ปัจจุบันในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่มีสายการผลิตด้วยเครื่องจักรกลประเภทหุ่นยนต์ซึ่งนับว่าเป็นเครื่องจักรกลอัตโนมัติในสายการผลิตที่จำเป็นอย่างยิ่งแต่หุ่นยนต์ในโรงงานเหล่านี้ยังแยกอยู่คนละแผนกหรือบริเวณกับมนุษย์อย่างชัดเจนทำหน้าที่ยกหรือประกอบของหนักทำงานซ้ำๆ กัน ตามคำสั่งที่โปรแกรมมันไว้ล่วงหน้าในขณะที่มนุษย์จะทำงานในส่วนที่ละเอียดอ่อนกว่าและอันตรายน้อยกว่า

แต่ในโรงงานแห่งอนาคต มันจะไม่เป็นอย่างนั้นเราจะเห็นมนุษย์กับหุ่นยนต์ทำงานเคียงคู่กัน และช่วยเหลือกันด้วยซ้ำหุ่นยนต์จะช่วยมนุษย์ทำงานในส่วนที่เกินความสามารถของมนุษย์ที่จะทำได้ เช่น งานประกอบที่เล็กและละเอียดจนมนุษย์ อาจจะเกิดข้อผิดพลาดได้ง่าย ยกตัวอย่างเช่น ในโรงงานผลิตเครื่องบินของ Boeingหุ่นยนต์ช่วยวิศวกรในการจัดเตรียมหาเครื่องมือและวัสดุที่ใช้ในการประกอบเครื่องบิน ทำให้ลดเวลาในการทำงานเพราะวิศวกรไม่ต้องเสียเวลาเดินไปหยิบชิ้นส่วนเหล่านั้นเองเพราะต้องยอมรับว่างานประกอบบางอย่างซับซ้อน และต้องการประสบการณ์ในการตัดสินใจแก้ปัญหาจึงเป็นการยากที่หุ่นยนต์จะทำงานเช่นนั้นได้แต่หุ่นยนต์สามารถเป็นผู้ช่วยหรือลูกมือที่ดีได้

นอกจากนี้หุ่นยนต์เหล่านี้ที่ทำงานร่วมกับมนุษย์ยังทำงานไม่เหมือนกันในแต่ละตัวในแต่ละสถานี โดยมันจะทำงานแตกต่างกันตามลักษณะการทำงานของวิศวกรแต่ละคนที่มันทำงานด้วยเพราะมันมีอัลกอลิธึมที่ทำให้มันสามารถเรียนรู้และปรับตัวในเข้ากับการทำงานของแต่ละคนทำให้มันสามารถทำนายและล่วงรู้หน้าว่า คนที่ทำงานกับมันจะทำอะไรต่อไป เรียกว่า รู้ใจและเข้าขากันเลยทีเดียว ตัวอย่างหุ่นยนต์ที่สามารถทำงานร่วมกับมนุษย์ในปัจจุบัน ได้แก่ FRIDA ซึ่งย่อมาจาก Friendly Robot for Industrial Dual-arm Assembly ซึ่งผลิตโดยบริษัท ABB ในประเทศสวิตเซอร์แลนด์ มันเป็นหุ่นยนต์อเนกประสงค์ที่ไม่มีหัวหรือหน้า มีแต่สองแขนที่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระแบบ 7 แกน มีมอเตอร์เซอโวที่สามารถทำให้มันจับสิ่งของด้วยความปราณีต มันสามารถเป็นหุ่นยนต์ผู้ช่วยได้เป็นอย่างดี มันสามารถขันน๊อตหรืออัดกาวเข้าไปในรูน๊อต ซึ่งเป็นขั้นตอนในการประกอบปีกเครื่องบินโบอิ้งแล้วให้วิศวกรเป็นคนตอกน๊อตเข้าไป หรือแม้แต่ในงานเกี่ยวกับการแพทย์ในโรงพยาบาล หุ่นยนต์ FRIDA ก็สามารถเป็นผู้ช่วยได้เป็นอย่างดี เช่น มันถูกใช้เพื่อเป็นผู้ช่วยของศัลยแพทย์ที่กำลังทำการผ่าตัดมันสามารถส่งเครื่องมือผ่าตัดให้แก่ศัลยแพทย์ได้อย่างถูกต้องแม่นยำความจริง FRIDA เป็นเพียงหนึ่งในหุ่นยนต์ที่หลายบริษัทผู้ผลิตหุ่นยนต์เพื่อการใช้งานในเชิงอุตสาหกรรมกำลังวิจัยและผลิตออกมาสู่ท้องตลาดรวมทั้งเจ้า Nextage ที่ผลิตโดยบริษัท Kawada Industries และMotoman SDA10D ที่ผลิตโดยบริษัท Yaskawa ประเทศญี่ปุ่น มันจะเป็นหุ่นยนต์ที่เบากว่าปลอดภัยกว่า ง่ายต่อการโปรแกรมใช้งาน และที่สำคัญราคาถูกลงเราเรียกหุ่นยนต์พวกนี้ว่า หุ่นยนต์เพื่ออุตสาหกรรม 2.0 (Industrial Robot 2.0)

