หุ่นยนต์ในงานอุตสาหกรรม

1. หุ่นยนต์ที่นิยมใช้ในงานอุตสาหกรรม

    โคบอท  เมื่อปี ค.ศ.1961 ได้ก่อกำเนิดหุ่นยนต์ที่ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมตัวแรกของโลก ซึ่งถูกคิดค้นโดยนายจอร์จ ดีวอล (George Devol) นักประดิษฐ์ชาวอเมริกัน เพื่อให้หุ่นยนต์ได้ทำงานที่อันตรายแทนมนุษย์ในโรงงานประกอบรถยนต์ แต่ปัจจุบันนี้เทคโนโลยีได้ก้าวกระโดดไปได้ไกลมากขึ้น มนุษย์ได้คิดค้นและสร้างหุ่นยนต์ในโรงงานอุตสาหกรรมที่เป็นเพื่อนร่วมงานของมนุษย์ นั่นก็คือ ‘Cobot’ หุ่นยนต์ที่สามารถทำงานร่วมกันกับมนุษย์ได้อย่างเฉลียวฉลาดและมีประสิทธิภาพ

     โคบอท หรือ Collaborative Robots คือหุ่นยนต์ในโรงงานอุตสาหกรรมที่มีรูปร่างเป็นแขนกลที่ทำงานหยิบจับจัดเรียงชิ้นส่วนต่างๆและหน้าที่ผลิตชิ้นส่วนต่างๆที่มีขนาดเล็กและต้องการความละเอียด ซึ่ง Cobot จะมีระบบเซ็นเซอร์ที่ล้ำสมัย สามารถตรวจวัดและผลิตชิ้นงานที่มีความละเอียดสูงได้หลายๆชิ้นตามสเกลที่กำหนดไว้โดยปราศจากข้อผิดพลาด โดยโคบอทมีความแตกต่างจากหุ่นยนต์หรือโรบอททั่วไปคือโคบอทมีน้ำหนักเบาและขนาดไม่เทอะทะ สามารถเคลื่อนย้ายไปยังจุดต่างๆในโรงงานได้อย่างสะดวกสบาย โดยโคบอทถูกใช้อย่างมากในโรงงานอุตสาหกรรมที่มีความเสี่ยงและอันตรายต่อมนุษย์ เช่น เคมีภัณฑ์ ยา อิเล็กทรอนิกส์และรถยนต์

    โดยปัจจุบันนี้มีหุ่นยนต์โคบอทตัวหนึ่งซึ่งเป็นแขนกลที่ทำหน้าที่เชื่อมและประกอบชิ้นส่วนในโรงงานอุตสาหกรรม นั่นก็คือโคบอทรุ่น UR3 ที่สร้างและพัฒนาโดยบริษัท Universal Robots โดยหุ่นยนต์โคบอทรุ่นนี้มีระบบเซ็นเซอร์ที่ล้ำสมัย ทำงานเชื่อมและประกอบได้อย่างมีประสิทธิภาพสามารถตรวจจับและวัดขนาดได้แม่นยำกว่ามนุษย์ และหุ่นนบนต์โคบอทรุ่น UR5 ที่ทำงานจับวางและทดสอบชิ้นงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและทำงานได้เร็วกกว่ามนุษย์ถึง 18 เท่าต่อครั้ง

2.หุ่นยนต์ที่ประกอบชิ้นงาน หรือ ชิ้นส่วนรถยนต์

    Cartesian  เป็นหุ่นยนต์ที่แกนทั้ง 3 ของหุ่นยนต์จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง มีความแข็งแรง และมีประสิทธิภาพในการรับน้ำหนักสูงสุด เมื่อเปรียบเทียบกับหุ่นยนต์ประเภทอื่น  ถ้าโครงสร้างมีลักษณะคล้าย Overhead Crane จะเรียกว่าเป็นหุ่นยนต์ชนิด Gantry แต่ถ้าหุ่นยนต์ไม่มีขาตั้งหรือขาเป็นแบบอื่น เรียกว่า ชนิด Cartesian นิยมใช้ในการหยิบจับเพื่อทำการประกอบ เช่น การประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ หรือติดชิ้นส่วนยานยนต์ด้วยสารเคมี เนื่องจากโครงสร้างมีความแข็งแรงตลอดแนวการเคลื่อนที่ ดังนั้นจึงเหมาะกับงานเคลื่อนย้ายของหนัก ๆ หรือเรียกว่างาน Pick-and-Place เช่นใช้โหลดชิ้นงานเข้าเครื่องจักร (Machine loading) ,ใช้จัดเก็บชิ้นงาน (Stacking) นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในงานประกอบ (Assembly) ที่ไม่ต้องการเข้าถึงในลักษณะที่มีมุมหมุน เช่น ประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และงาน Test ต่าง ๆ

ข้อดี :

1. เคลื่อนที่เป็นแนวเส้นตรงทั้ง 3 มิติ เข้าใจง่าย

2. โครงสร้างมีความแข็งแรงตลอดการเคลื่อนที่

ข้อเสีย :

