ส่องเทรนด์’นวัตกรรมหุ่นยนต์’

ในวันที่แรงงาน กำลังถูกตั้งคำถามเรื่องภาวะขาดแคลนอันเนื่องจากขาดความสนใจที่จะทำงานนั้นๆ รวมถึง “ค่าแรง” ที่ถีบตัวสูงอย่างต่อเนื่อง จึงเป็นที่มาของนักคิดนักสร้างสรรค์ถึงการผลิตหุ่นยนต์เข้ามาแทนที่

จากจุดเริ่มต้นเล็กๆ วันนี้โลกของหุ่นยนต์ขยายใหญ่ไม่เพียง “ทดแทน” ในภาคอุตสาหกรรมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวงการแพทย์ จนถึงทำหน้าที่ใกล้ตัวเช่นแม่บ้าน และสัตว์เลี้ยงแสนรัก

หุ่นยนต์ หรือ โรบอต (Robot) เครื่องจักรกลที่มีรูปร่างแตกต่าง และทำหน้าที่แตกต่างกันตามวัตถุประสงค์ของผู้ผลิต วันนี้มีการนำหุ่นยนต์มาใช้งานในวงการแพทย์อย่างแพร่หลาย ว่ากันว่าหากให้แบ่งแล้วหุ่นยนต์มี 2 แบบ คือ หุ่นยนต์ชนิดที่ติดตั้งอยู่กับที่ ลักษณะเป็นแขนกล ขยับและเคลื่อนไหวได้เฉพาะข้อต่อ ใช้อย่างมากในโรงงานประกอบรถยนต์ และอุตสาหกรรมหนัก อีกแบบเป็นหุ่นยนต์ชนิดที่เคลื่อนที่ได้โดยล้อหรือการใช้ขา แนวโน้มการพัฒนาหุ่นยนต์ในประเทศไทยทั้งเพื่อการแพทย์และพาณิชย์เริ่มมีให้เห็นอย่างเป็นรูปธรรม

“หุ่นยนต์เสริมพลัง” การผลิตร่วมกันระหว่าง 3 สถาบัน ประกอบด้วย ดร.เดชฤทธิ์มณีธรรม หัวหน้าสาขาวิศวกรรมเมคคาทรอนิกส์ คณะครุศาสตร์อุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล (มทร.) ธัญบุรี ผศ.ดร.เบญจลักษณ์ เมืองมีศรี มหาวิทยาลัยราชภัฏวไลยอลงกรณ์ พ.อ.ผศ.นพ.อารมย์ ขุนภาษี ผู้อำนวยการกองเวชศาสตร์ฟื้นฟู และ พ.ต.นพ.ธง พงษ์หาญยุทธโรงพยาบาลพระมงกุฎเกล้า และ พ.อ.รศ.นพ.สุธี พานิชกุล วิทยาลัยแพทยศาสตร์พระมงกุฎเกล้ากับผลงานชื่อว่า “PMK EXOSKELETON ROBOT”

ดร.เดชฤทธิ์ มณีธรรม หัวหน้าสาขาวิศวกรรมเมคคาทรอนิกส์ คณะครุศาสตร์อุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล (มทร.) ธัญบุรี กล่าวว่า การผลิตหุ่นยนต์ดังกล่าว ประกอบไปด้วย 3 ส่วนสำคัญ ส่วนแรกเป็นโครงสร้างอะลูมิเนียมที่มีลักษณะคล้ายกับขามนุษย์ เริ่มตั้งแต่เอวหรือสะโพก ขาด้านบน ขาด้านล่างและเท้า โดยขนาดความยาวของขาแต่ละข้างจะขึ้นอยู่กับความสูงต่ำของผู้ป่วย สะโพกด้านซ้ายและด้านขวาจะยึดติดกับ ดีซีมอเตอร์ ขนาด 350 วัตต์ 24 โวลต์ แกนมอเตอร์ด้านหน้ายึดติดกับเกียร์บล็อก ขนาดอัตราทด 1:50 แกนมอเตอร์ด้านหลังยึดติดกับเอ็นโครเดอร์ ขนาด 1,000 รอบ ส่วนหัวเข่าทั้งด้านซ้ายและขวาจะยึดติดกับดีซีมอเตอร์ ขนาด 250 วัตต์ 24 โวลต์ แกนมอเตอร์ด้านหน้ายึดติดกับเกียร์บล็อก ขนาดอัตราทด 1:50 แกนมอเตอร์ด้านหลังยึดติดกับเอ็นโครเดอร์ขนาด 1,000 รอบ ส่วนที่สองเป็นส่วนควบคุมโดยใช้ไมโครคอนโทรเลอร์ เป็นตัวควบคุมแบบ

