หุ่นยนต์มีกี่ประเภท?

หุ่นยนต์มีกี่ประเภท?

แบ่งตามลักษณะการใช้งาน
1.หุ่นยนต์ชนิดที่ติดตั้งอยู่กับที่ (fixed robot) เป็นหุ่นยนต์ที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ไปไหนได้ด้วยตัวเอง มีลักษณะเป็นแขนกล สามารถขยับและเคลื่อนไหวได้เฉพาะแต่ละข้อต่อ ภายในตัวเองเท่านั้น มักนำไปใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม เช่นโรงงานประกอบรถยนต์ 

หุ่นยนต์ชนิดติดตั้งอยู่กับที่ Fix Robot (ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม งานประกอบ Assembly,งานเชื่อม,งานพ่นสี)

2. หุ่นยนต์ชนิดที่เคลื่อนที่ได้ (mobile robot) หุ่นยนต์ประเภทนี้จะแตกต่างจากหุ่นยนต์ที่ติดตั้งอยู่กับที่ เพราะสามารเคลื่อนที่ไปไหนมาไหนได้ด้วยตัวเอง โดยการใช้ล้อหรือการใช้ขา ซึ่งหุ่นยนต์ประเภทนี้ปัจจุบันยังเป็นงานวิจัยที่ทำการศึกษาอยู่ภายในห้องทดลอง เพื่อพัฒนาออกมาใช้งานในรูปแบบต่าง ๆ เช่นหุ่นยนต์สำรวจดาวอังคาร ขององค์การนาซ่าปัจจุบันมีการพัฒนาหุ่นยนต์ให้มีลักษณะเป็นสัตว์เลี้ยงอย่างสุนัข เพื่อให้มาเป็นเพื่อนเล่นกับมนุษย์ เช่น หุ่นยนต์ IBO ของบริษัทโซนี่ หรือแม้กระทั่งมีการพัฒนาหุ่นยนต์ให้สามารถเคลื่อนที่แบบสองขาได้อย่าง มนุษย์ เพื่ออนาคตจะสามารถนำไปใช้ในงานที่มีความเสี่ยงต่ออันตรายแทนมนุษย์ ในประเทศไทย สถานศึกษาในระดับอุดมศึกษาหลายแห่งหรือองค์กรของภาครัฐ และเอกชน ได้เล็งเห็นถึงประโยนช์ของเทคโนโลยีหุ่นยนต์ และร่วมเป็นแรงผลักดันให้เยาว์ชนในชาติ พัฒนาองค์ความรู้ เพื่อให้ก้าวทันเทคโนโลยีของ ประเทศที่พัฒนาแล้ว โดยการจัดให้มีการแข่งขันหุ่นยนต์ขึ้นในประเทศไทยหลายรายการ เพื่อให้นักศึกษาได้สามารถ นำความรู้ที่เรียนมาประยุกต์ใช้งานได้ เป็นการเสริมสร้างและพัฒนาทักษะ เพื่อนำความรู้ไปพัฒนาประเทศในอนาคต

หุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้แบบใช้ล้อ Wheel


หุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้แบบใช้ขา

หุ่นยนต์คืออะไร?

หุ่นยนต์คืออะไร?

