บทที่ 6 หุ่นยนต์อุตสาหกรรม

บทที่ 6  หุ่นยนต์อุตสาหกรรม

                                                                       หุ่นยนต์คืออะไร

หุ่นยนต์หรือ โรบอต (robot) คือเครื่องจักรกลชนิดหนึ่ง มีลักษณะโครงสร้างและรูปร่างแตกต่างกัน หุ่นยนต์ในแต่ละประเภทจะมีหน้าที่การทำงานในด้านต่าง ๆ ตามการควบคุมโดยตรงของมนุษย์ การ ควบคุมระบบต่าง ๆ ในการสั่งงานระหว่างหุ่นยนต์และมนุษย์ สามารถทำได้โดยทางอ้อมและอัตโนมัติ โดยทั่วไปหุ่นยนต์ถูกสร้างขึ้นเพื่อสำหรับงานที่มีความยากลำบากเช่น งานสำรวจในพื้นที่บริเวณแคบหรืองานสำรวจดวง จันทร์ดาวเคราะห์ที่ ไม่มีสิ่งมีชีวิต ปัจจุบันเทคโนโลยีของหุ่นยนต์เจริญก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว เริ่มเข้ามามีบทบาทกับชีวิตของมนุษย์ในด้านต่าง ๆ เช่น ด้านอุตสาหกรรมการผลิต แตกต่างจากเมื่อก่อนที่หุ่นยนต์มักถูกนำไปใช้ ในงานอุตสาหกรรมเป็นส่วนใหญ่ ปัจจุบันมีการนำหุ่นยนต์มาใช้งานมากขึ้น เช่น หุ่นยนต์ที่ใช้ในทางการ แพทย์ หุ่นยนต์สำหรับงานสำรวจ หุ่นยนต์ที่ใช้งานในอวกาศ หรือแม้แต่หุ่นยนต์ที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นเครื่องเล่นของมนุษย์ จนกระทั่งในปัจจุบันนี้ได้มีการพัฒนาให้หุ่นยนต์นั้นมีลักษณะที่คล้ายมนุษย์ เพื่อให้อาศัยอยู่ร่วมกันกับมนุษย์ ให้ได้ในชีวิตประจำวัน

ส่วนประกอบของหุ่นยนต์

ในหุ่นยนต์หนึ่งตัวจะประกอบด้วยอุปกรณ์และชิ้นส่วนต่างๆมากมาย ซึ่งอุปกรณ์แต่ละชนิดนั้นจะมีหน้าที่แตกต่างกันไป ตามลักษณะและวัตถุประสงค์ของการใช้งาน การเลือกใช้จึงจำเป็นต้องอาศัยความรู้ความเข้าใจรวมถึงความเหมาะสม เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวดเร็ว คงทน และประหยัดพลังงาน

หุ่นยนต์จะแบ่งส่วนประกอบใหญ่ๆ เป็น 4 ส่วน ได้แก่

1.อุปกรณ์ทางกล แมคคานิค (mechanic)

2.อุปกรณ์ขับเร้า แอคชูเอเตอร์ (actuator)

3.อุปกรณ์ไฟฟ้า อิเลคทรอนิกส์ (electronic)

4.อุปกรณ์ควบคุม คอนโทรลเลอร์ (controller)

หุ่นยนต์ มีกี่ประเภท?

     แบ่งตาม ลักษณะการใช้งาน 

     1.หุ่นยนต์ชนิดที่ติดตั้งอยู่กับที่ (fixed robot) เป็นหุ่นยนต์ที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ไปไหนได้ด้วยตัวเอง มีลักษณะเป็นแขนกล สามารถขยับและเคลื่อนไหวได้เฉพาะแต่ละข้อต่อ ภายในตัวเองเท่านั้น มักนำไปใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม เช่นโรงงานประกอบรถยนต์ 

  

