ที่มา IEEE Spectrum Automaton

ในวันที่สองนี้มีเซสชันใหม่ของ ICRA ที่แยกออกมาเฉพาะ คือเซสชันวิดีโอ โดยผู้จัดกงานรวมวิดีโอความยาว 5 นาทีของผู้นำเสนอเป็นไฟล์เดียว เปิดต่อเนื่องกัน (ผู้เสนอผลงานหลายคนงง เพราะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงแก้ไขเพิ่มได้ และวิดีโอนั้นก็คือวิดีโอที่ผู้เสนอส่งไปตั้งแต่แรก) โดยสุดท้ายมีคนไปขอให้มีเซสชันถามตอบระหว่างวิดีโอ เพื่อให้ผู้เสนอผลงานได้ชี้แจงงานของตัวเอง ซึ่งกรรมการก็เห็นชอบตามนั้น เซสชันนี้เป็นอีกเซสชันที่คนล้นห้องวันนี้

เลกเชอร์วันนี้มาจากศาสตราจารย์ Harry Asada จาก MIT  (เป็นอาจารย์ชาวญี่ปุ่นที่ไปสอนที่ MIT และได้รางวัลสอนดีด้วย)  เกี่ยวกับหุ่นยนต์นาโน ขนาดเท่าเซล

งานที่น่าสนใจวันนี้

Development of Hair-Washing Robot Equipped with Scrubbing Fingers ของ บริษัทพานาโซนิค

Robust H-Infinity Control for Electromagnetic Steering of Microrobots อันนี้มาจากกลุ่มของ Brad Nelson ที่เลกเชอร์ในวันที่แรก

Interactive Acquisition of Residential Floor Plans งานนี้จริง ๆ ดูไม่มีอะไร แต่เนื่องจากกสาวเกาหลีคนนี้ทำงานนี้กับ Thrun ดังนั้นน่าจะเห็น Google นำงานนี้ไปใช้ทำ indoor floor plan ใน Google Map แน่นอน

งานสัมนามีทั้งหมดเก้าห้อง และเริ่มพร้อมกัน เรื่องละสิบห้านาที ดังนั้นเป็นไม่ได้ที่จะสามารถพูดถึงทุกเรื่องได้ ขออภัยล่วงหน้าหากไม่มีเรื่องที่ผู้อ่านสนใจ ด้านล่างพยายามจะทำไลฟ์อัปเดต

• งานที่เห็นมากที่สุดใน ICRA ในวันแรกเห็นจะหนีไม่พ้นงานเกี่ยวกับ MAV (micro air vehicle) เพื่อสร้างแผนที่ต่าง ๆ
• Vijay Kumar เป็นดารารุ่งพรุ่งแรงอย่างไม่ต้องสงสัยในงานนี้ นอกจากหลายคนจะทำงานคล้ายกันแล้ว เขายังถูกอ้างถึงในหัวข้ออื่นที่ไม่เกี่ยวกับเขาด้วย (งานนี้แล็บของ Vijay Kumar ได้เสนอผลงานทั้งหมดถึง 7 ชิ้น!)
• เลกเชอร์วันแรกจาก Brad Nelson จาก ETH-Zürich เกี่ยวกับเรื่องนาโนโรบอตและการควบคุมผ่านสนามแม่เหล็ก เพื่อการรักษาโรคภายในตัวคนเลย

เปเปอร์น่าสนใจวันแรก

State Estimation for Aggressive Flight in GPS-Denied Environments Using Onboard Sensing จาก MIT

• หาสเตตของเครื่องบินที่ไม่มีจีพีเอสเช่นอินดอร์ ฟิกซ์วิง (indoor fixed wing)
• ใช้มากกว่า หมื่นพาร์ติเคิล (particle)
• เลเซอร์บอกไม่หมดเพราะมีเรื่องโอเรียนเทชัน (orientation) ของเครื่องบิน
• ใช้พาร์ติเคิลฟิลเตอร์ (particle filter) เพื่อหาสเตตของคาลแมน (Kalman)
• เครื่องบินน้ำหนัก 1 กิโลกรัม

