กว่าจะเป็น CLOVER หุ่นยนต์ที่คว้ารางวัลพิเศษฯ จากการแข่งขัน RoboCup Junior Rescue
Rapidly Manufactured Robot Challenge League (RMRC) หรือ “หุ่นยนต์พิชิตภารกิจสำรวจและช่วยเหลือผู้ประสบภัยพิบัติ” คือหัวข้อของการแข่งขัน RoboCup Junior Rescue ที่ประเทศไทยเป็นเจ้าภาพปีแรก โดยมีเยาวชนอายุไม่เกิน 19 ปี เข้าร่วมการแข่งขันทั้งสิ้น 30 ทีม ซึ่งหนึ่งในนั้นคือ ทีม Cover ที่เป็นนักเรียนชั้นปีที่ 2 และ 3 (เทียบเท่า ม.5 และ ม.6) ของสถาบันโคเซ็น – มจธ. (KOSEN KMUTT) จำนวน 6 คน ประกอบด้วย นายชวกร ประเสริฐนุกุลผล นายภูริพัฒน์ นิลเรือง นายณัฐวีณ์ สุนิตย์สกุล (น้องณัฐวีณ์) นายธีรุตม์ ตั้งศิริภิญโญ นางสาวเทพรักษ์ รักผกาวงศ์ และนางสาววิวรรณ วิจิตรวรวงศ์ โดยหุ่น Clover สามารถคว้ารางวัลพิเศษ คะแนนสูงสุดในด่านที่มีความยากที่สุด มาครอบครอง
อาจารย์กฤษดา ดวงจิตต์เจริญ อาจารย์ของ KOSEN KMUTT ที่ปรึกษาของทีม Clover กล่าวถึงที่มาของการเข้าร่วมการแข่งขัน RoboCup Junior Rescue ครั้งนี้ว่า “เนื่องจากโครงการ KOSEN KMUTT ที่ความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) กับ KOSEN ซึ่งเป็นสถาบันพัฒนาวิศวกรและบุคลากรทางเทคนิค จากประเทศญี่ปุ่น ทำให้เด็กๆ ของเราซึ่งมีความสนใจทักษะด้านหุ่นยนต์เป็นทุนเดิม และผ่านการเรียนรู้ด้านระบบอัตโนมัติ การเขียนโปรแกรม การออกแบบเครื่องกล การออกแบบแบบวงจร มาแล้วทั้งภาคทฤษฎีและภาคปฏิบัติ อยากจะร่วมแข่งออกแบบหุ่นยนต์สำรวจและกู้ภัยในเวทีนี้”
น้องชวกร กล่าวว่า ความท้าทายของการสร้างหุ่นยนต์ครั้งนี้คือ นอกจากจะต้องออกแบบให้หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่ผ่านด่านแต่ละด่านที่มีรูปแบบต่างกัน เช่น ด่านที่ต้องเคลื่อนที่ข้ามท่อ ด่านการวิ่งผ่านพื้นผิวต่างชนิด ด่านที่เป็นทางลาดชัน และด่านทางต่างระดับแล้ว ยังจะต้องมีการระบุตำแหน่งของเป้าหมายที่เป็นตัวแทนของผู้ประสบพิบัติภัยได้อย่างถูกต้อง ภายในเวลาที่กำหนดไว้
“ขณะที่ทีมส่วนใหญ่เลือกใช้สายพาน แต่เราเลือกใช้การเคลื่อนที่ด้วยล้อ เพราะคิดว่าจะทำให้หุ่นของเราเคลื่อนที่ผ่านด่านต่างๆ ได้เร็วที่สุด ด้วยเหตุนี้เราจึงต้องสร้างล้อที่ใช้ได้กับด่านทุกด่าน โดยล้อจะเป็นลักษณะเหมือนแขนหลายๆ แขนยื่นต่อออกมาจากดุมล้อ เพื่อให้ตัวแขนทำหน้าที่เกี่ยวและปีนป่ายได้ แต่กว่าจะได้ล้อที่มีสมบัติที่ต้องการก็ต้องออกแบบและทดลองกันหลายรอบ เราจึงเลือกใช้ไม้แผ่นบางมาเป็นวัสดุหลัก เพราะหาได้ง่ายและมีราคาไม่แพง โดยใช้เครื่อง Laser Cutting ที่เราใช้กันอยู่ในหลักสูตรมาตัดให้เป็นล้อตามต้องการ”