    2. หุ่นยนต์ชนิดที่เคลื่อนที่ได้ (mobile robot) หุ่นยนต์ประเภท นี้จะแตกต่างจากหุ่นยนต์ที่ติดตั้งอยู่กับที่ เพราะสามารเคลื่อนที่ไปไหนมาไหนได้ด้วยตัวเอง โดยการใช้ล้อหรือการใช้ขา ซึ่งหุ่นยนต์ประเภทนี้ปัจจุบันยังเป็นงานวิจัยที่ทำการศึกษาอยู่ภายในห้อง ทดลอง เพื่อพัฒนาออกมาใช้งานในรูปแบบต่าง ๆ เช่นหุ่นยนต์สำรวจดาวอังคาร ขององค์การนาซ่าปัจจุบันมีการพัฒนาหุ่นยนต์ให้มีลักษณะเป็นสัตว์เลี้ยงอย่างสุนัข เพื่อให้มาเป็นเพื่อนเล่นกับมนุษย์ เช่น หุ่นยนต์ IBO ของบริษัทโซนี่ หรือแม้กระทั่งมีการพัฒนาหุ่นยนต์ให้สามารถเคลื่อนที่แบบสองขาได้อย่าง มนุษย์ เพื่ออนาคตจะสามารถนำไปใช้ในงานที่มีความเสี่ยงต่ออันตรายแทนมนุษย์ ในประเทศไทย สถานศึกษาในระดับอุดมศึกษาหลายแห่งหรือองค์กรของภาครัฐ และเอกชน ได้เล็งเห็นถึงประโยชน์ของเทคโนโลยีหุ่นยนต์ และร่วมเป็นแรงผลักดันให้เยาว์ชนในชาติ พัฒนาองค์ความรู้ เพื่อให้ก้าวทันเทคโนโลยีของ ประเทศที่พัฒนาแล้ว โดยการจัดให้มีการแข่งขันหุ่นยนต์ขึ้นในประเทศไทยหลายรายการ เพื่อให้นักศึกษาได้สามารถ นำความรู้ที่เรียนมาประยุกต์ใช้งานได้ เป็นการเสริมสร้างและพัฒนาทักษะ เพื่อนำความรู้ไปพัฒนาประเทศในอนาคต

                                                             หุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้แบบใช้แบบขา

                                                       หุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้แบบใช้ล้อ

การแบ่งประเภทตามลักษณะรูปร่างภายนอก 

  โดยทั่วไป หุ่นยนต์ยังถูกจำแนกตามลักษณะรูปลักษณ์ภายนอก และมีคำศัพท์เฉพาะเรียกต่างๆกันไป ได้แก่

·    หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ (Humanoid Robot) เป็นลักษณหุ่นยนต์ที่เหมือนกับมนุษย์

·    แอนดรอยด์ (Android) เป็นการเรียกหุ่นยนต์คล้ายมนุษย์ที่สามารถแสดงออกเหมือนมนุษย์ แม้ว่ารากศัพท์ภาษา      กรีกของคำนี้หมายถึงเพศชาย แต่การใช้ในบริบทภาษาอังกฤษมักไม่ได้มีความหมาย เจาะจงว่าเป็นเพศใด

·   จีนอยด์ (Gynoid) เป็นการเรียกหุ่นยนต์คล้ายมนุษย์เพศหญิง

·   อ็คทรอยด์ (Actriod) เป็นหุ่นยนต์ที่เลียนแบบพฤติกรรมมนุษย์ เช่น กระพริบตา หายใจ เริ่มพัฒนาโดยมหาวิทยาลัย     โอซาก้าและบริษัทโคโคโระ

·  ไซบอร์ก (Cyborg) เป็นหุ่นยนต์ที่เชื่อมต่อกับสิ่งมีชีวิต หรือ ครื่งคนครึ่งหุ่น เริ่มปรากฏครั้งแรกในเรื่องแต่งปี 1960

