ปัจจุบันมีหลายมหาวิทยาลัยกำลังพัฒนาหุ่นยนต์เครื่องบินขนาดเล็ก แต่ส่วนใหญ่แล้ว เครื่องบินขนาดเล็กที่บินในอาคารต้องใช้ระบบตรวจจับการเคลื่อนไหวจากภายนอกตัวเครื่องบิน หรืออุปกรณ์ที่บอกตำแหน่งของมันจากภายนอก หลาย ๆ ทีมใช้เฮลิคอปเตอร์เพราะมันบินได้ช้ากว่าและง่ายต่อการบังคับ แต่ทีมจาก MIT ท้าทายความยากในการบินไปมาในอาคารที่มีข้อจำกัดที่จัดได้ว่ายากมาก ด้วยการใช้เครื่องบินที่มีอุปกรณ์สแกนพื่นที่ในตัว
ศาสตราจารย์ Nick Roy บอกถึงเหตุผลที่เขาไม่ใช้เฮลิคอปเตอร์ แต่ใช้เครื่องบินว่า มันเป็นปัญหาที่น่าสนใจและดูซับซ้อนกว่า
จริง ๆ แล้ว เฮลิคอปเตอร์ (ที่ใช้ใบพัดหมุน) ใช้พลังงานในการทรงตัวอยู่ในอากาศมากกว่าเครื่องบินมาก (ที่มีปีกนิ่งอยู่กับที่) ดังนั้น เครื่องบินจะสามารถบินได้นานกว่าไม่ว่าจะใช้แบตเตอรี่หรือเชื้อเพลิงก็ตาม
ห้องทดลองหลายแห่งกำลังพัฒนาหุ่นยนต์บินได้โดยไม่ต้องมีมนุษย์บังคับนำทาง แต่ส่วนใหญ่แล้วหุ่นยนต์เหล่านี้บินตามเส้นทางที่ได้โปรแกรมล่วงหน้ามาก่อนแล้ว และต้องใช้ข้อมูลอื่น ๆ จากภายนอกเพื่อนำทางอีกที เช่น GPS ระบุตำแหน่งที่ใช้ในการบินนอกอาคาร หรือ กล้องตรวจจับการเคลื่อนไหวที่ใช้เป็นข้อมูลการนำทางสำหรับบินในอาคาร แต่ในความเป็นจริงแล้ว ถ้าจะนำหุ่นยนต์เครื่องบินไปใช้จริง เราไม่มีเส้นทางที่โปรแกรมไว้ก่อน ไม่มีกล้องตรวจจับการเคลื่อนไหวที่ติดตั้งเอาไว้ ณ จุดต่าง ๆ ที่เราจะบินไป เครื่องบินที่บินได้โดยอัตโนมัติจริง ๆ ต้องสามารถใช้ได้ในสถานการณ์การค้นหาเพื่อช่วยเหลือ หรือใช้ในการสำรวจได้ เช่น สำรวจโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิม่า
เครื่องบินจาก MIT ท้าทายปัญหาเหล่านี้ด้วยการใช้เลเซอร์วัดระยะ (Laser Range Finder) ในการมองภาพรอบ ๆ เพื่อสร้างแผนที่ ใช้เซนเซอร์วัดความเฉื่อยเพื่อให้ตัวมันเองรู้ทิศทาง รวมถึงความเร็วและความเร่ง มีตัวแปร 15 ตัวที่ต้องคำนวณตลอดเวลาระหว่างการบินในอากาศเพื่อให้ทรงตัวได้และเพื่อป้องกันการชน
ความเร็วของเครื่องบินที่มากกว่าเฮลิคอปเตอร์มาก ๆ และความสามารถในการเปลี่ยนตำแหน่งไปมาที่น้อยกว่าเฮลิคอปเตอร์ เป็นอีกปัญหาที่ท้าทาย ทีมวิศวกรจัดการปัญหานี้โดยใช้ระเบียบวิธีการประมาณตัวแปรสเตต (“state-estimation” algorithm) ใครชอบอ่านสมการแบบละเอียด ตามอ่านได้ที่นี่ครับ State Estimation for Aggressive Flight in GPS-Denied Environments Using Onboard Sensing
ที่มา – Wired
ภาพจาก – MITNewsOffice Channel
sompol