PID Control ใช้ทั้งควบคุมตำแหน่ง

และควบคุมความเร็ว

และ ส่วนที่สาม คือ ซอฟต์แวร์ควบคุมการทำงานทั้งระบบ เมื่อต้องการเคลื่อนย้าย

ผู้ป่วย การทำงานของหุ่นยนต์ตัวนี้ ดร.เดชฤทธิ์ บอกใช้สำหรับการเคลื่อนย้ายทหารที่ได้รับบาดเจ็บบริเวณไขสันหลังที่ไม่สามารถขยับเองได้แต่ยังใช้มือและแขนได้ดี และในอนาคตเตรียมจะพัฒนาหุ่นยนต์เสริมพลังต้นแบบนี้ให้ทำงานใกล้เคียงกับการทำงานของร่างกายมนุษย์มากขึ้น จากความต้องการใช้หุ่นยนต์เข้ามาสนับสนุนการทำงานทั้งทางการแพทย์และเชิงพาณิชย์มากขึ้นนั้น ในส่วนของภาคการศึกษาซึ่งต้องเร่งผลิตคนเพื่อตอบโจทย์นี้ ดร.เดชฤทธิ์ กล่าวว่า ในส่วนสาขาวิศวกรรมเมคคาทรอนิกส์ คณะครุศาสตร์อุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล (มทร.) ธัญบุรี เปิดสอนมาเป็นเวลา 3 ปี ซึ่งอยู่ในกระบวนการเรียนการสอนของนักศึกษารุ่นแรก ความเข้มข้นของเนื้อหาในสาขาวิศวกรรมเมคคาทรอนิกส์ ประกอบด้วย เครื่องกล ไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ และคอมพิวเตอร์ จะใช้ความรู้ทั้ง 4 หมวดรวมกันเพื่อเป็นฐานความรู้ในการพัฒนาหุ่นยนต์

“โดยรวมการเรียนทั้งหมด 149 หน่วยกิต ถือว่าหนักมากสำหรับนักศึกษา แต่ก็มีความจำเป็นที่ต้องเรียนรู้ให้ครบทั้ง 4 ด้าน ซึ่งจะมีเมคคาทอนิกส์ เป็นฐานความรู้ที่ใหญ่ พร้อมๆ กับเรียนด้านเครื่องกล ไฟฟ้า อิเล็กโทรนิกส์ และคอมพิวเตอร์” ดร. เดชฤทธิ์ กล่าว และว่า ที่ผ่านมาจะพบว่าเด็กๆ ยังไม่ค่อยมีความรู้มากนักเกี่ยวกับเมคคาทรอนิกส์มากนัก ส่วนใหญ่ให้ความสนใจเรียนวิศวกรรมศาสตร์และแยกแขนงแตกต่างกันไป แต่หากมีความสนใจและต้องการทำงานด้านหุ่นยนต์จริงๆ เมคคาทรอนิกส์ถือเป็นฐานความรู้ที่สำคัญ

