หุ่นยนต์

หุ่นยนต์

Robot

พลตรี มารวย  ส่งทานินทร์

[email protected]

9 กุมภาพันธ์ 2562

บทความเรื่องหุ่นยนต์ (Robot) ดัดแปลงมาจากบทความที่ค้นคว้ามาจากทางเว็บไซต์ต่าง ๆ เช่น Wikipedia, http://robotics.sciencemag.org/content/4/26/eaaw1826, ฝ่ายวิจัยนโยบาย สวทช. เป็นต้น

ผู้ที่สนใจเอกสารนี้แบบ PowerPoint (PDF file) สามารถ Download ได้ที่ https://www.slideshare.net/maruay/robot-131095839

เกริ่นนำ

• ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา หุ่นยนต์ถูกนำมาใช้งานแทนมนุษย์ โดยเฉพาะงานที่มีความยากลำบาก มีระดับความเสี่ยง และอันตรายสูง โดยเฉพาะในทางด้านอุตสาหกรรม เช่น การเชื่อมโลหะ การพ่นสี การประกอบรถยนต์ เป็นต้น
• ในปัจจุบัน ความก้าวหน้าทางด้านเทคโนโลยีในด้านต่างๆ เช่น ระบบเซ็นเซอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง, ระบบปัญญาประดิษฐ์, ความสามารถในการติดต่อกันระหว่างเครื่องจักรกับเครื่องจักร, และอื่นๆ ส่งผลให้หุ่นยนต์มีราคาถูกลง ในขณะเดียวกัน มีความสามารถสูงขึ้น ฉลาดขึ้น มีความอ่อนตัวในการทำงานร่วมกับมนุษย์ หรือทดแทนมนุษย์ได้มากขึ้น

หุ่นยนต์

• หุ่นยนต์ มาจากคำว่า robot หรือ robota ในภาษาเช็ก ซึ่งแปลว่า ทาส หรือผู้ถูกบังคับใช้แรงงาน
• ในปี ค.ศ.1921 นักประพันธ์ชาวเช็กKarel Capek ได้ประพันธ์ละครเวทีเรื่อง R.U.R. : Rossum's Universal Robots โดยในละครนั้น มีเนื้อหาเกี่ยวกับมนุษย์ที่ต้องการทาสรับใช้ จึงสร้างหุ่นยนต์ขึ้นมาช่วยทำงาน ซึ่งต่อมา หุ่นยนต์ได้พัฒนาตัวเองให้มีความฉลาดมากขึ้น จึงเกิดความคิดต่อต้านมนุษย์ ไม่ยอมให้กดขี่ข่มเหงอีกต่อไป ละครเรื่องนี้โด่งดังมาก จนทำให้คำว่า “Robot” เป็นที่รู้จักไปทั่วโลก
• ต่อมาในปี ค.ศ.1942 นักวิทยาศาสตร์และนักประพันธ์ ชาวอเมริกันเชื้อสายรัสเซีย Isaac Asimov ได้ประพันธ์นวนิยายเชิงวิทยาศาสตร์เรื่อง Runaround โดยมีเนื้อหาเกี่ยวกับหุ่นยนต์ และกำหนดกฎ 3 ข้อของหุ่นยนต์ ประกอบด้วย
• 1. หุ่นยนต์ห้ามทำร้ายมนุษย์ หรือนิ่งเฉยปล่อยให้มนุษย์ตกอยู่ในอันตราย
• 2. หุ่นยนต์ต้องเชื่อฟังคำสั่งมนุษย์ ยกเว้นคำสั่งนั้นขัดแย้งกับกฎข้อแรก
• 3. หุ่นยนต์ปกป้องตัวเองได้ แต่ต้องไม่ขัดกับกฎข้อแรกหรือกฎข้อที่สอง

หุ่นยนต์คืออะไร

• หุ่นยนต์ คือเครื่องกลชนิดหนึ่งที่มีลักษณะโครงสร้างและรูปร่างแตกต่างกันไปตามวัตถุประสงค์
• หุ่นยนต์ในแต่ละประเภทจะมีหน้าที่การทำงานในด้านต่าง ๆ ตามการควบคุมโดยตรงของมนุษย์ หรืออาจมีการตั้งค่าให้หุ่นยนต์สามารถตัดสินใจได้เองในระดับใดระดับหนึ่ง (การควบคุมระบบต่าง ๆ ในการสั่งงานระหว่างหุ่นยนต์และมนุษย์ สามารถทำได้โดยทางอ้อมและอัตโนมัติ)

ความหมายของ "หุ่นยนต์"

• โดย สถาบันหุ่นยนต์อเมริกา (The Robotics Institute of America) ได้ให้ความหมายไว้ ดังนี้
• "หุ่นยนต์ คือเครื่องจักรใช้งานแทนมนุษย์ ที่ออกแบบให้สามารถตั้งลำดับการทำงาน การใช้งานได้หลากหลายหน้าที่ ใช้เคลื่อนย้ายวัสดุอุปกรณ์ ส่วนประกอบต่าง ๆ เครื่องมือ หรืออุปกรณ์พิเศษ ตลอดจนการเคลื่อนที่ได้หลากหลาย ตามที่ตั้งลำดับการทำงาน เพื่อสำหรับใช้ในงานหลากหลายประเภท"