ถ้าเป็นช่วงเวลาก่อนหน้านี้ซัก 5 ปี นักพัฒนาหุ่นยนต์เสมือนมนุษย์ (humanoid robot) มักจะออกมาโชว์ความสามารถในการทรงตัวของหุ่นยนต์ของพวกเขาโดยการโชว์ความสามารถในการเดินขึ้น – ลง บันได, การยืนขาเดียว หรือการเต้นเข้าจังหวะ  แต่หลังจากการเปิดตัวหุ่นยนต์ BigDog จาก Boston Dynamics ที่อวดความสามารถที่สามารถทรงตัวอยู่ได้ขณะถูกกระโดดถีบอย่างแรงโดยนักพัฒนา การแสดงความสามารถของหุ่นยนต์เหล่านี้ก็เริ่มมีความรุนแรงมากขึ้น เช่นการแสดงความทนทานของแขนหุ่นยนต์โดยการใช้ไม้เบสบอลหวด และแสดงความสามารถในการทรงตัวโดยการรับแรงกระแทกจากลูกตุ้มขนาดใหญ่  มาถึงวันนี้หุ่นยนต์ HRP3L-JSK จากแดนญี่ปุ่น ก็ได้รับชะตากรรมในแบบเดียวกัน

ถ้าเราต้องการหุ่นยนต์ที่จะช่วยเหลืองานบ้านได้ ช่วยดูแลผู้สูงอายุ หรือในกรณีที่คุณต้องการเอามันไปร่วมการแข่งขันของ DARPA Robotics Challenge คุณก็จะยังต้องการให้มันขับรถบรรทุก และทำลายกำแพงได้ด้วย  ด้วยเหตุนี้เราจึงต้องการอุปกรณ์ส่งกำลัง (actuator) ที่ทั้งเร็ว และแรง ปัญหาที่พบกันโดยทั่วไปก็คืออุปกรณ์ส่งกำลังโดยทั่วไปที่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นชิ้นส่วนหลักที่แม้จะควบคุมได้ง่าย แต่ก็มีข้อจำกัดในเรื่องของแรงที่มันส่งออกมาได้ ส่วนอุปกรณ์ไฮดรอลิกที่แม้จะให้แรงได้เยอะ แต่ก็ต้องการใช้ปั๊มซึ่งยากที่จะควบคุม

นาย Juichi Urata และเพื่อนร่วมงานที่ JSK Lab, The University of Tokyo นำโดยศาสตราจารย์ Masayuki Inaba กำลังหาทางออกสำหรับปัญหาเหล่านี้  พวกเขากำลังพัฒนาขาหุ่นยนต์ซึ่งมีทั้งแรงบิด (torque) และความเร็วที่สูงได้โดยใช้มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นหลัก

ตัวขับมอเตอร์ (motor driver) ที่พวกเขาใช้งานนั้น ถูกออกแบบให้ใช้ระดับแรงดันไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้าที่สูง อาศัยการจ่ายกำลังไฟฟ้าโดยตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ถึง 13.5 ฟารัด แทนที่จะจ่ายไฟฟ้าจากแบตเตอรี่โดยตรง เนื่องจากตัวเก็บประจุมีความน่าเชื่อถือมากกว่าในขณะการจ่ายกระแสไฟฟ้าที่สูง ซึ่งเป็นจุดอ่อนของแบตเตอรี่

นักวิจัยกลุ่มนี้ยังได้แก้ไขหุ่นยนต์รุ่น HRP3L ซึ่งพัฒนาโดยบริษัท Kawada Industries เพื่อใช้กับระบบขับเคลื่อนที่พัฒนาขึ้นมาใหม่นี้ และให้ชื่อว่า HRP3L-JSK ดังรูปต่อไปนี้

มอเตอร์ที่ใช้ในเจ้า HRP3L-JSK ซึ่งเป็นมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน (brushless motor) ยี่ห้อ Maxon ขนาด 200 วัตต์ ก็ยังได้ถูกปรับปรุงให้ระบายความร้อนโดยใช้ของเหลว (liquid-cooled) ด้วย ทำให้มันหมุนเร็วได้ถึง 1000 องศาต่อวินาที และมีแรงบิดสูงถึง 350 นิวตัน ที่บริเวณหัวเข่าของหุ่นยนต์  ด้วยระบบที่ปรับปรุงขึ้นใหม่ทั้งหมดนี้ทำให้เจ้า  HRP3L-JSK ที่มีน้ำหนัก 53 กิโลกรัมสามารถรับแรงกระทำจากทั้งการถีบ, ตีเข่า และการทารุณต่าง ๆ จากนักพัฒนาโดยยังประคองตัวอยู่ได้ อีกทั้งยังกระโดดได้สูงถึง 44 เซนติเมตรจากพื้น (แต่ไม่สามารถลงสู่พื้น หลังจากการกระโดดเองได้)