1. ต้องการพื้นที่ค่อนข้างมากในการติดตั้ง

2. บริเวณที่หุ่นยนต์สามารถเข้าไปทำงานได้ จะมีขนาดเล็กกว่าตัวหุ่นยนต์

3. ไม่สามารถเข้าถึงวัตถุทางด้านล่างได้

3. หุ่นยนต์เก็บกุ้ระเบิด

        วีลแบโร  เป็นหุ่นยนต์ควบคุมระยะไกลที่มีความสำคัญ ซึ่งได้รับการออกแบบในปี ค.ศ. 1972 สำหรับการใช้งานโดยทีมทำลายล้างวัตถุระเบิดแห่งกองทัพอังกฤษ ที่ซึ่งปฏิบัติการในไอร์แลนด์เหนือ (กองทหาร 321 อีโอดี), สหราชอาณาจักรแผ่นดินใหญ่ (กองทหาร 11 อีโอดี) และประเทศอิรัก ซึ่งหุ่นยนต์กว่า 400 ตัวได้ถูกทำลายในปฏิบัติการ และได้รับการพิจารณาว่ามีส่วนในการช่วยชีวิตมนุษย์ได้หลายร้อยคน

แนวคิดดังกล่าวได้รับการผลักดันโดยพันตรี อาร์เจดับเบิลยู ‘แพท’ แพตเตอร์สัน (ค.ศ. 1924 – 2003) หลังจากในเหตุการณ์สมัยหนึ่ง (ค.ศ. 1971 – 72) เมื่อเหล่าสรรพาวุธทหารบก (อาร์เอโอซี) ได้สูญเสียเจ้าหน้าที่เอทีโอ (เจ้าหน้าที่ทางเทคนิคอาวุธยุทธภัณฑ์) ไปแปดนายระหว่างเข้าปฏิบัติหน้าที่ในไอร์แลนด์เหนือ โดยมีอัตราการถดถอยของเจ้าหน้าที่ที่น่าตกใจเนื่องด้วยตัวเลือกที่สามารถใช้สำหรับผู้ปฏิบัติการที่ต้องเผชิญกับระเบิดแสวงเครื่องมีอยู่อย่างจำกัด

ในฐานะหัวหน้าแห่งโรงเรียนทำลายล้างวัตถุระเบิดแห่งอาร์เอโอซี (หน่วยซีเอดี ไคน์ตัน, วอร์วิคไชร์) สิ่งประดิษฐ์ของแพทอย่าง ‘พิกสติก’ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ยิงระเบิดด้วยไอพ่นขับเคลื่อนของน้ำที่จะทำลายวงจรระเบิดและยับยั้งการทำงานของมัน ได้เพิ่งเริ่มใช้โดยเจ้าหน้าที่เอทีโอในไอร์แลนด์เหนือ ข้อเสียเปรียบหลักของมันคือปากกระบอกปืนจะต้องอยู่ในระยะ 3 นิ้วของวัตถุระเบิด ซึ่งหมายความว่าผู้ปฏิบัติการอีโอดียังต้องเข้าใกล้วัตถุระเบิดเพื่อให้หุ่นตัวนี้สามารถใช้งานได้

อย่างไรก็ตาม ในไม่นานผู้ก่อการร้ายก็ได้รับรู้ และได้หาประโยชน์จากจุดอ่อนนี้ รวมถึงได้เปลี่ยนยุทธวิธีของพวกเขาในสองทาง: ประการแรก โดยการใช้เครื่องประกอบระเบิดกับชนวนตั้งเวลาได้รับการตั้งค่าให้เกิดระเบิดในช่วงที่ผู้ปฏิบัติการอีโอดีมาถึง และประการที่สอง โดยเพิ่มการใช้คาร์บอมบ์ที่ผู้ก่อการร้ายรู้แน่แก่ใจว่าพิกสติกแทบไม่มีผลอะไรกับพวกเขา

ส่วนพันตรี ‘แพท’ แพตเตอร์สัน รู้ว่าหากวัตถุระเบิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรถ สามารถทำให้ไม่เป็นผลได้จากระยะไกล ทั้งจากเจ้าหน้าที่เอทีโอรวมถึงสมาชิกประชาชนจะได้รับการป้องกันที่ดีขึ้น ด้วยเหตุที่เขาและทีมงานได้เข้าใจว่าสามารถทำการควบคุมหุ่นยนต์มีล้อจากระยะไกลได้

1 – มีความสามารถในการติดเชือกลากจูงรถในด้านของความปลอดภัย เมื่อดึงเชือกที่ได้รับการติดตั้งมันเป็นเรื่องง่ายที่จะดึงรถที่ต้องสงสัยไปยังตำแหน่งที่ต้องการ เมื่อคาร์บอมบ์เกิดการระเบิด มันจะมีโอกาสน้อยในการสร้างความบาดเจ็บหรือสร้างความเสียหายต่อทรัพย์สินที่สำคัญ