หุ่นยนต์ สามารถจำแนกระดับขั้นการทำงานได้ 6 ระดับ ตามเกณฑ์มาตรฐานของ สมาคมหุ่นยนต์อุตสาหกรรมแห่งญี่ปุ่น (JIRA : Japanese Industrial Robot Association) แต่ สถาบันหุ่นยนต์แห่งสหรัฐอเมริกา (RIA : The Robotics Institute of America) พิจารณาเพียงระดับที่ 3-6 เท่านั้น ที่ถือว่าเป็นหุ่นยนต์

• ระดับที่ 1 กลไกที่ถูกควบคุมด้วยมนุษย์ (manual-handling device)
• ระดับที่ 2 หุ่นยนต์ที่ทำงานตามแผนล่วงหน้าที่กำหนดไว้ โดยไม่สามารถปรับเปลี่ยนแผนงานได้ (fixed-sequence robot)
• ระดับที่ 3 หุ่นยนต์ที่ทำงานตามแผนล่วงหน้าที่กำหนดไว้ โดยสามารถปรับเปลี่ยนแผนงานได้ (variable-sequence robot)
• ระดับที่ 4 ผู้ควบคุมเป็นผู้สอนงานให้กับหุ่นยนต์ หุ่นยนต์จะทำงานเล่นย้อนกลับ ตามที่หน่วยความจำบันทึกไว้ (playback robot)
• ระดับที่ 5 ผู้ควบคุมบันทึกข้อมูลเชิงตัวเลขการเคลื่อนที่ให้กับหุ่นยนต์ หุ่นยนต์สามารถทำงานได้เอง โดยไม่ต้องทำการสอนงาน (numerical control robot)
• ระดับที่ 6 หุ่นยนต์มีความฉลาด สามารถเรียนรู้สภาพแวดล้อม และตัดสินใจทำงานได้ด้วยด้วยเอง (intelligent robot)

หุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ

• หุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ มีความคล้ายกันในแง่มุมของการเป็น เครื่องจักรอัตโนมัติ (Automation Machine) โดยหุ่นยนต์สามารถเรียกได้ว่าเป็นส่วนหนึ่งในระบบอัตโนมัติได้ เนื่องจากมีองค์ประกอบและการทำงานที่คล้ายกัน
• แต่หุ่นยนต์สามารถทำงานจากโปรแกรมการตัดสินใจ และสามารถปรับเปลี่ยนโปรแกรมการทำงานให้ทำงานหลากหลายหน้าที่ได้ ซึ่งระบบอัตโนมัติไม่สามารถทำได้

มูลค่าตลาดหุ่นยนต์

• ปัจจุบัน ตลาดหุ่นยนต์ทั่วโลกมีมูลค่ากว่า 4,000 ล้านดอลลาร์ และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น 15,000 ล้านดอลลาร์ ภายในปี ค.ศ. 2020 ซึ่งรวมถึงหุ่นยนต์แบบเป็นผู้ช่วยภายในบ้าน เช่น เครื่องดูดฝุ่นอัตโนมัติ หุ่นยนต์ที่ทำงานตามโรงงานหรือโกดังสินค้าต่างๆ และหุ่นยนต์ที่เป็นผู้ช่วยดูแลและคลายเหงาสำหรับผู้สูงอายุ

ส่วนประกอบของหุ่นยนต์ ที่สำคัญ มีอยู่ 5 ส่วนได้แก่

• 1. โครงสร้าง ของหุ่นยนต์
• 2. ระบบกลไก การเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์
• 3. ระบบเซ็นเซอร์ ใช้รับข้อมูลและส่งไปให้สมองกลทำการประมวลผล เพื่อที่จะสั่งการให้หุ่นยนต์ทำงานต่อไป
• 4. แหล่งจ่ายพลังงานให้แก่ระบบ ทั้งระบบกลไกการเคลื่อนไหว ระบบเซ็นเซอร์ และระบบสมองกล
• 5. ระบบสมองกล หรือหน่วยประมวลผลกลาง ทำหน้าที่วิเคราะห์และประมวลผล ที่ถูกส่งมาจากตัวเซ็นเซอร์ตามจุดต่าง ๆ เพื่อทำให้หุ่นยนต์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

1. Industrial Robot

• คือระบบที่ใช้ในงานการผลิตแบบอัตโนมัติ เช่น งานสร้างรูปทรงโดยตัดเฉือนเนื้อวัสดุออก, งานประกอบ, งานตรวจสอบ, งานหยิบจับวัสดุ เป็นต้น
• โดยหุ่นยนต์เหล่านี้ สามารถทำงานได้อัตโนมัติตามโปรแกรมที่วางไว้ มีแขนขยับได้ 3 แกน และอาจจะเป็นแบบเคลื่อนที่ได้หรือไม่ได้ก็ได้

2. Service Robot

• คือระบบที่ใช้ในโรงงานผลิตหรือโกดัง และใช้ในงานประเภทอื่นนอกเหนือจากงานการผลิตแบบอัตโนมัติ
• โดยหุ่นยนต์ประเภทนี้ อาจมีแขนหรือไม่มีแขนก็ได้ โดยทั่วไปจะเคลื่อนไหวได้ และต้องทำงานร่วมกับมนุษย์มากกว่า Industrial Robot

