สุดจ๋ง !! หุ่นยนต์สำรวจโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ในญี่ปุ่น

หลักการสำคัญของศักยภาพของหุ่นยนต์สามารถเคลื่อนไหวในที่แคบได้อย่างสะดวกและไม่ก่อให้เกิดความเสียหายแก่บริเวณโดยรอบ Active Scope เป็นกล้องที่ได้รับการพัฒนาขึ้นโดยศาสตราจารย์ Satoshi Tadokoro จากมหาวิทยาลัย Tohoku ผู้คิดค้นและพัฒนาหุ่นยนต์กู้ภัย และองค์กรการกุศล International Rescue System Institute (IRS) โดยมีลักษณะมีงูที่เลื้อยไปตามพื้นที่ประสบภัย ห่อหุ้มด้วยพลาสติกชนิดพิเศษที่ช่วยในการเคลื่อนที่ของ Active Scopeซึ่งมีกล้องติดอยู่ที่ปลายหัวด้วย โดยได้นำมาใช้สำรวจพื้นที่อาคารพังทลายที่สหรัฐฯ ด้วยแล้ว ผู้เชี่ยวชาญทั้งในญี่ปุ่นและต่างประเทศต่างเห็นถึงศักยภาพของอุปกรณ์กู้ภัย ชนิดนี้ ซึ่งจะสามารถพัฒนาต่อไปได้อีก

The Active Scope. (C)IRS

         

หุ่นยนต์งูมีลักษณะทางกลแบบ “มัลติจอยท์” จึงเหมาะสมกับการใช้งานในลักษณะดังกล่าว เนื่องจากมีจำนวนองศาอิสระ (degree of freedom) มากกว่า

 

หุ่น ยนต์อุตสาหกรรมทั่วไป บางครั้งถูกเรียกว่า Redundant robots โดยลำตัวหุ่นยนต์นี้ถูกออกแบบให้เป็นปล้องๆ แต่ละปล้องเชื่อมต่อกันด้วยข้อต่อ ซึ่งข้อต่อแต่ละข้อถูกออกแบบเป็นพิเศษ ให้ข้อต่อหนึ่งข้อมีสององศาอิสระ คือ สามารถเคลื่อนที่ ขึ้น - ลง และ ซ้าย - ขวา คุณสมบัติทางกลและรูปแบบเรขาคณิต หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่หลบหลีกสิ่งกีดขวางได้เป็นอย่างดี ในต่างประเทศมีการศึกษาเรื่อง Redundant robots กันมานานแล้ว ตัวอย่างของงานวิจัยที่เกี่ยวกับ Redundant robots นั้น ได้แก่ MELARM สร้างโดยห้องปฏิบัติการวิศวกรรมเครื่องกล ของกระทรวงการค้าและอุตสาหกรรมระหว่างประเทศ (MITI) ประเทศญี่ปุ่น MELARM เป็นหุ่นยนต์ที่มีสองแขน แต่ละแขนมีเจ็ดองศาอิสระ สร้างขึ้นเพื่อใช้ในการทดลองเกี่ยวกับเรื่อง การควบคุมแบบ master – slave หุ่นยนต์ Self Approach system สร้างโดย บริษัทโตชิบาที่ญี่ปุ่น เป็นหุ่นยนต์ที่มี 17 องศาอิสระ มีลักษณะคล้ายคลึงงูมากที่สุด สร้างขึ้นเพื่อใช้ในการตรวจสอบสภาพของโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ และ UJIBOT เป็นหุ่นยนต์ที่พัฒนาจากมหาวิทยาลัยเกียวโต เป็นแขนกลซึ่งมีเจ็ดองศาอิสระ 