HRP3L-JSK อาศัยระบบควบคุมการทรงตัวแบบใหม่ที่สามารถตรวจจับแรงที่เข้ามากระทำต่อตัวมัน และคำนวณความเป็นไปได้ของตำแหน่งสำหรับวางขา 170 ตำแหน่งภายใน 1 มิลลิวินาที ก่อนที่จะเลือกตำแหน่งที่เป็นไปได้มากที่สุดที่จะป้องกันตัวมันเองจากการล้ม ระบบควบคุมการทรงตัวนี้เป็นการพัฒนาร่วมกันระหว่างทีมของ JSK และ Japan’s National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)

นาย Urata ที่พึ่งได้รับปริญญาเอกจากงานของเขาสำหรับ  HRP3L-JSK กำลังตั้งเป้าไปที่ DARPA Robotics Challenge ซึ่งเขาได้เริ่มตั้งทีมพัฒนาเพื่อเพิ่มแขนกล และเซนเซอร์สำหรับ  HRP3L-JSK แล้ว

เป็นที่น่าสนใจว่าหุ่นยนต์ที่อาศัยมอเตอร์ไฟฟ้าจะสามารถรับมือกับความท้าทายจากการแข่งขันของ DARPA นี้ได้หรือไม่ เพราะทาง DARPA เองได้เลือก PETMAN ซึ่งใช้อุปกรณ์ไฮดรอลิกเพื่อเป็นหุ่นยนต์มาตรฐานที่จะให้ทีมที่ไม่มีหุ่นยนต์เป็นของตัวเองได้นำไปใช้ในการพัฒนา ไฟฟ้าหรือไฮดรอลิก…ใครจะอยู่ ใครจะไป

อ้างอิง: IEEE Spectrum

อากาศยานไร้คนขับ MQ-9 หรือที่เราคุ้นเคยกันในชื่อ Reaper ที่ได้สร้างข้อได้เปรียบด้านการทหารให้กับกองทัพสหรัฐฯทั้งด้านการจู่โจมและการหาข้อมูล ด้วยความสามารถที่จะครองน่านฟ้าได้นานถึง 27 ชั่วโมงติดต่อกัน ซึ่งนานกว่าการใช้เครื่องบินเจ็ทอย่าง F-16 อย่างไม่สามารถเปรียบเทียบกันได้เลย ตอนนี้ทางบริษัท General Atomics ซึ่งเป็นผู้ผลิต ได้ออกมายื่นข้อเสนอในการเพิ่มศักยภาพของเจ้า Reaper ให้น่าสะพรึงกลัวมากขึ้นไปอีก!

โครงการเพิ่มศักยภาพของ Reaper นี้มีจุดประสงค์หลักเพื่อเพิ่มระยะเวลาในการครองอากาศจากเดิม 27 ชั่วโมง ไปเป็น 42 ชั่วโมงติดต่อกัน โดยในข้อเสนอนี้มีส่วนที่เพิ่มเติมเข้าไปให้ Reaper ทั้งหมด 3 ส่วนด้วยกัน คือ เพิ่มความยาวของปีกจากเดิม 66 ฟุต เป็น 88 ฟุตเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการใช้เชื้อเพลิง ส่วนเพิ่มเติมส่วนที่สองคือการเพิ่มถังบรรจุแก๊สซึ่งเป็นเชื้อเพลิงของ Reaper ขึ้นอีก 2 ถัง อย่างสุดท้ายคือการปรับปรุงระบบลงจอดให้สามารถรับน้ำหนักขณะลงจอดได้มากขึ้น เพื่อรับน้ำหนักของอุปกรณ์ที่เพิ่มขึ้นจากส่วนที่เพิ่มเติมขึ้นมาอีกสองส่วนที่ได้กล่าวไปแล้วข้างต้น ซึ่งจะทำให้น้ำหนักโดยรวมทั้งหมดของ Reaper หนักถึง 6 ตันเลยทีเดียว

