โลกของหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ

                จากกรณีของบริษัทซีพีเอฟได้ต่อยอดนวัตกรรมออโตเมติกสู่ “หุ่นยนต์ทอดไข่เจียว”  ซึ่งมีการนำออกมาสาธิตให้คนทั่วไปได้ทำความรู้จัก โดยทาง CPF ระบุถึงแนวคิดพื้นฐานในการพัฒนาหุ่นยนต์ว่าเป็นไปเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต  ลดความเหนื่อยล้ำและความเสี่ยงของแรงงานในไลน์ผลิตเป็นหลัก จึงทำให้ CPF ทดลองพัฒนา “หุ่นยนต์ทอดไข่เจียว”  ที่มีความสามารถ ตั้งแต่การตอกไข่ เหยาะซอส ใส่เครื่องปรุง หยอดน้ำมันและลงทอดพร้อมโยนไข่และจัดไข่เจียวใส่จานได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเหมือนจะบอกว่า ถ้างานที่เป็นแพทเทิร์นเดิมมีกระบวนการที่ชัดเจน  คนไทยก็สามารถผลิตนวัตกรรมหุ่นยนต์ขึ้นมาช่วยในการจัดการได้

                จากแนวคิดของการพัฒนาหุ่นยนต์ข้างต้นเราจะพบว่าในโลกอุตสาหกรรมนั้นมีการใช้ หุ่นยนต์กันมานานแล้ว ซึ่งบางครั้งถ้าเราอ่านเอกสารต่าง ๆ เกี่ยวกับระบบการผลิตของภาคอุตสาหกรรมเราจะมองเห็นอีกคำที่เกี่ยวข้องคือ “ออโตเมชันหรือระบบอัตโนมัติ”  ซึ่งจริง ๆ แล้วมันมีความแตกต่างกันแต่ก็มีความเชื่อมโยงกัน  กล่าวคือ เมื่อพูดถึงระบบอัตโนมัติโดยส่วนใหญ่จะเป็นการพูดถึงระบบที่สามารถทำงานได้ด้วยตัวของมันเอง คิดง่าย ๆ เราจะชอบได้ยินคำว่า “อัตโนมัติ” กับ “อัตโนมือ”  อัตโนมือก็คือการที่เราต้องใช้มือเข้าไปช่วยในการทำงานเอง ตัวระบบไม่สามารถทำงานด้วยตัวมันเองได้  ทั้งนี้พอมาพูดถึงคำว่าหุ่นยนต์ก็จะหมายถึง เครื่องจักรกลหรือหุ่นที่มีเครื่องกลไกอยู่ภายใน  ซึ่งเป็นประเภทหนึ่งของออโตเมชัน สามารถทำงานร่วมกับมนุษย์หรือทำงานแทนมนุษย์ได้ โดยหุ่นยนต์ในแต่ละประเภทจะมีหน้าที่การทำงานในด้านต่าง ๆ ตามการควบคุมโดยตรงของมนุษย์ การควบคุมระบบต่าง ๆ ในการสั่งงานระหว่างหุ่นยนต์และมนุษย์สามารถทำได้โดยทางอ้อมและอัตโนมัติ  โดยทั่วไปหุ่นยนต์ถูกสร้างขึ้นไว้ใช้สำหรับงานที่มีความยากลำบาก เช่น งานสำรวจในพื้นที่บริเวณแคบหรืองานสำรวจดวงจันทร์ดาวเคราะห์ที่ไม่มีสิ่งมีชีวิต     

                ปัจจุบันเทคโนโลยีของหุ่นยนต์เจริญก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว  เริ่มเข้ามามีบทบาทกับชีวิตของมนุษย์ในด้านต่าง ๆ เช่น ด้านอุตสาหกรรมการผลิต แตกต่างจากเมื่อก่อนที่หุ่นยนต์มักถูกนำไปใช้ในงานอุตสาหกรรมเป็นส่วนใหญ่  ปัจจุบันมีการนำหุ่นยนต์มาใช้งานมากขึ้น เช่น หุ่นยนต์ที่ใช้ในทางการแพทย์ หุ่นยนต์สำหรับงานสำรวจ หุ่นยนต์ที่ใช้งานในอวกาศ หรือแม้แต่หุ่นยนต์ที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นเครื่องเล่นของมนุษย์ จนกระทั่งในปัจจุบันนี้ ได้มีการพัฒนาให้หุ่นยนต์นั้นมีลักษณะที่คล้ายมนุษย์เพื่อให้อาศัยอยู่ร่วมกันกับมนุษย์ให้ได้ในชีวิตประจำวัน  ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อพูดถึงระดับขั้นการทำงาน ของหุ่นยนต์จะพบว่า เราสามารถจำแนกระดับขั้นการทำงานของหุ่นยนต์ออกได้เป็น 6 ระดับตามเกณฑ์มาตรฐานของสมาคม หุ่นยนต์อุตสาหกรรมแห่งญี่ปุ่น (Japanese Industrial Robot Association : JIRA) ได้ดังนี้  

