมีคำถามต่อไปว่า “หุ่นยนต์จะยังคงรักษากฎเหล็ก ๓ ข้ออีกไหม?”
       
       แม้ว่าประเทศไทยไม่ใช่ต้นกำเนิดเทคโนโลยีหุ่นยนต์ แต่เยาวชนไทยมีพรสวรรค์และความเพียรอุตสาหะไม่แพ้ชนชาติอื่นใด ซึ่งสามารถเห็นได้จากการแข่งขันหุ่นยนต์ในเวทีนานาชาติ ทีมเยาวชนไทยสามารถชนะทีมจากประเทศเจ้าของเทคโนโลยี และครองแชมป์อย่างต่อเนื่อง ความสำเร็จนี้ส่วนหนึ่งเกิดจากการสนับสนุนอย่างดียิ่งจากทั้งภาครัฐและเอกชน ในสภาวะอุตสาหกรรมปัจจุบัน เราต้องรู้จักใช้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีให้คุ้มค่ากับการลงทุน พร้อมกันนี้ยังต้องเร่งพัฒนาภูมิปัญญาไทยเพื่อก้าวสู่การเป็นผู้คิดค้นเทคโนโลยี เพื่อเพิ่มผลิตภาพอุตสาหกรรม (Industrial Productivity) ให้ประเทศไทยแข่งขันได้จริงในตลาดโลก ดังนั้นความจำเป็นที่คนไทยต้องเข้าใจภาพรวม ทั้งการบริหารจัดการเทคโนโลยี และความซับซ้อนของหุ่นยนต์ที่เป็นหนึ่งในห้าเทคโนโลยีสำคัญของโลกอนาคต ความเข้าใจดังกล่าวข้างต้นนี้ย่อมส่งผลให้เราสามารถสร้างจินตนาการ ติดตาม เลือกใช้ ดัดแปลง และคิดค้นเทคโนโลยีในทางที่เป็นประโยชน์ต่อประเทศชาติสืบไป
       
       ท่านผู้อ่านสามารถส่งข้อคิดเห็น/เสนอแนะมาที่ผู้เขียนที่ [email protected]

Credit Manager.co.th