ปัจจุบันมีการใช้งานหุ่นยนต์ในอุตสาหกรรม และทางการแพทย์เป็นจำนวนมาก แต่ส่วนใหญ่เป็นการนำเข้าซึ่งแต่ละตัวมีมูลค่าสูงมาก แนวคิดส่วนตัวเห็นว่าควรเร่งพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้งานในประเทศทดแทนการนำเข้า ตัวอย่างเช่น หุ่นยนต์บางตัวหากนำเข้าน่าจะอยู่ที่ประมาณตัวละ 4 แสนบาท แต่หากพัฒนาขึ้นเอง สามารถทำต้นทุนได้ที่ 4.5 หมื่นบาท เป็นต้น เพราะแนวทางของการพัฒนาก็คือ R&D – Research ทำอย่างไรให้ราคาถูก และ Development อุปกรณ์ และวัสดุเพื่อให้ได้ต้นทุน ต้องตามเทคโนโลยีให้ทัน “ปัจจุบันมีจำนวนนักศึกษาในสาขานี้30 คน ซึ่งถือว่าเป็นสาขาที่เรียนยากที่สุดของวิศวะก็ว่าได้ เพราะเรียน 4 ฟังก์ชั่น เรียกว่า เรียนจบยาก แต่หางานง่าย และกำลังเป็นที่ต้องการของตลาดแรงงานอย่างมาก หากจบออกไปในระดับปริญญาตรี น่าจะอยู่ที่ 2 หมื่นขึ้นไปสำหรับผู้ที่เรียนจบทางด้านเมคคาทรอนิกส์ โดยเฉพาะในโรงงานชิ้นส่วนรถยนต์ และอุตสาหกรรมหนัก โดยปัจจุบันมีสถาบันการศึกษาที่เปิดสอนอยู่ประมาณ 10 แห่งแตกต่างกันไปในสาขาและเนื้อหาที่เรียน ในส่วนของเราแล้วเตรียมกำลังจะเปิดปริญญาโท ในปีการศึกษา 2558 และเปิดสอนระดับปริญญาเอกใน ปี 2560″ ดร.เดชฤทธิ์ กล่าว “ศูนย์หุ่นยนต์เชิงพาณิชย์” เป็นอีกการทำงานของคณะวิศวกรรมศาสตร์ พระจอมเกล้าฯ ลาดกระบัง ที่ร่วมกับ บริษัท ซีที เอเซีย โรโบติกส์ กับเป้าหมายการผลิตและจำหน่ายหุ่นยนต์พันธุ์ไทยเพื่อส่งออกไปญี่ปุ่นและยุโรปในปี 2558

การพัฒนาจะทำกันใน 2 รูปแบบ คือ หุ่นยนต์ดินสอมินิ ขนาดเล็กตั้งโต๊ะ สำหรับกลุ่มผู้สูงอายุ 80 ปีขึ้นไป อีกแบบเป็น หุ่นยนต์ดินสอมินิ สำหรับให้บริการในร้านอาหาร โดยศูนย์หุ่นยนต์เชิงพาณิชย์แห่งนี้จะเปิดอย่างเป็นทางการ ในช่วงต้นปี 2558

“ที่ผ่านมา การสร้างสรรค์นวัตกรรมการสร้างหุ่นยนต์เป็นการนำองค์ความรู้ภาคทฤษฎีในห้องเรียนมาประยุกต์ใช้สู่ความเป็นจริง ด้วยหลักวิชาทางวิศวกรรม เช่น หุ่นยนต์ตักบาตรที่นักศึกษาของคณะฯได้ร่วมกันทำขึ้น เป็นต้น” สุชัชวีร์ สุวรรณสวัสดิ์ คณบดีคณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง หรือ สจล.กล่าว

“เมคคาทรอนิกส์เป็นสาขาทีเรียนยากทีสุด เพราะเรียน 4 ฟังก์ชัน เรียกว่า เรียนจบยาก แต่หางานง่าย และกำลังเป็นทีต้องการของตลาดแรงงานอย่างมาก”