ข้อเสนอดังที่กล่าวมานี้เป็นการตอบโจทย์ตามความต้องการของทางกองทัพอากาศสหรัฐฯ ที่ต้องการลดปริมาณการซื้อเครื่อง Reaper ลงกว่าครึ่งหนึ่ง หรือเพียง 24 เครื่องต่อปี ในขณะที่ต้องการให้มีเจ้านักล่ากลางเวหานี้อยู่บนอากาศอย่างน้อย 85 ลำตลอดเวลา

โดยสรุปแล้ว ถ้า Reaper สามารถที่จะบินอยู่บนอากาศได้นานขึ้น จำนวนเครื่อง Reaper ที่ต้องเตรียมพร้อมสำหรับใช้ครองอากาศก็จะน้อยลง เพราะฝ่ายภาคพื้นดินมีเวลาในการบำรุงรักษาเครื่องยนต์ เติมเชื้อเพลิง และติดอาวุธ มากขึ้น นอกจากนี้ Reaper ที่ได้รับการพัฒนาให้สามารถบินได้นานขึ้นนี้อาจจะเข้าไปแทนที่เครื่องบินสอดแนมไร้คนขับรุ่นใหญ่อย่าง Global Hawk ที่กองทัพสหรัฐฯ ได้ลงความเห็นว่ามีค่าบำรุงรักษาที่แพงเกินไปได้ด้วย เพราะแม้ว่า Reaper จะบินได้ไม่สูงเท่ากับ Global Hawk แต่ก็มีความสามารถในการบินได้ยาวนานพอกัน

ตอนนี้ข้อเสนอในการพัฒนาศักยภาพของ Reaper หรือ MQ-9 นี้ยังเป็นเพียงข้อเสนอเท่านั้น ทางกองทัพสหรัฐฯ ยังไม่ได้ให้ความเห็นใด ๆ ออกมา

อ้างอิง: Wired

SHIRI เป็นก้นปลอมเลียนแบบมนุษย์ที่แสดงอารมณ์ด้วยการขยับกล้ามเนื้อสังเคราะห์ แสดงอาการได้หลายแบบเช่นการเกร็ง การกระตุก การขมิบ เป้าหมายของโครงการนี้น่าสนใจครับอย่างแรกตรงไปตรงมาคือดูว่าจะสร้างการตอบสนองของกล้ามเนื้อเช่นนี้ได้อย่างไร ส่วนอีกเป้าหมายหนึ่งไปไกลถึงสังเกตการตอบสนองของอารมณ์ของคนรับการทดลองที่ได้สัมผัสบั้นท้ายเทียมนี้

พื้นผิวด้านนอกเป็นผิวหนังเทียมทำจากซิลิโคน ส่วนด้านในของ SHIRI เป็นกระดูกเชิงกรานเทียมทำจากยูรีเทน และส่วนขับดันเลียนแบบกล้ามเนื้อกลูเทียส แมกซิมัส เรียกว่า Gluteus Maximus Actuator (GMA) โดย GMA นี้ทำหน้าที่ตอบสนองโดยการควบคุมความดันด้านใน

เมื่อผู้รับการทดลองสัมผัสหรือตีก้นเทียมนี้ เสียงที่ได้จากการกระทบระหว่างมือคนกับผิวหนังซิลิโคนจะส่งผ่านไมโครโฟนที่อยู่ด้านใน SHIRI เพื่อให้เกิดการเกร็งแบบต่าง ๆ กัน

ถึงจะฟังดูวิชาการยังไง แต่วิดีโอการทดลองที่แนบท้ายนี่ดูเสื่อมจริงจังครับ

ที่มา โคตาคุ

ในยุคที่เต็มไปด้วยความเร่งรีบ การตามล่าหาอุปกรณ์ภายในสำนักงานเป็นเรื่องที่ทำให้เสียเวลาอันมีค่าของเราได้ไม่น้อยเลยทีเดียว  แต่ปัญหาเหล่านั้นกำลังจะหมดไปเพราะหุ่นยนต์ผู้ช่วยจากบริษัท Hitachi พร้อมจะมาช่วยเหลือเราแล้ว! 