หุ่นยนต์หรือ โรบอต (robot) คือเครื่องจักรกลชนิดหนึ่ง มีลักษณะโครงสร้างและรูปร่างแตกต่างกัน หุ่นยนต์ในแต่ละประเภทจะมีหน้าที่การทำงานในด้านต่าง ๆ ตามการควบคุมโดยตรงของมนุษย์ การควบคุมระบบต่าง ๆ ในการสั่งงานระหว่างหุ่นยนต์และมนุษย์ สามารถทำได้โดยทางอ้อมและอัตโนมัติ โดยทั่วไปหุ่นยนต์ถูกสร้างขึ้นเพื่อสำหรับงานที่มีความยากลำบากเช่น งานสำรวจในพื้นที่บริเวณแคบหรืองานสำรวจดวงจันทร์ดาวเคราะห์ที่ ไม่มีสิ่งมีชีวิต ปัจจุบันเทคโนโลยีของหุ่นยนต์เจริญก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว เริ่มเข้ามามีบทบาทกับชีวิตของมนุษย์ในด้านต่าง ๆ เช่น ด้านอุตสาหกรรมการผลิต แตกต่างจากเมื่อก่อนที่หุ่นยนต์มักถูกนำไปใช้ ในงานอุตสาหกรรมเป็นส่วนใหญ่ ปัจจุบันมีการนำหุ่นยนต์มาใช้งานมากขึ้น เช่น หุ่นยนต์ที่ใช้ในทางการแพทย์ หุ่นยนต์สำหรับงานสำรวจ หุ่นยนต์ที่ใช้งานในอวกาศ หรือแม้แต่หุ่นยนต์ที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นเครื่องเล่นของมนุษย์ จนกระทั่งในปัจจุบันนี้ได้มีการพัฒนาให้หุ่นยนต์นั้นมีลักษณะที่คล้ายมนุษย์ เพื่อให้อาศัยอยู่ร่วมกันกับมนุษย์ ให้ได้ในชีวิตประจำวัน

ประวัติ เลโก้ (LEGO)

LEGO ถือกำเนิดขึ้นจากชายคนหนึ่งที่มีชื่อว่า Ole Kirk Christiansen เขาเป็นช่างไม้ผีมือระดับปรมาจารย์ อาศัยอยู่ในเมืองบิลลุนด์ (Billund) ประเทศเดนมาร์ก ในปี ค.ศ. 1932 ได้เกิดวิกฤตเศรษฐกิจตกต่ำอย่างรุนแรง ทำให้ธุรกิจของเขาได้รับผลกระทบไปด้วย ทำให้เขาตัดสินใจที่จะผลิตสินค้าหลายชนิดมาจำหน่าย เช่น เครื่องใช้ภายในบ้าน พวกบันได (Stepladders) ที่รองสำหรับรีดผ้า (Ironing Boards) เก้าอี้นั่งเล่นตัวเล็กๆ (Stools) และของเล่นไม้ (Wooden Toys) อาจจะกล่าวได้ว่าหากไม่เกิดวิกฤตการทางเศรษฐกิจในครั้งนั้น Ole Kirk Christiansen คงจะมีอาชีพเป็นเพียงช่างไม้ และตัวต่อ LEGO คงจะไม่ได้เกิดขึ้นมาบนโลกใบนี้

 

Ole Kirk Christiansen ผู้ที่ให้กำเนิด LEGO
ที่มา : http://www.thaibrickclub.com

ในปี ค.ศ. 1934 เขาได้จัดให้มีการแข่งขันตั้งชื่อบริษัทขึ้น โดยรางวัลสำหรับผู้ชนะก็คือ ไวน์หนึ่งขวด และผู้ที่ชนะก็คือตัวเขานั่นเอง เขาได้นำชื่อ LEGO มาใช้เป็นชื่อบริษัทและชื่อสินค้าที่ผลิตออกมาจำหน่าย ซึ่งคำว่า LEGO มาจากรากศัพท์ภาษาเดนมาร์กว่า "LEg GOdt" มีความหมายว่า “Play Well” หรือแปลสนุกๆ ได้ว่า “เล่นได้เล่นดี” ในขณะที่คำนี้มีความหมายในภาษาลาตินว่า “I assemble” หรือ“I put together” แปลได้ว่า “ประกอบหรือวางเข้าด้วยกัน”