                ระดับที่ 1 กลไกที่ถูกควบคุมโดยมนุษย์ (Manual Handling Device) เป็นเครื่องจักรกลโดยต้องมีผู้ควบคุม บังคับการทำงานตลอดเวลา  

                ระดับที่ 2 หุ่นยนต์ที่ทำงานตามแผนล่วงหน้าตามที่กำหนด  โดยไม่สามารถปรับแผนงานได้ (Fixed Sequence Robot) หุ่นยนต์หรือเครื่องจักรกลที่ถูกออกแบบให้ทำงานโดยที่มีเครื่องควบคุมแบบ Sequencer  ทำหน้าที่สั่งงาน เรียงตามลำดับ เช่น ถ้ามี Sequencer 5 ตัว เมื่อตัวแรกสั่งทำงานทำงานเสร็จแล้ว ตัวที่ 2 ก็จะเริ่มทำงาน โดยทำงานเรียงตามลำดับกันไป  

                ระดับที่ 3 หุ่นยนต์ที่ทำงานตามแผนล่วงหน้าที่กำหนด  โดยสามารถปรับเปลี่ยนแผนงานได้ (Variable Sequence Robot) หลักการทำงานคล้ายกับระดับที่ 2 ต่างกันที่สามารถปรับเปลี่ยนวงจรได้โดยง่าย  

                ระดับที่ 4 ผู้ควบคุมเป็นผู้สอนงานแก่หุ่นยนต์  หุ่นยนต์จะทำงานเล่นย้อนกลับตามหน่วยความความจำที่บันทึกได้ (Playback Robot)  ชุดคำสั่งจะถูกบันทึกในเครื่องบันทึกความจำ  โดยชุดคำสั่งจะถูกเรียกใช้มาสั่งให้หุ่นยนต์ทำงานตามที่บันทึกไว้  เมื่อสอนเสร็จหุ่นยนต์ก็สามารถเลียนแบบสิ่งที่เรียนมาได้ 

                ระดับที่ 5 ผู้ควบคุมบันทึกข้อมูลเชิงตัวเลขการเคลื่อนที่ให้แก่หุ่นยนต์และหุ่นยนต์สามารถทำงานได้เองโดยไม่ต้องสอน (Numerical Control Robot) หุ่นยนต์แบบนี้คำสั่งบังคับการทำงานมีลักษณะเป็นตัวเลข  โดยชุดคำสั่งอยู่ในแถบหรือจานแม่เหล็กเป็นต้น 

                 ระดับที่ 6 หุ่นยนต์ที่มีความฉลาดสามารถเรียนรู้สภาพแวดล้อมและตัดสินใจทำงาน ได้ด้วยตัวเอง (Intelligence Robot) เป็นหุ่นยนต์ที่มีประสาทรับรู้ เช่น สามารถมองเห็น สามารถตัดสินใจเกี่ยวกับขั้นตอน การทำงานได้ เป็นต้น

ถ้าพูดถึงประเภทของหุ่นยนต์นั้นจะพบว่าเราสามารถแบ่งประเภทของหุ่นยนต์ตามลักษณะการใช้งานออกได้เป็น 2 ประเภทคือ  

                1. หุ่นยนต์ชนิดติดตั้งอยู่กับที่ (Fixed Robot) หุ่นยนต์ประเภทนี้จะมีลักษณะเป็นแขนกล สามารถขยับและเคลื่อนที่ได้เฉพาะข้อต่อ นิยมใช้ในงานอุตสาหกรรม เช่น อุตสาหกรรมยานยนต์, การประกอบ รถยนต์ เป็นต้น  

                2. หุ่นยนต์ชนิดเคลื่อนที่ได้ (Mobile Robot) หุ่นยนต์ประเภทนี้สามารถเคลื่อนที่ได้ด้วยตัวเอง โดยการใช้ล้อ ขา หรือการขับเคลื่อนแบบอื่น ๆ โดยหุ่นยนต์ประเภทนี้ ได้ถูกพัฒนาออกมาใช้งานในรูปแบบต่าง ๆ ที่หลากหลายไม่ว่าจะเป็นหุ่นยนต์สำรวจดาวอังคาร curiosity หรือหุ่นยนต์ AIBO หุ่นยนต์สัตว์เลี้ยงของบริษัทโซนี่ จากข้างต้นจะเห็นได้ว่า เมื่อเราพูดถึงหุ่นยนต์โดยสรุปก็คือเครื่องจักรกลประเภทหนึ่งที่มาอำนวยความสะดวกในการทำงานซึ่งจะมีหลากหลายลักษณะขึ้นอยู่กับความต้องการหรือลักษณะงานที่นำไปใช้นั่นเอง 