น้องธีรุตม์ ที่รับผิดชอบการออกแบบร่วมกับน้องชวกร กล่าวเสริมว่า นอกจากการออกแบบและสร้างล้อแล้ว การออกแบบตัวหุ่น ให้สามารถยกตัวหรือขยับตัวไปในทิศทางที่ต้องการอย่างคล่องตัว และไม่ติดขัด ก็เป็นอีกจุดเด่นของหุ่น Clover ตัวนี้
“เราต้องการให้ตัวหุ่นยนต์ของเรามีความยืดหยุ่น เพื่อให้ตัวหุ่นสามารถขยับตัวไปมาได้บ้าง ซึ่งจะช่วยในการปีนป่าย โดยตอนแรกเราเลือกใช้ระบบบบรางลิ้นชัก แต่ปรากฏว่าการใช้รางลิ้นชักที่ยืดเข้าออกได้เฉพาะหน้าหลังเราพบว่าในหลายกรณีเกิดการแตกหักของระบบราง เพราะไม่สามารถรับแรงกดหรือแรงบิดที่เกิดขึ้นได้ หุ่นที่ประกวดในรอบสุดท้ายจึงเปลี่ยนมาใช้ Ball Joint มาแทนระบบราง และช่วยแก้ปัญหาเรื่องการการแตกหักจากการบิดตัวได้”
น้องภูมิพัฒน์ ที่รับผิดชอบด้านระบบโปรแกรม กล่าวว่า นอกจากการพัฒนาโปรแกรมที่ติดตั้งบนตัวหุ่นและโปรแกรมทำงานผ่านตัวควบคุมที่สั่งการผ่านระบบไร้สาย เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่หรือปฏิบัติตามคำสั่งของผู้ควบคุมแล้ว ยังต้องทำโปรแกรมที่สามารถระบุ “ป้าย” ที่เป็นเป้าหมายให้ค้นหาได้อย่างถูกต้องและแม่นยำ
“เนื่องจากโจทย์กำหนดให้เราต้องถ่ายป้ายต่างๆ ตามเส้นทางให้ครบถ้วน ความยากคือการทำให้หุ่นยนต์สามารถวิเคราะห์และระบุว่าสิ่งที่กล้องบันทึกมานั้น คือ “ป้าย” ที่เขากำหนดไว้หรือไม่ ในการทำงานเราจึงต้องใส่ภาพของป้ายในมุมมองต่างๆ ลงไปในฐานข้อมูลของโปรแกรมกว่า 5,000 ภาพ เพื่อให้หุ่นสามารถประเมินได้ว่า สิ่งที่เห็นผ่านกล้องนั้น มีโอกาสที่จะเป็น “ป้าย” กี่เปอร์แซ็นต์” น้องณัฐวีณ์ ผู้พัฒนาโปรแกรมร่วมกับน้องภูมิพัฒน์ ให้รายละเอียดเพิ่มเติม
ในส่วนของการทำให้มอเตอร์ที่ล้อทั้ง 4 ตัว กับ กับอีก 6 ตัวที่แขนกล ทำงานตามชุดคำสั่งในโปรแกรม หรือคำสั่งการของผู้ควบคุม เพื่อให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่หรือขยับแขนกลไปในตำแหน่งที่ต้องการนั้น จะเป็นหน้าที่ของสองสาวในฐานะผู้รับผิดชอบส่วนระบบควบคุม (Circuit) ซึ่งน้องเทพรักษ์ กล่าวว่า งานในส่วนนี้มีตั้งแต่การออกแบบแผงควบคุม การเลือกอุปกรณ์และชิ้นส่วนที่เหมาะสม การสร้างและทดสอบแผงวงจร รวมถึงการประกอบแขนกล ที่เป็นชิ้นส่วนเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนที่สุดของหุ่นยนต์ตัวนี้