3. Consumer Robot

• คือระบบที่ใช้งานที่บ้าน เช่น ระบบHome Automation การศึกษา การช่วยเหลือและดูแลมนุษย์ และความบันเทิงในครอบครัว

หุ่นยนต์และการใช้งาน

• 1. การหล่อความแม่นยำสูง (Ultra-Precision Molds)
• 2. งานวิศวกรรมความเที่ยงตรง (Precision Engineering)
• 3. งานผลิตยานยนต์ (Automotive)
• 4. งานตรวจตราอุปกรณ์ (Equipment Inspection)
• 5. งานไม้ (Wood Processing)
• 6. งานจัดสินค้าในโกดัง (Automated Warehouse)

1. การหล่อความแม่นยำสูง ประโยชน์ที่ได้รับคือ

• ผลผลิตเพิ่มขึ้น 75% ต่อเดือน
• คุณภาพการผลิตดีขึ้น
• ระบบผลิตมีความเสถียรขึ้น
• และลดต้นทุนแรงงานได้

2. งานวิศวกรรมความเที่ยงตรง ประโยชน์ที่ได้รับคือ

• เพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตและลดต้นทุนได้อย่างมีนัยสำคัญ
• ผลผลิตเพิ่มขึ้น 40% โดยไม่ต้องจ้างแรงงานเพิ่ม

3. งานผลิตยานยนต์ ประโยชน์ที่ได้รับคือ

• ผลประเมินโครงการเบื้องต้นระบุว่า ระดับผลิตภาพสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

4. งานตรวจตราอุปกรณ์ ประโยชน์ที่ได้รับคือ

• สร้างระบบการตรวจตราที่มีความแม่นยำสูง โดยไม่ต้องจ้างแรงงานเพิ่ม
• เพิ่มประสิทธิภาพในงานตรวจตรา ลดต้นทุน จึงทำให้มีกำไรเพิ่ม
• สามารถทำการตรวจตรารอบโรงงานได้ตลอดเวลา

5. งานไม้ ประโยชน์ที่ได้รับคือ

• ลดปริมาณแรงงานที่ใช้ โดยหุ่นยนต์ 1 ตัวสามารถทำงานได้เทียบเท่าแรงงานมนุษย์ 20 คน
• เพิ่มความแม่นยำ และทำให้ใช้ชิ้นไม้ (ที่มีมูลค่าสูง) ได้ใช้ประโยชน์สูงสุด
• เพิ่มความปลอดภัย โดยแรงงานสามารถหลีกเลี่ยงการสูดดมฝุ่นไม้ เสี้ยนไม้ และเสียงดังได้

6. งานจัดสินค้าในโกดัง ประโยชน์ที่ได้รับคือ

• เพิ่มผลิตภาพ ลดความต้องการแรงงาน ลดต้นทุนแรงงาน
• พื้นที่ที่เคยต้องการแรงงาน 500 คนในการปฏิบัติงาน กลับกลายเป็นต้องการแรงงานเพียง 1 คนที่จะควบคุมดูแลการปฏิบัติงานของหุ่นยนต์เท่านั้น
• ระบบนี้ สามารถรองรับการจัดเรียงพัสดุได้ 20,000 ชิ้นต่อชั่วโมง

รายงานการศึกษา เรื่อง อุตสาหกรรมหุ่นยนต์ของประเทศไทย โดย ฝ่ายวิจัยนโยบาย สวทช.

หุ่นยนต์กับคุณภาพชีวิต

• หุ่นยนต์  มีวิวัฒนาการและความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วต่อเนื่องมาตลอดหลายปีที่ผ่านมา และได้เข้ามามีบทบาทมากขึ้นในชีวิตของมนุษย์ ทั้งในด้านการช่วยเพิ่มผลผลิตในกระบวนการผลิตสินค้า ช่วยดูแลในเรื่องคุณภาพชีวิต เช่น การรักษาพยาบาล การรักษาความปลอดภัย ไปจนถึงการสร้างความสะดวกสบายต่าง ๆหากมีการนำหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติต่าง ๆ เข้ามาใช้งานได้อย่างเหมาะสม จะเป็นตัวช่วยสำคัญในการเพิ่มศักยภาพการผลิต คุณภาพความเป็นอยู่ของคนในประเทศ ส่งเสริมทั้งในด้านเศรษฐกิจ สังคม และการศึกษาให้ดีขึ้นต่อไป