เทคโนโลยีหุ่นยนต์กับจุดเปลี่ยนทางการศึกษาไทย 

                สำหรับในส่วนของการนำเทคโนโลยีหุ่นยนต์มาใช้ในงานทางด้านการศึกษาที่เห็นตัวอย่างได้ชัดเจนคงหนี ไม่พ้นการพูดถึง “โครงการ L2TOR (อ่านว่า el tutor)” ซึ่งเป็นโปรเจควิจัยทางวิทยาศาสตร์ในประเด็นเรื่องของการใช้หุ่นยนต์เข้าสังคมเพื่อช่วยแนะนำในส่วนของภาษาที่ 2 สำหรับเด็ก ซึ่งได้รับทุนจากโปรแกรม Horizon 2020 ของคณะกรรมาธิการ ยุโรป (EU) ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อออกแบบหุ่นยนต์ติวเตอร์ที่มีความเป็นมิตรกับเด็ก ๆ เพื่อให้สามารถนำไปใช้สนับสนุนการเรียนรู้ภาษาที่ 2 สำหรับเด็กก่อนวัยเรียน  ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อพูดถึงการนำปใช้ในโรงเรียนที่โดดเด่นคงหนีไม่พ้นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีหุ่นยนต์ของ โรงเรียนนานาชาติอินดัสในบังกะลอร์ที่มีการใช้หุ่นยนต์ฮิวมานอยด์ (“หุ่นยนต์ ฮิวมานอยด์” คือหุ่นยนต์ที่มีรูปร่างแบบมนุษย์หรือที่เป็นมนุษย์โลหะ) มาเป็นครูผู้ช่วยสอนในรายวิชาที่เกี่ยวกับ ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยาและภูมิศาสตร์  ในขณะที่คุณครูให้ความสนใจและเข้าดูแลนักเรียนเป็นรายบุคคล หุ่นยนต์ฮิวมานอยด์ก็จะทำการสอนและอธิบายเนื้อหาที่เกี่ยวข้อง พร้อมตอบคำตอบเคลียร์ข้อสงสัยและกระตุ้นจูงใจให้เด็ก ๆ ได้มีส่วนร่วมมากขึ้น

                ในส่วนของการนำหุ่นยนต์เข้าไปประยุกต์ใช้ในการจัดการศึกษานั้นมี ประโยชน์อย่างมากโดยเฉพาะในส่วนของการมาเป็นผู้ช่วยเหลือคุณครูในการจัดการเรียนรู้ กล่าวคือ คุณครูจะสามารถไปดูแลและใส่ใจเด็กเป็นรายบุคคลได้ ณ ขณะเรียนหนังสือ อีกทั้งคุณครูก็จะคอยแนะนำและเพิ่มเติมให้กับเด็ก ๆ ที่เรียนตามไม่ทันได้ง่ายมากขึ้น รายละเอียดดังนี้  

                1. ช่วยเหลือให้คุณครูสามารถไปดูแลและใส่ใจเด็กเป็นรายบุคคล ณ ขณะเรียนหนังสือและคุณครูก็จะคอยแนะนำและเพิ่มเติมให้กับเด็ก ๆ ที่เรียนตามไม่ทันได้ง่ายมากขึ้น  โดยการประยุกต์ให้หุ่นยนต์มาสอนทดแทนได้  

                 2.คุณครูหุ่นยนต์จะมาช่วยสนับสนุนการจัดการเรียนรู้ให้กับคุณครูและจะช่วยให้คุณครูเราสามารถดูแลเด็ก ๆ และจัดการชั้นเรียนที่มีขนาดใหญ่ได้โดยง่ายมากขึ้น  สุดท้ายในหลาย ๆ คำกล่าวที่ว่า “คุณครูหุ่นยนต์จะมาแทนที่คุณครูจริง ๆ ”  โดยความเห็นแล้วคิดว่าเป็นไปได้ค่อนข้างยาก แต่ถ้าให้คุณครูหุ่นยนต์มาช่วยสนับสนุนการจัดการเรียนรู้ให้กับคุณครูแนวทางการดำเนินงานแบบนี้มีความเป็นไปได้สูงมากกว่า