OceanOne หุ่นยนต์ดำน้ำคล้ายมนุษย์ อนาคตของการทำภารกิจใต้น้ำ

oceanone

ทีมนักวิจัยจาก Stanford นำโดยศาสตราจารย์ Oussama Khatib ได้รับการสนับสนุนจาก Meka Robotics (ก่อนที่จะโดน Google ซื้อไป) และ King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) ประเทศซาอุดิอาระเบีย พัฒนา OceanOne หุ่นยนต์ดำน้ำคล้ายมนุษย์ สามารถทำงานได้ละเอียดและคล่องแคล่วกว่า ROV ที่มีใช้ทั่วไป OceanOne ถูกส่งไปสำรวจซากเรือ King Louis XIV ที่จมอยู่ใต้น้ำลึก 100 เมตร ห่างจากชายฝั่งประเทศฝรั่งเศส 32 กิโลเมตรและสามารถกู้ซากสมบัติขึ้นมาได้

จุดเริ่มต้นของ OceanOne มาจาก KAUST มีความต้องการศึกษาแนวปะการังในทะเลแดงซึ่งอยู่ลึกกว่าที่นักดำน้ำทั่วไปจะลงไปทำงานได้สะดวก แต่ ROV ที่มีใช้ในปัจจุบันถูกออกแบบมาให้ทำงานหนัก เช่น ในงานเกี่ยวกับการขุดเจาะน้ำมัน จึงไม่สามารถทำงานที่ละเอียดอ่อนและต้องการความคล่องตัวมากได้ นักวิจัยจาก Stanford จึงร่วมมือกับ KAUST พัฒนา OceanOne ขึ้นมา โดยมี Oussama Khatib นำทีมและ Mark Cutkosky ศาสตราจารย์จากวิศวกรรมเครื่องกลช่วยเหลือในการพัฒนาแขนของ OceanOne

ศาสตราจารย์ Oussama Khatib และ OceanOne
ศาสตราจารย์ Oussama Khatib และ OceanOne

OceanOne ยาว 1.5 เมตร ท่อนบนของตัวหุ่นยนต์ออกแบบรูปร่างเลียนแบบมนุษย์ มีกล้อง 2 ตัวที่หัวเพื่อมองภาพเป็นสามมิติ มีแขน 7 องศาอิสระ 2 ข้างที่ใช้ต้นกำลังแบบ series elastic actuator มีเซนเซอร์วัดแรงที่ข้อมือ และมือจับแบบ underactuated ทำให้สามารถรับรู้แรงที่แขนและมือของหุ่นยนต์ได้ และทำให้สามารถหยิบวัตถุได้โดยไม่ทำให้วัตถุเสียหาย ครึ่งหลังของ OceanOne เป็นส่วนควบคุมและขับเคลื่อน ติดตั้งคอมพิวเตอร์ควบคุม แบตเตอรี่ เซนเซอร์วัดแรงดันน้ำ (ไว้คำนวณความลึก) DVL (Doppler Velocity Log – ใช้วัดความเร็วกระแสน้ำ หรือวัดความเร็วพาหนะที่เคลื่อนที่ในน้ำ) กล้องจับภาพสภาพแวดล้อมรอบ ๆ ตัว และขับเคลื่อนได้ทุกทิศทางด้วย thruster 8 ตัว ภายในส่วนต่าง ๆ ของ OceanOne ถูกบรรจุด้วยน้ำมันแทนที่จะเป็นอากาศ ทำให้ทนแรงดันน้ำได้ลึกถึง 2,000 เมตร

oceanone-component
ส่วนประกอบของ OceanOne
OceanOne สามารถจับวัตถุที่ละเอียดอ่อนได้
OceanOne สามารถจับวัตถุที่ละเอียดอ่อนได้

การทำงานของ OceanOne นั้นเป็นการทำงานประสานกันระหว่างหุ่นยนต์และมนุษย์ คือ หุ่นยนต์นั้นแข็งแรง สามารถทำงานในที่ที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ได้ สามารถวัดและควบคุมรวดเร็ว แม่นยำ สามารถควบคุมรักษาตำแหน่งทั้งลำตัวและแขนให้อยู่นิ่ง ๆ ได้แม้มีกระแสน้ำรบกวน ทั้งหมดนี้ถูกควบคุมโดยมนุษย์ มีมนุษย์เป็นคนคิด วางแผนปฏิบัติงาน สั่งคำสั่งควบคุมไปยังหุ่นยนต์และหุ่นยนต์ก็ส่งข้อมูลการรับรู้ทางภาพและการสัมผัสกลับมาที่ผู้ควบคุม (แบบที่ Ousssama Khatib เคยมาบรรยายที่ AIT)

OceanOne's fine movements were controlled from 100 meters above the seafloor, via haptic feedback joysticks.
ห้องควบคุมของ OceanOne

การที่ OceanOne ถูกออกแบบมาให้คล้ายมนุษย์นั้นมีข้อดีหลายอย่าง เช่น ดูเป็นมิตร ผู้ควบคุมสามารถเข้าใจและควบคุมได้เป็นธรรมชาติ ทำงานเคียงคู่กับมนุษย์ได้ง่าย เมื่อทำงานอยู่ใต้น้ำ สามารถส่งสัญญาณมือเพื่อสื่อสารกันได้

OceanOne ถูกออกแบบให้ทำงานร่วมกับมนุษย์
OceanOne ถูกออกแบบให้ทำงานร่วมกับมนุษย์

ในอนาคต OceanOne จะถูกพัฒนาเพิ่มเติม โดยมีแผนจะติดตั้งเซนเซอร์วัดแรงไว้ที่ทุกนิ้ว และหวังว่าจะถูกนำไปใช้ช่วยงานใต้น้ำในหลากหลายภารกิจตั้งแต่การสำรวจ การทำเหมือง การดูแลรักษาแท่นขุดเจาะน้ำมัน หรือแม้กระทั้งในงานตอบสนองต่อภัยพิบัติดังเช่นกรณีโรงไฟฟ้าฟุกุชิมะ

ภาพและที่มา Stanford News และ IEEE Spectrum

LINE it!