อุตสาหกรรมหุ่นยนต์

• การใช้งานหุ่นยนต์ที่มากขึ้น ส่งผลให้อุตสาหกรรมหุ่นยนต์โลกถึงจุดเปลี่ยนที่สำคัญ
• จะมีตลาดใหม่ๆ ที่เกี่ยวกับหุ่นยนต์เกิดขึ้นมากมายที่เป็นหุ่นยนต์ที่ไม่ได้ใช้งานในภาคอุตสาหกรรม ได้แก่ ยานพาหนะอัตโนมัติไร้คนขับ หุ่นยนต์บริการสำหรับผู้บริโภคทั่วไป หุ่นยนต์สำหรับองค์กรธุรกิจ หุ่นยนต์ทางการแพทย์ หุ่นยนต์การทหาร และอากาศยานไร้คนขับ (UAVs) เป็นต้น
• ซึ่งในปี ค.ศ. 2020 ที่จะถึงนี้ จะเน้นความสำคัญที่การกำหนดรูปแบบและหน้าที่ของหุ่นยนต์และปัญญาประดิษฐ์(AI)
• จากการศึกษาของบริษัท Tractica ของสหรัฐอเมริกา พบว่า จำนวนหุ่นยนต์ที่ผลิตจะเพิ่มขึ้นจาก 8.8 ล้านยูนิตในปี ค.ศ. 2015 เป็น 61.4 ล้านยูนิตในปี ค.ศ. 2020 โดยมากกว่าครึ่ง มาจากหุ่นยนต์สำหรับผู้บริโภคในครัวเรือน
• และอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ทั่วโลก จะมีมูลค่าสูงกว่า 151 พันล้านเหรียญสหรัฐในปี ค.ศ. 2020

ทิศทางการนำหุ่นยนต์มาใช้งานและวิทยาการหุ่นยนต์ในอนาคต อาศัยแนวทางในวิทยาการ 5 สาขาหลักดังต่อไปนี้

• 1. วิทยาการด้านปฏิสัมพันธ์ (Interaction)
• 2. วิทยาการด้านการเคลื่อนที่ (Locomotion)
• 3. วิทยาการด้านการนำทาง (Navigation)
• 4. วิทยาการด้านการเคลื่อนย้ายชิ้นงาน (Manipulation)
• 5. วิทยาการด้านอัจฉริยะ (Intelligence)

1. วิทยาการด้านปฏิสัมพันธ์

• เนื่องจากหุ่นยนต์จะต้องทำงานร่วมกับมนุษย์ การสื่อสารจึงถือเป็นขั้นพื้นฐานที่สุดที่หุ่นยนต์จะต้องมี ปัญญาประดิษฐ์ (Artificial intelligence) ช่วยให้หุ่นยนต์เข้าใจความหมายเชิงกลุ่มคำหรือประโยค หรือการตีความหมายจากสัญญาณอื่นๆได้ด้วย
• เทคโนโลยีการมองเห็นของหุ่นยนต์ (Robot vision) ใช้กล้องเป็นตัวรับภาพโดยอาศัยความรู้เรื่องระบบภาพ(Vision system) และการประมวลผลภาพในคอมพิวเตอร์(Image processing), การรู้จำเสียง(Speech recognition), และเสียงสังเคราะห์(Synthesized sound) ผ่านทางลำโพง เป็นต้น

2. วิทยาการด้านการเคลื่อนที่

• การเคลื่อนที่เป็นอีกหนึ่งสิ่งที่สำคัญของหุ่นยนต์ ปัจจุบันหุ่นยนต์ที่ใช้ขา สามารถลุกขึ้น เดิน ยืน และวิ่งได้แล้ว โดยอาศัยความรู้ความเข้าใจด้านพลศาสตร์ (Dynamics)
• นอกจากนี้ การพัฒนาของอุปกรณ์ขับเคลื่อนที่ใช้บังคับแรงได้ (Actuator) เป็นอีกหนึ่งปัจจัย ที่ทำให้หุ่นยนต์มีประสิทธิภาพในการเคลื่อนที่เพิ่มขึ้น

3. วิทยาการด้านการนำทาง

• ในการกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ หรือการทำงานของหุ่นยนต์นั้น การรู้ตำแหน่งของตัวเองเป็นสิ่งที่จำเป็นมาก ยกตัวอย่างเช่น ในระบบยานยนต์อัตโนมัติ การรู้ตำแหน่ง ทิศทาง และการนำทางไปยังตำแหน่งนั้นๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง จึงมีความจำเป็นมาก

4. วิทยาการด้านการเคลื่อนย้ายชิ้นงาน

• ในโรงงานอุตสาหกรรม การหยิบจับเคลื่อนย้ายชิ้นงานที่เหมาะสม จะช่วยร่นระยะเวลาในการทำงาน และลดความเสียหายของชิ้นงานได้
• ในอนาคต หุ่นยนต์จะมีความสามารถในการหยิบจับเคลื่อนย้ายชิ้นงานได้หลายรูปแบบมากขึ้น โดยแขนของหุ่นยนต์ที่สามารถยืดหดและปรับเปลี่ยนให้มีความเหมาะสมกับลักษณะการใช้งาน ทำให้หุ่นยนต์สามารถช่วยเหลือมนุษย์ได้มากขึ้น

5. วิทยาการด้านอัจฉริยะ

• ปัจจุบัน หุ่นยนต์ได้รับการพัฒนาจนสามารถค้นหาคำตอบสำหรับปัญหาใหม่จากฐานข้อมูลเดิมที่มีอยู่(Deduction) โดยแนวโน้มที่หุ่นยนต์จะสามารถสร้างองค์ความรู้ได้ด้วยตัวเองเช่นเดียวกับมนุษย์ มีความเป็นไปได้อย่างมากในอนาคต

การคาดการณ์แนวโน้มการนำหุ่นยนต์มาใช้งานในภาคธุรกิจทั่วโลก มีดังนี้

• 1. การให้บริการหุ่นยนต์แบบ Robot as a Service ภายในปี ค.ศ. 2019 ร้อยละ 30 ของหุ่นยนต์สำหรับให้บริการต่างๆ จะเป็นรูปแบบธุรกิจในลักษณะ Robot as a Service ให้องค์กรได้เช่าใช้กันได้อย่างสะดวก และไม่ต้องลงทุนมากนักในตอนเริ่มต้น
• 2. มีตำแหน่ง Chief Robitics Officer ภายในปี ค.ศ. 2019 ร้อยละ 30 ขององค์กรชั้นนำต่างๆ จะเริ่มมีตำแหน่ง Chief Robotics Officer เพื่อคอยกำหนดทิศทาง การนำหุ่นยนต์มาใช้งานภายในธุรกิจองค์กร
• 3. มีผู้ผลิตหุ่นยนต์เกิดขึ้นมากมาย ภายในปี ค.ศ. 2020 องค์กรธุรกิจจะมีทางเลือกสำหรับเทคโนโลยีหุ่นยนต์จากผู้ผลิตหลายรายมากขึ้น จากการที่ผู้ผลิตหลากหลาย เข้ามาแย่งชิงส่วนแบ่งตลาดที่มีมูลค่าสูงถึง 2.8 ล้านล้านบาทในตลาดหุ่นยนต์
• 4. ผู้เชี่ยวชาญด้านหุ่นยนต์จะเป็นที่ต้องการเป็นอย่างมาก ภายในปี ค.ศ. 2020 การเติบโตของตลาดหุ่นยนต์จะทำให้เกิดความต้องการบุคลากรผู้มีความรู้ด้านหุ่นยนต์เพิ่มขึ้น ในขณะที่เงินเดือนเฉลี่ยของผู้คนในวงการหุ่นยนต์จะสูงขึ้นร้อยละ 60
• 5. มีกฎหมายด้านหุ่นยนต์ ภายในปี ค.ศ. 2019 ทางภาครัฐของแต่ละประเทศ จะเริ่มมีการกำหนดกฎหมายเกี่ยวกับการนำหุ่นยนต์มาใช้งานในการทำงานรูปแบบต่างๆ กันไป โดยคำนึงถึงประเด็นทางด้านความมั่นคงปลอดภัย ความปลอดภัยต่อชีวิตและทรัพย์สิน รวมไปถึงความเป็นส่วนตัว
• 6. แนวคิด Software Defined Robot จะเกิดขึ้นภายในปี ค.ศ. 2020 ที่ร้อยละ 60 ของหุ่นยนต์ จะทำงานเชื่อมต่อกับระบบ Cloud เพื่อให้เสริมความสามารถใหม่ๆ เรียนรู้สิ่งใหม่ๆ และรองรับการทำงานรูปแบบใหม่ๆ รวมไปถึงทำงานร่วมกับหุ่นยนต์ชนิดอื่นๆ ที่มีอยู่ในตลาดได้
• 7. หุ่นยนต์จะทำงานร่วมกับมนุษย์ได้อย่างชาญฉลาดยิ่งขึ้น ภายในปี ค.ศ. 2018 ร้อยละ 30 ของหุ่นยนต์ที่ติดตั้งในช่วงนั้น จะสามารถทำงานร่วมกันเองได้เร็วกว่าปัจจุบันถึง 3 เท่า และสามารถทำงานร่วมกับมนุษย์ได้อย่างปลอดภัยมากยิ่งขึ้น
• 8. เกิดเครือข่ายหุ่นยนต์ Intelligent RoboNet ภายในปี ค.ศ. 2020 ร้อยละ 40 ของหุ่นยนต์สำหรับใช้งานในภาคธุรกิจ จะมีการสื่อสารระหว่างกันแบบ Mesh เพื่อแบ่งปันข้อมูลระหว่างกัน ทำให้การทำงานของหุ่นยนต์ในภาพรวมในอนาคต มีประสิทธิภาพสูงขึ้นถึงร้อยละ 200
• 9. การใช้งานหุ่นยนต์ภายนอกโรงงานจะเป็นที่แพร่หลายมากขึ้น ภายในปี ค.ศ. 2019 ร้อยละ 35 ของธุรกิจชั้นนำทางด้าน Logistics สาธารณสุข สาธารณูปโภค และทรัพยากร จะเริ่มมีการนำหุ่นยนต์ไปใช้ทำงานแทนมนุษย์กันเพิ่มขึ้น
• 10. มีหุ่นยนต์สาหรับระบบ E-Commerce ภายในปี ค.ศ. 2018 ร้อยละ 45 ของธุรกิจ E-Commerce และ Omni-channel Commerce ชั้นนำกว่า 200 แห่ง จะเริ่มมีการใช้งานหุ่นยนต์เพื่อจัดการ Warehouse และการขนส่งสินค้ามากขึ้น

อุตสาหกรรมหุ่นยนต์ในประเทศไทย

• สำหรับประเทศไทยในช่วงหลายปีที่ผ่านมานี้ มีการลงทุนอย่างมากเกี่ยวกับหุ่นยนต์ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อยกระดับกระบวนการผลิต และเพิ่มศักยภาพในการแข่งขันในตลาดโลก
• การเติบโตของตลาดหุ่นยนต์อุตสาหกรรมของไทยมีการขยายตัวอย่างรวดเร็ว โดยคาดว่าจะมีการเติบโตสูงถึงร้อยละ 133 จาก 2,131 ยูนิต ในปี 2013 เป็น 7,500 ยูนิตในปี 2018
• อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่สำคัญของอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ไทยคือ การขาดตลาดภายในประเทศ เพราะผู้ใช้งานมักไม่ได้ให้ความสำคัญกับหุ่นยนต์ที่พัฒนาในประเทศเท่าที่ควร ดูจากการที่ผู้ผลิตรายใหญ่ๆ ที่มีการปรับปรุงกระบวนการผลิตและการบริการเป็นระบบอัตโนมัติต่างๆ ล้วนนำเข้าหุ่นยนต์จากต่างประเทศ
• นอกจากนี้ ยังขาดการส่งเสริมผู้ประกอบการหุ่นยนต์รุ่นใหม่ ที่มีศักยภาพในการคิดค้นนวัตกรรมให้เติบโต จนกลายเป็นวิสาหกิจเริ่มต้นทางด้านเทคโนโลยี ที่เป็นฐานเศรษฐกิจใหม่ของประเทศในอนาคต ทำให้ไทยยังต้องอาศัยการนำเข้าหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติที่มีมูลค่าสูงจากต่างประเทศเป็นหลัก
• จากการสำรวจสัดส่วนความสามารถด้านเทคโนโลยีการผลิตของผู้ใช้งานหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติของผู้ประกอบการไทย พบว่า ส่วนใหญ่ยังเป็นระดับผู้ใช้งานเพียงอย่างเดียว (ร้อยละ 60)
• มีเพียงประมาณร้อยละ 5 ของผู้ประกอบการไทยทั้งหมดเท่านั้น ที่สามารถเป็นผู้พัฒนาหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติได้ โดยส่วนใหญ่เป็นความสามารถในการผลิตหุ่นยนต์บริการเท่านั้น เนื่องจากเรายังมีจำนวนผู้พัฒนาระบบในจำนวนน้อย และมีศักยภาพไม่มากนัก

ความท้าทายของอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ไทย

• ความท้าทายที่ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ไทยอาจจะต้องเผชิญคือ ความท้าทายจากประเทศจีนในเรื่องการผลิตหุ่นยนต์
• สำหรับผู้ผลิตหุ่นยนต์อุตสาหกรรมไทย ควรเร่งสร้างเครือข่ายพันธมิตรกับผู้เล่นรายใหญ่ให้ครอบคลุมทั้งเอเชีย ไม่ว่าจะเป็นจีน ญี่ปุ่น เกาหลีใต้ ไต้หวัน ถือว่าเป็นผู้เล่นสำคัญ ที่ผู้ผลิตไทยควรสร้างเครือข่ายในเชิงพันธมิตรไม่ใช่เชิงการแข่งขัน
• ความท้าทายอีกประการหนึ่งของผู้ประกอบการหุ่นยนต์ไทยคือ การมีตลาดผู้ใช้ภายในประเทศที่ค่อนข้างใหญ่ โดยอุตสาหกรรมไทยมีกลุ่มที่ควรปรับปรุงกระบวนการผลิตเป็นระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์
• ทั้งนี้ อุตสาหกรรมไทยร้อยละ 50 มีความพร้อมในการปรับเปลี่ยนเป็นระบบอัตโนมัติภายในระยะเวลา 1-3 ปีนี้ โดยในกลุ่มนี้ร้อยละ 47 เป็นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่จะมีความพร้อมมากกว่าอุตสาหกรรมขนาดกลาง (ร้อยละ 26) และขนาดเล็ก (ร้อยละ 28)

ปัจจัยสู่ความสำเร็จ เพื่อเตรียมความพร้อมของประเทศไทยในการพัฒนาไปสู่ Thailand 4.0 ควรเร่งดำเนินการด้านต่างๆ ดังนี้

• (1) บุคลากร ควรเร่งพัฒนาบุคลากรสายเทคนิคด้านเครื่องจักร เช่น Mechatronics Robot และ Automation
• (2) โครงสร้างพื้นฐาน เร่งพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานทางคุณภาพ(NQI) ที่เหมาะสม ได้แก่ Test lab, Robot service center, Training robot และ System application
• (3) กฎหมายและกฎระเบียบต่างๆ บูรณาการกฎหมาย กฎระเบียบ และข้อบังคับที่เกี่ยวข้อง เพื่อให้ไม่เกิดความซ้ำซ้อน และไม่เป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาอุตสาหกรรม
• (4) นโยบายจากภาครัฐ เพื่อให้เกิดการพัฒนาในภาคอุตสาหกรรมอย่างรวดเร็ว รัฐควรกำหนดนโยบายส่งเสริมอย่างตรงจุดและชัดเจน
• (5) ผู้ใช้ ควรมีการกระตุ้นอุตสาหกรรมในประเทศปรับเปลี่ยนไปใช้หุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติให้มากขึ้น
• (6) ผู้ผลิต เร่งยกระดับผู้ประกอบการในประเทศให้ผลิตหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติที่มีเทคโนโลยีสูงขึ้น
• (7) บูรณาการความร่วมมือ พัฒนาศักยภาพและบูรณาการความร่วมมือกับสถาบันการศึกษาและสถาบันเครือข่ายไปสู่การเป็นศูนย์ความเป็นเลิศ(Center of Excellence) เพื่อเป็นหน่วยงานที่จะทำหน้าที่พัฒนาบุคลากร และการพัฒนาเทคโนโลยีให้เกิดขึ้นภายในประเทศต่อไป

ยุทธศาตร์ Thailand 4.0

• เป็นการเพิ่มขีดความสามารถของอุตสาหกรรมการผลิต ด้วยการนำนวัตกรรมและเทคโนโลยีมาใช้เช่น สมาร์ทดีไวซ์ หุ่นยนต์ เมคคาทรอนิกส์ อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง ระบบฝังตัว ระบบออโตเมชัน และเทคโนโลยีสารสนเทศอื่น ๆ โดยใช้ประโยชน์จากโครงสร้างพื้นฐานด้านไฟฟ้าและโทรคมนาคมของประเทศ
• นโยบาย Super Cluster ซึ่งช่วยลดหย่อนภาษีให้กับบริษัทที่นำเงินลงทุนจากต่างประเทศ เข้ามาลงทุนในระบบหุ่นยนต์ออโตเมชัน
• โครงการระเบียงเขตเศรษฐกิจภาคตะวันออก เป็นพื้นที่เศรษฐกิจที่ผสานอุตสาหกรรมแห่งอนาคต เข้ากับโครงข่ายคมนาคมและโลจิสติกส์ที่ครอบคลุม เพื่อส่งเสริมลงทุนในอุตสาหกรรมชิ้นส่วนเครื่องบิน การซ่อมเครื่องบิน การพัฒนาบุคลากรด้านการบิน ปิโตรเคมีขั้นสูง ยานยนต์แห่งอนาคต เทคโนโลยีสารสนเทศและหุ่นยนต์ ด้านโลจิสติกส์และการขนส่ง และสร้างเมืองวิทยาศาสตร์ที่จะเป็นศูนย์กลางในการวิจัย พัฒนา และสร้างนวัตกรรมต่อไป

สรุป

• การพัฒนาหุ่นยนต์ในประเทศไทยให้ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์นั้น จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องให้ความสำคัญกับความต้องการของภาคอุตสาหกรรม ควบคู่ไปกับการพัฒนางานวิจัย พัฒนา และนวัตกรรมในประเทศ
• และจากนโยบายของรัฐบาลที่มุ่งพัฒนาประเทศไทยไปสู่ Thailand 4.0 โดยเน้นที่การยกระดับและพัฒนาอุตสาหกรรมเป้าหมายทั้ง 10 กลุ่มนั้น เทคโนโลยีหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ นับเป็นปัจจัยสำคัญประการหนึ่ง ที่มีบทบาทในการช่วยพัฒนาและยกระดับกระบวนการผลิตและบริการต่างๆ ให้มีประสิทธิภาพ แม่นยำ ลดความผิดพลาด และร่นระยะเวลาในการดำเนินงาน 

Ten robotics technologies of the year

• ดัดแปลงมาจาก Science Robotics, 16 Jan 2019: Vol. 4, Issue 26 ผู้ประพันธ์ประกอบด้วย Guang-Zhong Yang, Robert J. Full, Neil Jacobstein, Peer Fischer, James Bellingham, Howie Choset, Henrik Christensen, Paolo Dario, Bradley J. Nelson, และ Russell Taylor
• ผู้ประพันธ์ ได้ระบุการพัฒนาเทคโนโลยีด้านหุ่นยนต์ที่น่าตื่นเต้น 10 ประการ ตั้งแต่การวิจัยเริ่มต้นที่อาจเปลี่ยนอนาคตของหุ่นยนต์ ไปถึงผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ที่มีงานวิทยาศาสตร์เป็นพื้นฐาน ซึ่งใช้ขับเคลื่อนนวัตกรรมในวงการอุตสาหกรรมและการแพทย์

1. หุ่นยนต์ Atlas ของทีม Boston Dynamics

• ประสิทธิภาพของ Atlas ซึ่งมีความสูง 1.5 ม. น้ำหนัก 75 กก. ที่สามารถกระโดดข้ามท่อนไม้ด้วยขาข้างหนึ่งขณะวิ่งจ๊อกกิ้ง และกระโดดข้ามกล่องไม้โดยไม่หยุดพักเหมือนนักกายกรรม
• ทีม Boston Dynamics ของ Marc Raibert ยังคงเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการทรงตัวและการขับเคลื่อนของหุ่นยนต์

2. หุ่นยนต์ช่วยผ่าตัดแพลตฟอร์ม da Vinci SP ที่ใช้งานง่าย

• การผ่าตัดด้วยหุ่นยนต์เป็นหนึ่งในนวัตกรรมการผ่าตัดที่สำคัญที่สุดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ซึ่งนำมาใช้ประโยชน์ได้มากมาย
• Da Vinci เป็นผู้บุกเบิกยุคแรก ๆ และเป็นผู้นำตลาดระดับโลก ด้วยการผ่าตัดที่ใช้งานง่าย และยังคงผลักดันการผ่าตัดด้วยหุ่นยนต์อย่างต่อเนื่อง

3. หุ่นยนต์แบบนุ่มที่นำทางผ่านวิธีการเติบโต

• การออกแบบหุ่นยนต์แบบนุ่มช่วยหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนและไม่มีโครงสร้าง
• ซึ่งใช้สำหรับการนำทางในท่อและท่อร้อยสาย อุปกรณ์การแพทย์ รวมถึงหุ่นยนต์สำรวจค้นหาและกู้ภัย

4. การพิมพ์แบบ 3 มิติด้วยอีลาสโตเมอร์ผลึกเหลวสำหรับหุ่นยนต์แบบนุ่ม

• แม้ว่าจะมีการใช้ตัวบังคับแรงแบบอีลาสโตเมอร์ที่มีรูปร่างหลากหลาย(Versatile shape-morphing liquid crystal elastomeric actuators) มาก่อนหน้านี้
• แต่เอกสารนี้แสดงให้เห็นว่า อีลาสโตเมอร์ สามารถประดิษฐ์ขึ้นด้วยการพิมพ์ 3 มิติได้ โดยใช้การพิมพ์ด้วยหมึกที่อุณหภูมิสูง

5. ตัวบังคับแรง (actuators) ที่เลียนแบบกล้ามเนื้อโดยการปรับตัวเองด้วยระบบไฮดรอลิก

• HASEL (hydraulically amplified self-healing electrostatic) เป็นตัวบังคับแรงที่ปรับตนเองแบบไฮดรอลิกด้วยไฟฟ้าสถิต ที่นุ่ม โปร่งใส และตรวจสอบตัวเองได้
• ตัวบังคับแรงใช้หลักการไฟฟ้าสถิตและไฮดรอลิก เพื่อให้มีการหดตัวเชิงเส้นเมื่อมีแรงดันไฟฟ้า โดยไม่จำเป็นต้องยืดวัสดุไว้ล่วงหน้าหรือใช้โครงที่แข็งแต่ประการใด

6. หุ่นยนต์ระดับนาโนที่ประกอบตัวเองจาก DNA

• ด้วยการควบคุมการสร้าง Origami DNA ที่ประกอบตัวเองได้ รวมกับระบบสลัก ที่ทำให้เกิดสาย DNAs ที่อยู่ในแนวเดียวกัน
• โดยมีการเคลื่อนไหวของระดับนาโนที่แม่นยำ ภายใต้สนามไฟฟ้าที่ปรับได้จากภายนอก

7. หุ่นยนต์แมลงที่คล่องแคล่วว่องไว

• เป็นการออกแบบหุ่นยนต์แมลงที่โดดเด่นโดยที่ไม่มีหาง, ไม่มีสายผูกมัด, เป็นอิสระ, ตั้งโปรแกรมได้, และมีขนาดเล็ก (28 กรัม)
• เป็นยานพาหนะทางอากาศกระพือปีกที่มีความว่องไวเป็นพิเศษ สามารถทำการหมุนได้ 360 ° และมีระยะพิทช์ด้วยการเร่งเชิงมุม 5000° s⁻²

8. หุ่นยนต์แบบสวมใส่ (exosuit)

• การใช้งานที่อาจเกิดขึ้น รวมถึงการช่วยเหลือผู้สูงอายุในการเสริมสร้างความแข็งแรงของกล้ามเนื้อ การสนับสนุนการเคลื่อนไหวและความเป็นอิสระ
• ฟื้นฟูเด็กและผู้ใหญ่ที่มีความผิดปกติของการเคลื่อนไหวเนื่องจากโรคหลอดเลือดสมอง, เส้นโลหิตตีบ, หรือโรคพาร์กินสัน

9. หุ่นยนต์อเนกประสงค์ (UR) e-Series Cobots

• มีใช้ตั้งแต่ในห้องปฏิบัติการวิจัย สายการประกอบ โลจิสติกส์ จนถึงช่วยในการผ่าตัด แขนหุ่นยนต์ UR กำลังกลายเป็นที่แพร่หลาย แม้จะมีรูปลักษณ์ที่ไม่สวยงามก็ตาม
• ด้วยคุณสมบัติด้านความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้นของการตรวจจับแรง/แรงบิด ทำให้หุ่นยนต์สามารถเรียนรู้และทำงานร่วมกับมนุษย์ผู้ปฏิบัติงานได้อย่างราบรื่น

10. หุ่นยนต์สุนัข aibo ของ Sony

• การกลับมาอีกครั้งของ aibo สุนัขของเล่นของ Sony ที่ดีกว่าเดิมหลังจากเคยเปิดตัวครั้งแรกเมื่อเกือบ 20 ปีก่อน
• หุ่นยนต์นี้ ใช้เป็นของเล่นในการเรียนรู้ในวัยเด็ก หรือเป็นสหายสำหรับผู้สูงอายุ โดยเฉพาะผู้ที่มีโรคเกี่ยวกับระบบประสาทเสื่อม

****************************