·  นาโนโรบอท (Nanorobot) เป็นหุ่นยนต์ขนาดเล็กมาก ขนาดประมาณ 0.5-3 ไมครอน

ประโยชน์และ ความสามารถของหุ่นยนต์

ความสามรถใน ด้านการแพทย์
     ในงานด้านการแพทย์ เริ่มนำเอาหุ่นยนต์แขนกลเข้ามามีส่วนร่วมในการช่วยทำการผ่าตัดคนไข้ เนื่องจากหุ่นยนต์นั้นสามารถทำงานในด้านที่มีความละเอียดสูงที่เกินกว่า มนุษย์จะทำได้ เช่น การนำเอาหุ่นยนต์มาใช้งานด้านการผ่าตัดสมอง ซึ่งมีความจำเป็นอย่างมากที่ต้องการความละเอียดในการผ่าตัด หุ่นยนต์แขนกลจึงกลายเป็นส่วนหนึ่งของการผ่าตัดในด้านการแพทย์ การทำงานของหุ่นยนต์แขนกลในการผ่าตัด จะเป็นลักษณะการทำงานของการควบคุมการผ่าตัดโดยผ่านทางแพทย์ผู้ทำการผ่าตัด อีกที ซึ่งการผ่าตัดโดยมีหุ่นยนต์แขนกลเข้ามามีส่วนร่วมนั้นจะเน้นเรื่องความ ปลอดภัยเป็นอย่างสูง รวมทั้งความสามารถในการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ รวมถึงงานเภสัชกรรมที่มีบางโรงพยาบาลนำหุ่นยนต์มาใช้ในการจ่ายยา 

ข้อดีของหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัด

·      แผลผ่าตัดมีขนาดเล็กลง

·      ผู้ป่วยสามารถฟื้นตัวได้เร็วกว่าการผ่าตัดแบบเปิดหน้าท้อง

·      ค่าใช้จ่ายในการพักฟื้นที่โรงพยาบาลไม่สูงมาก เนื่องจากใช้เวลาพักฟื้นระยะสั้น โดยเฉลี่ยแล้วผู้ป่วยสามารถกลับบ้านได้ภายใน 2-3 วันหลังจากการผ่าตัด

·      ลดการมือสั่นจากการเมื่อยหล้าจากการผ่าตัดของศัลยแพทย์

ข้อจำกัดหรือข้อเสียหุ่นยนต์ช่วยผ่าตัด

·      ค่าใช้จ่ายในการผ่าตัดค่อนข้างสูง เนื่องจากตัวหุ่นยนต์มีราคาแพงประกอบกับค่าบำรุงรักษาสูง

·      ศัลยแพทย์ที่ใช้หุ่นยนต์ต้องได้รับการฝึกฝนและอบรมมาจนเชี่ยวชาญถึงสามารถใช้หุ่นยนต์ผ่าตัดได้

·      ศัลยแพทย์จะขาดความรู้สึกอ่อน แข็งจากการสัมผัสเนื้อเยื่อที่เป็นโรคกับเนื้อเยื่อปกติ

ความสามารถ ในงานวิจัย
     หุ่นยนต์สามารถทำการสำรวจงานวิจัยทาง ด้านวิทยาศาสตร์ร่วมกับมนุษย์ เช่น ที่มีความลึกเป็นอย่างมาก หรือการสำรวจบริเวณปากปล่องภูเขาไฟเพื่อ เก็บบันทึกข้อมูลการเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ ซึ่งเป็นงานเสี่ยงอันตรายที่เกินขอบเขตความสามารถของมนุษย์ที่ไม่สามารถ ปฏิบัติงานสำรวจเช่นนี้ได้ ทำให้ปัจจุบันมีการพัฒนาหุ่นยนต์เพื่อใช้ในงานวิจัยและสำรวจ เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมและสามารถทำการควบคุมหุ่นยนต์ได้ใน ระยะไกลด้วยระบบคอนโทรล โดยมีเซนเซอร์ติดตั้งที่ตัวหุ่นยนต์เพื่อใช้ในการวัดระยะทางและเก็บข้อมูลใน ส่วนต่าง ๆ ทางด้านวิทยาศาสตร์