ความหมายของหุ่นยนต์

หุ่นยนต์ หรือ โรบอต (robot) คือเครื่องจักรกลชนิด หนึ่ง มีลักษณะโครงสร้างและรูปร่างแตกต่างกัน หุ่นยนต์ในแต่ละประเภทจะมีหน้าที่การทำงานในด้านต่าง ๆ ตามการควบคุมโดยตรงของมนุษย์ การควบคุมระบบต่าง ๆ ในการสั่งงานระหว่างหุ่นยนต์และมนุษย์ สามารถทำได้โดยทางอ้อมและอัตโนมัติ โดยทั่วไปหุ่นยนต์ถูกสร้างขึ้นเพื่อสำหรับงานที่มีความยากลำบาก เช่น งานสำรวจในพื้นที่บริเวณแคบหรืองานสำรวจดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ที่ไม่มีสิ่งมีชีวิต ในปัจจุบันเทคโนโลยีของหุ่นยนต์เจริญก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว และเริ่มเข้ามามีบทบาทกับชีวิตของมนุษย์ในด้านต่าง ๆ เช่น ด้านอุตสาหกรรมการผลิตแตกต่างจากเมื่อก่อนที่หุ่นยนต์มักถูกนำไปใช้ ในงานอุตสาหกรรมเป็นส่วนใหญ่ ปัจจุบันมีการนำหุ่นยนต์มาใช้งานมากขึ้น เช่น หุ่นยนต์ที่ใช้ในทางการแพทย์ หุ่นยนต์สำหรับงานสำรวจ หุ่นยนต์ที่ใช้งานในอวกาศ หรือแม้แต่หุ่นยนต์ที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นเครื่องเล่นของมนุษย์ จนกระทั่งในปัจจุบันนี้ได้มีการพัฒนาให้หุ่นยนต์นั้นมีลักษณะที่คล้ายมนุษย์ เพื่อให้อาศัยอยู่ร่วมกันกับมนุษย์ ให้ได้ในชีวิตประจำวัน

 

หุ่นยนต์ อาซีโม (ASIMO) หุ่นยนต์เลียนแบบมนุษย์ของบริษัทฮอนด้า
ที่มา : http://www..wikipedia.org

หุ่นยนต์อาจถูกแบ่งออกเป็น 2 ประเภทตามลักษณะการใช้งาน คือ

1. หุ่นยนต์ชนิดที่ติดตั้งอยู่กับที่ (fixed robot) เป็นหุ่นยนต์ที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ไปไหนได้ด้วยตัวเอง มีลักษณะเป็นแขนกล สามารถขยับและเคลื่อนไหวได้เฉพาะแต่ละข้อต่อ ภายในตัวเองเท่านั้น มักนำไปใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม เช่นโรงงานประกอบรถยนต์
2. หุ่นยนต์ชนิดที่เคลื่อนที่ได้ (mobile robot) หุ่นยนต์ประเภทนี้จะแตกต่างจากหุ่นยนต์ที่ติดตั้งอยู่กับที่ เพราะสามารถเคลื่อนที่ไปไหนมาไหนได้ด้วยตัวเอง โดยการใช้ล้อหรือการใช้ขา ซึ่งหุ่นยนต์ประเภทนี้ปัจจุบันยังเป็นงานวิจัยที่ทำการศึกษาอยู่ภายในห้องทดลอง เพื่อพัฒนาหุ่นยนต์ออกมาใช้งานในรูปแบบต่าง ๆ เช่น หุ่นยนต์สำรวจดาวอังคาร ขององค์การนาซ่า เป็นต้น

โปรแกรม (Software) สำหรับเขียนคำสั่ง

Lego Mindstorms Education NXT

โปรแกรม Lego Mindstorms Education NXT หรือ NXT-G Education เป็นโปรแกรมที่ใช้งานง่ายและ สะดวกสำหรับตั้งแต่นักเรียนจนถึงระดับผู้เชี่ยวชาญ โปรแกรม Lego Mindstorms Education NXT เป็นโปรแกรมที่ใช้ไอคอนเป็นหลัก โดยที่นักเรียนสามารถลากและวางไอคอนต่างๆ เพื่อสร้างโปรแกรมบังคับหุ่นยนต์ทำงานตามเงื่อนไขต่างๆ ได้