ทำการทดลองเกี่ยวกับเรื่องการหลบหลีกสิ่งกีดขวาง

       งานวิจัยหุ่นยนต์งูของฟีโบ้ใช้ประโยชน์จากทฤษฎี Active Cord Mechanism เพื่อคำนวณหาแรงลัพท์แนวสัมผัสกับลำตัวหุ่นยนต์ (Tangential Forces) จากการที่ด้านล่างเป็นล้ออิสระที่มิได้ต่อกับมอเตอร์ใดๆและการติดตั้งไม่ยอม ให้เกิดการเคลื่อนที่ในแนวตั้งฉาก (Radial Forces) หุ่นยนต์งูนี้จึงเคลื่อนที่ไปด้านหน้าหลังได้เท่านั้น เราได้ประยุกต์ใช้หลักการพลศาสตร์ของศาสตราจารย์โทมัส เคน แห่งมหาลัยสแตนฟอร์ด เพื่อหาโมเดลการเคลื่อนที่ทางคณิตศาสตร์และการใส่แรงกระตุ้น (Perturbing Bias) จนทำให้หุ่นยนต์สามารถเลื้อยเลี้ยวไปมาได้เช่นเดียวกันงูจริงๆ โปรดแวะเยียมชมวิดิโอผลการทดลองจากเวปไซด์ฟีโบ้  มีรายละเอียดเกี่ยวกับปัญญาประดิษฐ์และสมการศักยภาพ (Potential Function) งานประยุกต์ที่สำคัญของหุ่นยนต์งูอีกเรื่องหนึ่งคือเป็นอุปกรณ์ที่ทำงาน คล้ายกับเอ็นโดสโคปเพื่อเลื้อยเข้าไปตัดมะเร็งในลำไส้ใหญ่ของมนุษย์ครับ 

หุ่นยนต์อีกตัวหนึ่งที่น่าสนใจคือ IRS Soryu ซึ่งพัฒนาโดย IRS และศาสตราจารย์ Shigeo Hirose จาก Tokyo Institute of Technology สำหรับ IRS Soryuซึ่งใช้โครงสร้างแบบตัวหนอน สามารถเคลื่อนไหวทั้งในแนวตั้งและแนวนอนได้อย่างคล่องแคล่ว โดยเฉพาะในที่แคบ รวมทั้งมีกล้องและเซนเซอร์ต่าง ๆ มากมาย ทำให้สามารถค้นหาผู้ประสบภัยที่อยู่ได้ซากตึกได้ โดยการตรวจจับความร้อนจากร่างกายมนุษย์

 

IRS Soryu. (C)IRS

สำหรับหุ่นยนต์ที่ได้ชื่อว่าเป็นหุ่นยนต์กู้ภัยที่ดีที่สุดในญี่ปุ่นตอนนี้คือ Quince ซึ่งได้รับการพัฒนาขึ้นเมื่อเดือนเมษายนที่ผ่านมา โดย Chiba Institute of Technology มหาวิทยาลัย Tohoku และ IRS หุ่นยนต์ Quinceเคลื่อนที่โดยล้อสี่คู่กับยางขนาดใหญ่ สามารถเคลื่อนที่ได้บนทุกพื้นผิว กันน้ำกันฝุ่น และยังสามารถทำความสะอาดได้ง่ายแม้ว่าจะเจอสารเคมีก็ตาม ตอนนี้ได้มีการนำ Quinceไปใช้ที่สถานีดับเพลิงจังหวัด Chiba และ Kobe

 

Quince. (C)IRS

                สถานีดับเพลิงโตเกียวก็ได้พัฒนาหุ่นยนต์ช่วยชีวิตที่เรียกว่า Robocueเมื่อปีที่แล้ว ซึ่งเป็นหุ่นยนต์ที่ควบคุมด้วยรีโมทคอนโทรล มีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา สามารถดึงผู้ประสบภัยขึ้นบนสายพานของตัวหุ่นยนต์ได้ คงต้องคอยติดตามต่อไปว่า เทคโนโลยีหุ่นยนต์กู้ภัยจะพัฒนาไปในรูปแบบใด

 

Robocue. (C)สถานีดับเพลิงโตเกียว