สร้างหุ่นยนต์อะไรดี

หลังจากที่เรามีดำริว่าจะสร้างหุ่นยนต์กันแล้ว เราจะสร้างหุ่นยนต์อะไรดีนะ มาดูกันดีกว่าว่าหุ่นยนต์มีแบบไหนบ้าง

• manipulator หรือแขนกลหุุ่นยนต์ หุ่นยนต์ประเภทนี้เคลื่อนที่ไม่ได้ แต่มีกลไกไว้เคลื่อนไหวปลายแขน ซึ่งอาจจะติดตั้งมือไว้หยิบ จับ ยก ย้าย สิ่งของต่าง ๆ หรือติดเครื่องมือไว้ตัด แต่ง ต่อ เติมชิ้นงานต่าง ๆ หรืออาจจะติดตั้งเซนเซอร์ไว้ตรวจวัดบริเวณต่าง ๆ ของชิ้นงาน

A) แขนกลหุ่นยนต์แบบ 6 องศาอิสระ จาก KUKA, B) แขนหยิบแบบ delta robot จาก ABB, C) เครื่องพิมพ์สามมิติ จาก MakerBot, D) แขนแบบงวงช้าง จาก Festo

• mobile robot หรือหุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้ หุ่นยนต์ประเภทนี้มีกลไกไว้เคลื่อนที่ไปมา ซึ่งอาจจะเป็นล้อ ตีนตะขาบ ขา (2 ขา, 3 ขา, 4 ขา, 6 ขา, 8 ขา, … , 100 ขา) ปีก ใบพัด และอื่น ๆ สุดแต่จะจินตนาการได้

A) หุ่นยนต์ดูดฝุ่น 2 ล้อ iRobot Roomba, B) หุ่นยนต์ 3 ขา Strider, C) หุ่นยนต์ 6 ขา, D) หุ่นยนต์ 6 ล้อ rocker-bogie, E) หุ่นยนต์สำรวจใต้น้ำ, F) อากาศยานไร้คนขับ 4 ใบพัด

• mobile manipulator หรือแขนกลเคลื่อนที่ได้ ลำพังแขนกลอยู่กับที่อาจทำงานได้ไม่พอกับความต้องการ หรือหุ่นยนต์เคลื่อนที่เฉย ๆ ก็ยังทำอะไรได้ไม่มาก ก็เอาแขนกลมาติดตั้งบนหุ่นยนต์เคลื่อนที่ซะเลย จะได้เคลื่อนที่ไปหยิบจับ ส่องดู สิ่งต่าง ๆ ได้

A) หุ่นยนต์คล้ายมนุษย์ ASIMO, B) แขนหุ่นยนต์บนฐานเคลื่อนที่ได้ KUKA youBot, C) หุ่นยนต์แข่งขันกู้ภัย, D) หุ่นยนต์แข่งขัน RDC

การแบ่งประเภทไม่ได้มีตายตัวแค่แบบที่ยกขึ้นมาเท่านั้น ที่อื่นอาจจะแบ่งแบบอื่นก็ได้

แล้วจะสร้างหุ่นยนต์แบบไหนดี

• ประเภทที่แบ่งให้ดูข้างต้น แบ่งตามลักษณะการทำงาน ดังนั้นก็ต้องดูว่าเราอยากสร้างหุ่นยนต์เพื่อเอาไปทำอะไร ให้มันวิ่งไปสำรวจนู่นนี่ ก็ต้องเป็น mobile robot หรือถ้าจะให้หยิบจับ ย้ายของในพื้นที่เล็ก ๆ ก็ทำ manipulator
• พร้อมลุยกับความยากขนาดไหน ความยากขึ้นกับความซับซ้อนของกลไก จำนวนต้นกำลัง จำนวนเซนเซอร์ที่ต้องใช้ การคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ใช้ควบคุมหุ่นยนต์ เช่น หุ่นยนต์วิ่งด้วยล้อ 2 ล้อ ย่อมง่ายกว่าหุ่นยนต์ 6 ขา หรือง่ายกว่าแขนกล 6 ข้อต่อ แต่จะมีความยากอยู่ประมาณเดียวกับหุ่นยนต์ตีนตะขาบ 2 ข้าง หรือแขนกล 2 ข้อต่อ

เดี๋ยวคราวหน้าเรามาดูกันว่า ถ้าเราเลือกได้แล้วว่าจะสร้างหุ่นยนต์อะไรดี เราจะต้องเจอกับอะไรบ้าง หุ่นยนต์ประกอบด้วยอะไรบ้าง รอติดตามกันนะครับ

** บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของบทความชุด Build Your Own Bot แนะนำการสร้างหุ่นยนต์ด้วยตัวเอง **