2 – ช่วยให้สามารถนำพิกสติกมาใช้ในการต่อต้านวัตถุระบิดได้

ต้นแบบการผลิตอย่างหยาบที่ซีเอดี ไคน์ตัน ได้รับการพิสูจน์ว่ายากแก่การหลบหลีก ดังนั้นทีมงานถัดมาอย่างหน่วยยานพาหนะทางการทหารและวิศวกรรมการจัดตั้ง (หน่วยเอ็มวีอีอี, เชิร์ตซีย์) จึงได้รับการมอบหมายให้ปรับปรุงการสะกดรอยและการควบคุม ทีมดังกล่าวประกอบด้วย จอห์น ‘ปีเตอร์’ มิลเลอร์ (ค.ศ. 1912 – 2006) ผู้เป็นพันโทเกษียณอายุราชการแห่งหน่วยรถถังของสหราชอาณาจักร ซึ่งได้ทำการแก้ไขเครื่องตัดหญ้าของตนเองในช่วงก่อนหน้านี้ เพื่อทำการตัดหญ้าได้ด้วยตนเองโดยใช้เชือกเส้นเล็กในการช่วยเหลือ ด้วยการจดจำที่มีประสิทธิภาพของมันได้ทำให้เขากลับไปยังศูนย์สวนท้องถิ่นเพื่อการสั่งซื้อโครงรถและมอเตอร์ของรถเข็นระบบเครื่องยนต์สำหรับประกอบเข้าด้วยกัน โดยครั้งหนึ่ง เขาได้รับคำแนะนำจากผู้ช่วยพนักงานขายในการใช้โครงรถของวีลแบโรระบบแบตเตอรี่ทำงานแทน ด้วยเหตุนี้จึงเป็นที่มาของชื่อหุ่นยนต์ดังกล่าว

การประสานงานระหว่างหน่วยซีเอดี ไคน์ตัน กับเหล่าทีมฝึกอีโอดีของพวกเขาที่ปฏิบัติหน้าที่ในไอร์แลนด์เหนือ ได้มีความมั่นใจว่านวัตกรรมล่าสุดที่ได้รับการจัดสร้างขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป จะทำให้ชีวิตและทรัพย์สินได้รับความเสี่ยงน้อยที่สุดต่อระเบิดแสวงเครื่อง โดยเป็นการกล่าวย้ำล่าสุดว่าเป็น 'การปฏิวัติของวีลแบโร' คุณลักษณะที่โดดเด่นที่สุดในรุ่นนี้คือแขน 360 องศา ซึ่งสามารถติดตั้งอุปกรณ์ทำลายล้างวัตถุระเบิดได้หลากหลาย การปฏิวัติของวีลแบโรยังรวมถึงความสามารถในการปีนบันได มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะกล่าวถึงความพยายามหลักในการสร้างโดยลอฟตี แพททินสัน เอ็มบีอี, ไซริล ลูเกอร์ และร็อด เครน แห่งศูนย์วิจัยอาวุธยุทธภัณฑ์และพัฒนาจัดตั้งหลวง เชิร์ตซีย์ ในช่วงต้นของการพัฒนาวีลแบโร

4. หุ่นยนต์อัจฉริยะ

    

หุ่นยนต์ AI สมัย ใหม่ส่วนมาก มีความสามารถในเรียนรู้ มีความจำ มีการกระทำที่แน่นอนตามระบบที่วางเอาไว้ เพื่อที่ให้ทำงานจนเป็นผลสำเร็จ และสามารถที่จะทำงานต่อไป จนถึงการทำงานที่ซ้ำ ๆ ได้ อย่างที่กล่าวไว้ตอนต้นหุ่นยนต์ AI สามารถทำงานคล้ายมนุษย์ เดิน วิ่ง เต้นรำ เลียนแบบกริยาท่าทางเหมือนมนุษย์

ปัญญาประดิษฐ์เป็นสิ่งที่ท้าทายความสามารถของวิศวกร และนักวิทยาศาสตร์ การพัฒนาปัญญาประดิษฐ์ไม่ใช่ว่าสร้างออกแล้วหยุดอยู่แค่ที่สร้าง การพัฒนาต่อยอดเป็นสิ่งที่สำคัญ ตั้งแต่สมองกล ไปจนถึงกลไกการทำงาน

ทฤษฏีเกี่ยวกับปัญญาประดิษฐ์กว้างขวางมาก เพราะต้องนำความรู้แขนงต่าง ๆ มาประยุกต์รวมกัน ไม่ว่าจะเป็นความรู้ทางด้านซอฟแวร์ คอมพิวเตอร์ ไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ ระบบกลไก ระบบควบคุม ฯลฯ
การออกแบบหุ่นยนต์ AI ให้มีความเหมาะสมกับในการใช้งานทางกายภาพ ต้องเข้าใจกายวิภาคของสัตว์ และมนุษย์ การวิจัย AI อาศัย การสร้างให้มีการทำงานที่ฉลาด ให้เป็นหุ่นยนต์อัจฉริยะ ถ้าทำได้ถึงขั้นนี้ การพัฒนาขั้นต่อไปก็จะเป็นไปแนวรูปแบบ หุ่นยนต์ไซบอร์ก (Cyborg) ที่มีการผสมผสานกันระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรเข้าด้วยกัน