และทั้งหมดของความมุ่งมั่นในครั้งนี้ ได้ทำให้ หุ่นยนต์ Clover ได้รับ “รางวัลพิเศษ คะแนนสูงสุดในด่านที่มีระดับความยากสูงสุด” ซึ่งน้องชวกร บอกว่า จากจำนวน 25 ทีม ที่ผ่านเข้าสู่รอบตัดสิน มีทีมที่สามาถพิชิตด่านที่ยากที่สุดนี้ได้เพียง 1 ทีมเท่านั้น”
“ด่านนี้มีชื่อว่า Elevated Ramp ที่มีการทำเส้นทางเดินให้หุ่นยนต์ต้องปีนขึ้นลงผ่านเนินที่มีระดับของความสูง ความชัน และความเอียง ที่แตกต่างกัน ทำให้คณะกรรมการเลือกให้เป็นด่านที่มีความยากสูงสุด และเป็นด่านที่เราต้องการเอาชนะมากที่สุด ซึ่งปรากฏว่าขณะที่หุ่นยนต์ส่วนใหญ่ทำภารกิจนี้ไม่สำเร็จ แ ต่หุ่นยนต์ Clover ของเราสามารถทำภารกิจนี้ได้สำเร็จถึง 2 รอบ ในเวลาที่กำหนดไว้ (5 นาที) ซึ่งทำให้เราได้รับรางวัลพิเศษนี้” น้องธีรุตม์ กล่าวด้วยความภาคภูมิใจ
น้องชวกร กล่าวเสริมว่า ความสำเร็จครั้งนี้ส่วนหนึ่งมาจากรูปแบบการเรียนที่ KOSEN KMUTT ที่เป็นการเรียนผ่านโปรเจกต์ (Project Based) ที่พอได้โจทย์มาแล้ว นักเรียนก็จะได้ฝึกและทำจริงๆ ซึ่งตนเองได้ใช้ทักษะด้านการวาดแบบด้วยมือและด้วยคอมพิวเตอร์ มาใช้ในขั้นตอนการออกแบบหุ่น Clover ขณะที่น้องณัฐวีณ์ ก็ใช้นำความรู้และทักษะด้าน Driver และ Servo มาช่วยทำให้โปรแกรมสั่งการได้อย่างถูกต้องและแม่นยำขึ้น น้องเทพรักษ์ ซึ่งเป็นน้องปี 2 อีกคนหนึ่ง กล่าวว่า ตนเองได้นำประสบการณ์การใช้เครื่องมือช่างตอนทำแล็บ มาช่วยในการตัดและประกอบชิ้นส่วนของหุ่นยนต์ตัวนี้
อาจารย์กฤษดา กล่าวว่า สิ่งที่คาดหวังจากการเข้าร่วมกิจกรรมประกวดครั้งนี้ไม่ได้อยู่ที่ตัวรางวัล แต่เป็นตัวกระบวนการเรียนรู้ที่เด็กได้รับจากการทำงาน ซึ่งสอดล้องกับมุมมองของ ศ. ดร.ทากะ โยชิโอกะ อาจารย์ KOSEN ประเทศญี่ปุ่น ที่มาเป็นอาจารย์ประจำ ที่ KOSEN KMUTT กล่าวว่า การสอนของ KOSEN ให้ความสำคัญกับการกำหนดเป้าหมาย และมี Concept ที่ชัดเจนก่อนการลงมือทำหรือปฏิบัติจริง ดังนั้นการประกวดครั้งนี้จะช่วยให้เขาเข้าใจสิ่งเหล่านี้ผ่านการลงมือทำและแก้ปัญหาด้วยตัวเอง
“สิ่งที่ผมเห็นคือ เด็กกลุ่มนี้มีการสังเกตหาจุดเด่น-จุดด้อยในผลงานของทีมอื่นๆ และนำมาคิดหาวิธีแก้หรือปรับปรุงในแบบของตัวเอง ซึ่งไม่ว่าจะสำเร็จหรือไม่ แต่กระบวนการในการหาวิธีการแก้ปัญหา ได้ถูกปลูกฝังไปในวิธีคิดของเขาแล้ว”
ที่มา: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี
