Blockdit Logo (Mobile)
ROBOKU
•
29 มิ.ย. 2021 เวลา 09:35 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
ASIMO เป็นอะไรมาก่อน ? EP1
ASIMO เป็นอะไรมาก่อน ? (ขอบคุณภาพจาก : https://robots.ieee.org/robots/asimo/)
ASIMO หรือที่ย่อมาจาก Advanced Step in Innovative MObility เป็น Humanoid Robot (หุ่นยนต์ที่รูปร่างหน้าตาคล้ายมนุษย์) สัญชาติญี่ปุ่นของบริษัท Honda ที่ปฏิเสธไม่ได้เลยว่ามันเป็น Humanoid Robot ตัวแรก ๆ ของโลกที่สร้างความตะลึงให้กับคนทั้งโลกมาแล้วนับครั้งไม่ถ้วน รวมถึงแอดมินเองด้วย แต่ก่อนที่จะเป็นอย่างที่ทุกคนเห็นได้ ทีมวิจัยของบริษัท Honda ได้ทุ่มเทให้กับหุ่นยนต์ตัวนี้อย่างมาก และในบทความนี้แอดมินจะพาทุกคนมารู้จักเบื้องหลังความสำเร็จของหุ่นยนต์ที่มีชื่อว่า ASIMO กันครับ
ย้อนกลับไปในปี 1986 บริษัท Honda ได้ตั้งเป้าหมายที่จะสร้าง Humanoid Robot ที่เดินได้เหมือนมนุษย์จริง ๆ เพื่อที่จะสามารถช่วยเหลือมนุษย์ให้ชีวิตสะดวกสบายมากขึ้น
ในการสร้างหุ่นยนต์ในโครงการอันใหญ่ยักษ์นี้ Honda ได้เริ่มสร้างจากส่วนที่ยากและท้าทายที่สุดก่อนนั่นก็คือ “การทรงตัวของหุ่นยนต์ขาสองข้าง” อาจจะฟังดูเป็นเรื่องง่ายสำหรับคน แต่สำหรับการสร้างหุ่นยนต์มันเป็นสิ่งที่ท้าทายมากจนทำให้ Honda ได้ใช้เวลาถึง 8 ปี (ในช่วง ค.ศ. 1986 - 1993) ในการพัฒนาระบบที่ทำให้หุ่นยนต์สามารถทรงตัวและเดินได้อย่างมีประสิทธิภาพ ภายใต้ชื่อโครงการ Honda E Series
Honda E Series เป็นโครงการ Prototype ของบริษัท Honda ก่อนที่จะมาเป็น ASIMO ซึ่งวางรากฐานและโฟกัสการพัฒนาหุ่นยนต์ที่สามารถเดิน 2 ขาได้ ดังนั้นหุ่นยนต์ใน Series นี้จะมีแต่ขา ไม่มีหัวหรือแม้กระทั่งแขน และโครงการ E Series นี้ได้พัฒนาหุ่นยนต์ 2 ขามาทั้งหมด 7 ตัวด้วยกัน (เขาจะตั้งชื่อเป็นรหัสตั้งแต่ E0-E6)
Honda E0 เป็นหุ่นยนต์ 2 ขาตัวแรกที่ Honda ได้ผลิตขึ้นมา โดยจะมี 6 Degree of Freedom (ให้มองง่าย ๆ คือมี 6 ข้อต่อที่สามารถหมุนได้นั่นแหละ) สังเกตได้จากมอเตอร์สีเขียวที่ติดที่ ต้นขา, หัวเข่า และข้อเท้าของขาแต่ละข้าง ซึ่งหุ่นยนต์รุ่น E0 เป็นรุ่นเดียวที่มี Degree of Freedom น้อยกว่าขามนุษย์จริง ๆ (ขาของมนุษย์มี 12 Degree of Freedom) และเป็นรุ่นที่มีน้ำหนักน้อยที่สุดใน E Series (16.5 kg)
หุ่นยนต์ Honda E0 (ขอบคุณภาพจาก : https://en.wikipedia.org/wiki/Honda_E_series#/media/File:Honda_E0_Fan_Fun_Lab.jpg)