โปรแกรม Lego Mindstorms Education NXT ยังมีส่วนที่เรียกว่า Robot Educator ซึ่งประกอบไปด้วยตัวอย่างแบบของหุ่นยนต์และตัวอย่างโปรแกรมต่าง ๆ ที่จะช่วยให้ครูและนักเรียน ได้เริ่มต้นการเขียนโปรแกรมให้กับหุ่นยนต์ได้

โปรแกรมอื่นๆ

นอกจากนี้การเขียนโปรแกรมบนหุ่นยนต์ NXT สามารถใช้โปรแกรมอื่นๆ ได้อีกด้วย เช่น

• RoboLab 2.9 - เขียนโปรแกรมโดยลากบล๊อกคำสั่งต่างๆ มาเชื่อมต่อกัน
• RobotC - เขียนโปรแกรมควบคุมหุ่นยนต์โดยใช้ภาษา C

ในบทเรียนนี้จะใช้ Lego Mindstorms Education NXT ในการเรียนและการทดลอง

หุ้นยนต์ LEGO

หุ่นยนต์ LEGO Mindstroms

Lego ได้ผลิตชิ้นส่วนอุปกรณ์ ตัวต่อ ของเล่นมากมาย ในส่วนของหุ่นยนต์ Lego ได้ผลิตหุ่นยนต์ขนาดเล็กที่ใช้ชื่อ Lego Mindstorms ออกมารุ่นแรก เรียกว่า Lego Mindstorms RCX ซึ่งสามารถเขียนโปรแกรมควบคุมให้ทำงานได้อย่างอัตโนมัติ ต่อ มาทาง Lego ได้ผลิตหุ่นยนต์อีก 1 รุ่น คือ Lego Mindstorms NXT (เพื่อให้เรียกชื่อ กระชับและสั้น ในบทเรียนเราจะเรียกหุ่นยนต์ NXT ) ยังคงไว้ที่สามารถเขียนโปรแกรมควบคุมการทำงานได้

 

หุ่นยนต์ Lego Mindstorms NXT
ที่มา : http://www.legoeducation.us

อุปกรณ์พื้นฐาน (Hardware)

LEGO MINDSTORMS NXT เป็นชุดสร้างหุ่นยนต์ และเขียนโปรแกรมหุ่นยนต์โดย LEGO Group ชุด NXT ประกอบด้วยโมดูลไมโครคอมพิวเตอร์ ที่เราสามารถเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์้ควบคุม อุปกรณ์ มอเตอร์ เซ็นเซอร์ต่างๆ และตัวต่ออื่นๆ มาประกอบเพื่อสร้างหุ่นยนต์ได้

 

NXT Brick, มอเตอร์ และเซ็นเซอร์ชนิดต่างๆ
ที่มา : http://www.legoeducation.us

อุปกรณ์ ตรงกลางเรียกว่า NXT Brick ซึ่งทำหน้าที่เป็นสมองหรือส่วนควบคุมของหุ่นยนต์ NXT MINDSTORMS ข้างในจะมีไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เราสามารถดาวน์โหลดโปรแกรมใส่เข้าไปผ่านทางพอร์ต USB หรือทาง Bluetooth ซึ่ง NXT Brick จะมีพอร์ต 4 พอร์ตสำหรับใส่เซ็นเซอร์ (พอร์ต 1, 2, 3 และ 4) และพอร์ต 3 พอร์ตสำหรับการส่งออก (A, B และ C) ขับเคลื่อนมอเตอร์และอุปกรณ์ส่งออกอื่นๆ มีจอ LCD สำหรับแสดงข้อมูลและมีปุ่มสำหรับการเลือกเมนูต่าง ๆ บนตัว Brick
NXT Brick ใช้แบตเตอรี่ AA หกก้อน และในชุดมาตราฐาน Education Base Set(รหัส 9797) จะมาพร้อมกับชุดแบตเตอรี่ที่สามารถชาร์จได้

ส่วนประกอบต่างๆ ในชุด NXT Base Set