มาสร้างหุ่นยนต์กันเถอะ

[Build Your Own Bot] มาสร้างหุ่นยนต์กันเถอะ

เป็นความตั้งใจเมื่อนานมาแล้วว่า ทำเว็บเกี่ยวกับหุ่นยนต์ นอกจากข่าวสารแล้ว อยากจะมี tutorial สอนทำหุ่นยนต์ แต่ก็ไม่ได้เริ่มเขียนซักที ช่วงนี้เริ่มมีคนถามเข้ามามากว่าจะเริ่มทำหุ่นยนต์ยังไงดี ขอถือโอกาสนี้เริ่มเขียนเลยแล้วกัน ตั้งใจว่าจะเขียนตอนใหม่ทุก ๆ 2 สัปดาห์ครับ ^_^/

คำถามที่มักได้ยินคือ อยากทำหุ่นยนต์ จะเริ่มอย่างไรดี

หุ่นยนต์เป็นศาสตร์ที่ผสมผสานหลาย ๆ เรื่องเข้าด้วยกัน เช่น ฟิสิกส์ กลศาสตร์ ไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ การควบคุม และศิลปะ (ทำหุ่นยนต์ต้องใช้ศิลปะจริง ๆ นะ :)) เป็นต้น กว้างขนาดนี้ หากจะหาหนังสือมาอ่านก็คงอ่านกันไม่หมด และน่าเบื่อด้วย วิธีเริ่มที่ดีที่สุดคือลงมือทำเลย แล้วค่อย ๆ เรียนรู้ไประหว่างการลงมือทำจริง ๆ

แล้วจะเริ่มลงมือทำอย่างไร วิธีหนึ่งคือหาชุดหุ่นยนต์มาทดลองเล่น ซึ่งมีให้เลือกมากมาย เช่น

• ชุดของเล่นหุ่นยนต์ เช่น LEGO MINDSTORMS, VEX Robotics, fischertechnik เด็กเล่นได้ ผู้ใหญ่เล่นดี ออกแบบมาให้เด็กเล่นและเรียนรู้ แต่ก็มีผู้ใหญ่จำนวนมากที่เอามาสร้างนู่นสร้างนี่ หรือแม้กระทั่งเอาไปทำงานวิจัย MINDSTORMS มีคนเล่นเยอะ หาข้อมูลได้ง่าย ตัวโปรแกรมที่ LEGO ออกแบบมาจะใช้คำสั่งเป็นบล็อคมาต่อกัน แต่ก็มีผู้พัฒนาให้สามารถเขียนโปรแกรมด้วยภาษา C ได้ ทำให้ MINDSTORMS สามารถใช้ได้ตั้งแต่ระดับพื้นฐานไปจนถึงขั้นสูง ในไทยจะหาซื้อ MINDSTORMS ได้ง่ายสุด ราคาอยู่ประมาณหมื่นกว่าบาท รองลงมาจะเป็น fischertechnik ชุดหุ่นยนต์ประเภทนี้จะใช้ฝึกการออกแบบโครงสร้างตัวหุ่นยนต์ และลอจิกการทำงานของหุ่นยนต์ได้ ตัวผมเองก็เริ่มเล่นมาจาก MINDSTORMS นี่แหละ

LEGO MINDSTORMS (ซ้าย), VEX (กลาง), fischertechnik (ขวา) – ภาพจากเว็บผู้ผลิต

• ชุดเรียนรู้หุ่นยนต์ควบคุมด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ เช่น ET-Robot ของ ETT, Robo-Creator ของ inex หน้าตาความเป็นมิตรจะน้อยกว่าประเภทแรก ชุดประเภทนี้จะเน้นการต่อวงจรกับมอเตอร์และเซนเซอร์ต่าง ๆ ที่เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปที่หาซื้อเพิ่มเติมเองได้ และเขียนโปรแกรมลงไปในไมโครคอนโทรลเลอร์ แต่โครงสร้างของหุ่นยนต์จะค่อนข้างจำกัดตามรูปแบบที่ผู้ผลิตออกแบบมา ระดับความยากจะยากกว่าประเภทแรก ราคาอยู่ในหลักพันบาท ชุดหุ่นยนต์ประเภทนี้จะได้เรียนรู้อิเล็กทรอนิกส์ การโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์

ET-Robot (ซ้าย), Robo-Creator (ขวา) – ภาพจากเว็บผู้ผลิต

     หรือไม่งั้นก็ลุยเองเลย หาซื้อไมโครคอนโทรลเลอร์ เซนเซอร์ มอเตอร์ ชุดควบคุมมอเตอร์ สร้างกลไก โครงสร้างเอง ซึ่งบทความต่อ ๆ ไปเราจะเน้นการสร้างหุ่นยนต์ในรูปแบบนี้

หุ่นยนต์ในการแข่งขัน IDC 2007

** บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของบทความชุด Build Your Own Bot แนะนำการสร้างหุ่นยนต์ด้วยตัวเอง **