ถึงกระนั้น Prototype รุ่น E0 ก็ยังห่างไกลจากพฤติกรรมการเดินของคนอย่างมากเนื่องจากข้อต่อ (Degree of Freedom) น้อยกว่าคนถึง 2 เท่า และเพื่อที่จะพัฒนาการเดินให้เป็นธรรมชาติ ในปีถัดมา Honda ได้ออก Prototype รุ่น E1 ที่มี 12 Degree of Freedom ซึ่งมีจำนวน Degree of Freedom เท่ากับขาคนเลย ถึงแม้ว่าจะเลียนแบบโครงสร้างขามนุษย์ได้แล้ว แต่การควบคุม 12 ข้อต่อเพื่อการทรงตัวไม่ใช่เรื่องง่ายเลย หุ่นยนต์ตัวนี้จึงต้องเดินแบบช้า ๆ (ซึ่งช้ากว่ามนุษย์เดินเฉลี่ยถึง 6 เท่า !) และนี่เป็นการบ้านที่ Honda ต้องกลับไปคิดว่าทำอย่างไรให้หุ่นยนต์สามารถทรงตัวและเดินได้เร็วขึ้นได้
หุ่นยนต์ Honda E1  (ขอบคุณภาพจาก : https://en.wikipedia.org/wiki/Honda_E_series#/media/File:Honda_E1_Fan_Fun_Lab.jpg)
ปัญหาของหุ่นยนต์รุ่น E1 ในคราวนี้คือพฤติกรรมการเดินของมัน “ฝืนธรรมชาติ” ของมนุษย์ หรืออาจจะบอกได้ว่ามันเดินแบบหุ่นยนต์เกินไปนั่นเอง ทำให้มันไม่สามารถเดินได้เร็วกว่านี้และทรงตัวไปด้วยได้ ในช่วงนั้นเอง Tad McGeer ได้เสนอวิธีการเดินของ Humanoid Robot แบบ Passive Dynamics Walking ซึ่งเป็นวิธีการเดินที่ล้อมาจากมนุษย์ โดยที่ Passive Dynamics Walking จะใช้ประโยชน์จาก Dynamics ที่ขาของหุ่นยนต์ในการเดิน โดยมอเตอร์จะออกแรงแบบไม่ฝืน Dynamics ของมัน ทำให้การเดินของหุ่นยนต์เป็นไปได้อย่างไม่ฝืนธรรมชาติและประหยัดพลังงานมากยิ่งขึ้น สองปีต่อมา (1989) Honda ได้นำเทคโนโลยี Passive Dynamics Walking มาใช้ในหุ่นยนต์รุ่น E2 ซึ่งนับว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งยิ่งใหญ่ของวงการ Humanoid Robot เลยก็ว่าได้ เทคโนโลยีนี้ทำให้หุ่นยนต์รุ่นหลัง ๆ ของ Honda เดินได้เร็วและทรงตัวได้ดีขึ้นมาก
หุ่นยนต์ Honda E2  (ขอบคุณภาพจาก : https://en.wikipedia.org/wiki/Honda_E_series#/media/File:Honda_E2_Fan_Fun_Lab.jpg)
จนมาถึงตอนนี้ทุกคนคงจะรู้สึกว่าการพัฒนาหุ่นยนต์ตัวนึงมันไม่ใช่เรื่องง่ายแล้วล่ะสิ แน่นอนว่าทุกอย่างย่อมมีอุปสรรค แต่นี่เป็นเพียงรายละเอียดการพัฒนาหุ่นยนต์ ASIMO ในช่วงเริ่มต้นเท่านั้น หลังจากนี้ยังมีหุ่นยนต์นับหลายตัวที่ถูกสร้างขึ้นมาก่อน ASIMO ซึ่งประวัติศาสตร์การพัฒนานี้ทำให้เกิดเทคโนโลยีที่เป็นผลพลอยได้อีกมากมายที่สามารถประยุกต์ใช้ในวงการต่าง ๆ ในตอนหน้าแอดมินจะมาเล่าถึงยุคหลังจาก E0-E2 ของการพัฒนา ASIMO กันนะครับ หากใครชอบก็อย่าลืมติดตามกันด้วยน้า 😊

ดูเพิ่มเติมในซีรีส์

โฆษณา