ความสามารถ ในงานอุตสาหกรรม
     หุ่นยนต์เริ่มมีบทบาททางด้านเทคโนโลยี อุตสาหกรรมในขณะที่งานด้านอุตสาหกรรม มีความต้องการด้านแรงงานเป็นอย่างมาก การจ้างแรงงานจำนวนมากเพื่อใช้ในงานอุตสาหกรรม ทำให้ต้นทุนการผลิตของแต่ละโรงงานอุตสาหกรรม เพิ่มจำนวนสูงขึ้น และงานอุตสาหกรรมบางงานไม่สามารถที่จะใช้แรงงงานเข้าไปทำได้ ซึ่งบางงานนั้นอันตรายและมีความเสี่ยงเป็นอย่างมาก หรือเป็นงานที่ต้องการความรวดเร็วและแม่นยำในการผลิตรวมทั้งเป็นการประหยัด ระยะเวลา ทำให้หุ่นยนต์กลายเป็นทางออกของงานด้านอุตสาหกรรม

ความสามารถ ในด้านความมั่นคง
     สร้างเครื่องบินสอดแนมผู้ก่อการร้าย โดยติดตั้งเรดาร์คอยตรวจจับเหตุที่อาจไม่มาพากล โดยไม่ต้องใช้คนขับ

ความสามารถ ในด้านบันเทิง
     หุ่นยนต์ประเภทนี้ได้รับการพัฒนาให้ สามารถตอบโต้กับคนได้เสมือนเป็นเพื่อน เล่นหรือสัตว์เลี้ยง ซึ่งมีในรูปแบบของสุนัข แมว และแมลง เป็นต้น

ความสามรถใน งานครัวเรื่อน
     เป็นผู้ช่วยในการทำความสะอาดบ้าน

ข้อดี

1.    ทำหน้าที่ดูดฝุ่นได้ดีมาก อาจจะดีกว่าฝีมือมนุษย์เองด้วยซ้ำ

2.    ทำความสะอาดฝุ่นใต้เตียงที่ก่อให้เกิดอาการแพ้หรืออาการจามระหว่างนอนหลับ

3.    ใช้งานง่าย รวมถึงทำความสะอาดถังใส่ฝุ่นและแผ่นกรองฝุ่นได้ไม่ยาก โดยใช้เวลาเพียงแค่ 2 นาที(แบบไม่รีบ)

4.    ผนังจำลอง (Virtual wall lighthouse) ทำงานได้ดีและแม่นยำ

5.    ปล่อยให้ Roomba 880 ทำงานไปได้ โดยที่เราไม่ต้องนั่งเฝ้า และยังตั้งแผนการทำงานรายอาทิตย์ได้ด้วย

6.    ลดจำนวนฝุ่นในห้องได้อย่างมหาศาล วัดผลได้จากการใช้งานใน 2-3 ครั้งแรก คุณอาจจะต้องเทถังเก็บฝุ่นทุกๆ 15 นาที

7.    เสียงเงียบกว่าเครื่องดูดฝุ่นทั่วไปๆมาก

8.    แบตเตอรี่อยู่ได้นานถึง 3.5 ชั่วโมง โดยไม่ต้องกลับไปชาร์จอีกครั้ง

9.   ทำความสะอาดพื้นดูดเศษฝุ่น เศษผง รวมถึงเศษผมที่มีความยาวได้อย่างไม่เป็นอุปสรรค

              ข้อเสีย                                    

1.   ไม่มีเสียงเตือนเมื่อถังเก็บฝุ่นเต็ม

2.   ไม่สามารถหยุดชั่วคราวขณะเข้าโหมดทำความสะอาดได้ ถ้ากดหยุดแล้วกดปุ่ม Clean ใหม่ iRobot 880 จะเริ่มทำความสะอาดใหม่

3.   ป้องกันไม่ดูดสายไฟขนาดทั่วไป แต่สายไฟขนาดเล็กเช่นสายชาร์จ iPhone/iPad/Macbook อาจทำให้ iRobot 880 สับสน รวมถึงถุงเท้า ของเล่นเด็กขนาดเล็ก

4.   คู่มืออธิบายเฉพาะการเริ่มต้นใช้งาน หากต้องการใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด ผู้ใช้จำเป็นต้องศึกษาและเรียนรู้จากประสบการณ์การใช้ด้วยตัวเอง