MIEW2 เป็นชื่อของหุ่นยนต์ตัวน้อยที่มีส่วนสูงเพียง 80 เซนติเมตร และหนักเพียง 18 กิโลกรัม ที่อาศัยการประคองตัวอยู่บนสองล้อขนาดเล็ก ทำให้มันสามารถเคลื่อนที่ภายในสถานที่แคบ ๆ อย่างทางเดินที่จอแจภายในสำนักงานได้อย่างไม่ยากเย็น ซึ่งจุดนี้เป็นข้อได้เปรียบของเจ้า MIEW2 เหนือหุ่นยนต์รุ่นพี่อย่าง Asimo ที่แม้ว่าจะเคลื่อนที่ได้อย่างนิ่มนวลและทำงานที่ซับซ้อนได้หลายอย่าง แต่ก็มีขนาดตัวที่ใหญ่และไม่คล่องแคล่วเท่า และเมื่อเปรียบเทียบกับ NAO ที่แม้จะตัวเล็กกว่า แต่ก็เดินได้เชื่องช้ากว่ามาก

MIEW2 อาศัยระบบการมองเห็น (computer vision) ทั้งเพื่อการนำทาง, หลบสิ่งกีดขวาง และเพื่อมองหาสิ่งของภายในสำนักงานที่เราต้องการให้มันช่วยหาให้อีกด้วย ความสามารถในการหาสิ่งของซึ่งเป็นจุดเด่นของ MIEW2 ไม่ได้อาศัยเพียงข้อมูลภาพจากการบันทึกของมันเพียงอย่างเดียว แต่ยังสามารถหาภาพของสิ่งของนั้น ๆ ผ่านทางอินเตอร์เนตได้อีกด้วย ระบบการมองเห็นของ MIEW2 ไม่ได้อาศัยเพียงกล้องที่ติดอยู่ที่ตัวมันเพียงอย่างเดียว แต่ยังสามารถเข้าถึงภาพจากกล้องที่อยู่ภายในระบบเครือข่าย (network camera) ทำให้มันไม่ต้องเดินไปทั่วสำนักงานเพียงเพื่อที่จะหาของให้เรา

ความสามารถอีกอย่างนึงที่ขาดไม่ได้ของ MIEW2 ก็คือระบบการสื่อสารด้วยเสียงที่ได้รับการพัฒนาต่อขึ้นมาจากรุ่นพี่ของมัน MIEW1 ทำให้มันสามารถสื่อสารกับเราได้แม้ว่าจะมีเสียงรบกวนจากรอบข้างก็ตาม ระหวางรอเวลาที่ MIEW2 จะมาหาของให้เรา เรามาชมความน่ารักของเจ้าผู้ช่วยตัวน้อยนี้กันก่อนดีกว่าครับ

 

ชิ้นแรกคือ แหวนหุ่นยนต์ ประกอบไปด้วยแหวนที่มีรูปร่างเป็นตากระพริบได้ และแหวนที่มีรูปร่างเป็นปากอ้าหุบได้ การขยับนั้นเกิดจากไมโครคอนโทรลเลอร์ควบคุมมอเตอร์เล็ก ๆ ที่ติดตั้งไว้ในแหวน เมื่อสวมใส่ไปกับนิ้วแล้วทำมือท่าทางต่าง ๆ บวกกับการเคลื่อนไหวของแหวนตาและแหวนปาก ก็จะดูเหมือนเป็นหน้าตาของสัตว์ แหวนหุ่นยนต์นี้ถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้เป็นอุปกรณ์สื่อสารรูปแบบหนึ่ง

อีกชิ้นคือ ต้นไม้ที่แสดงอารมณ์ได้ ทำงานโดยการติดตั้งมอเตอร์ไว้ใต้กระถางต้นไม้และดึงกิ่งไม้ให้ขยับไปมาผ่านเส้นเอ็น โดยการขยับไปมานั้นจะขึ้นกับการกระตุ้นจะภายนอกผ่านทางไมโครโฟนและเซนเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหว จุดประสงค์ของงานวิจัยนี้คือการทำให้ต้นไม้ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตดูมีชีวิตยิ่งขึ้นผ่านการแสดงออกทางการเคลื่อนไหว และทดสอบแนวคิดด้านการสื่อสารผ่านต้นไม้

ดูวิดีโอของทั้งสองงานวิจัยในข่าวครับ

ที่มา AKIHABARA NEWS

ที่มา DigInfo TV ผ่านทาง IEEE Spectrum Automaton