นอกจากหุ่นยนต์ในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ (industrial robot) ที่เป็นมิตรกับมนุษย์สามารถทำงานเคียงคู่กับมนุษย์ในส่วนที่เกินความสามารถของมนุษย์ที่จะทำได้ เช่น งานที่ใช้พละกำลังมหาศาลหรือที่ต้องใช้ความละเอียดจนมนุษย์อาจทำแล้วเกิดข้อผิดพลาดได้ง่าย จะเป็นแนวโน้มของการผลิตในอนาคต (future of manufacturing) แนวโน้ม หรือ Trend ของวิทยาการหุ่นยนต์ในยุคต่อจากนี้ไปที่เราเรียกว่า ยุคหุ่นยนต์ 2.0 หรือ Robotics 2.0 นั้นยังมีอีกหลายแนวโน้ม

จากข้อมูลปรากฏในนิตยสาร IEEE Robotics & Automation ที่ตีพิมพ์ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2555 ที่ผ่านมา มีหลายแนวโน้มที่น่าสนใจ แต่แนวโน้มที่มาแรงที่สุดของปี 2555 นี้ เห็นทีจะเป็นหุ่นยนต์ที่สามารถอยู่อาศัยร่วมกับมนุษย์ (Co-inhabitant Robot) เช่น หุ่นยนต์ที่ช่วยเหลือผู้สูงอายุที่บ้านพักอาศัย หรือหุ่นยนต์ทำหน้าที่คอยช่วยเหลือมนุษย์ไม่ว่าจะเป็นที่บ้านหรือทำงาน ซึ่งทางประเทศสหรัฐอเมริกาโดย National Robotics Initiative ได้ประกาศทุ่มเงินวิจัยมากถึง 2 พันล้านบาทเพื่อพัฒนาหุ่นยนต์ที่สามารถมีปฏิสัมพันธ์กับมนุษย์ได้อย่างลงตัว ซึ่งนอกจากหุ่นยนต์จะต้องมีสมองหรือระบบประมวลผลที่ฉลาดอย่างน่าทึ่งแล้ว มันต้องมีประสาทสัมผัสที่เหมือนมนุษย์หรือถ้าเป็นไปได้ต้องเหนือมนุษย์ด้วยซ้ำประสาทสัมผัสที่สำคัญที่สุดคือ ตา ทำหน้าที่รับรู้วัตถุและตำแหน่ง ปัจจุบันเทคโนโลยี Kinect ซึ่งเป็นเทคโนโลยีเซนเซอร์ 3 มิติ ของ Microsoft สามารถทำหน้าที่นี้ได้อย่างดี ทดแทนกล้องแบบเดิมและการใช้ลำแสงเลเซอร์แบบกวาดเนื่องจากการใช้กล้องสองตัวทำงานเลียนแบบตามนุษย์โดยที่มันสามารถค้นหาและจดจำตำแหน่งของสิ่งที่มันมองเห็นและวัตถุที่เคลื่อนไหวเป็นแบบ 3 มิติ

ในเร็ว ๆ นี้คาดว่า เทคโนโลยี Kinect 2 จะสามารถอ่านริมฝีปากมนุษย์ได้ทำให้หุ่นยนต์เข้าใจคำสั่งจากปากมนุษย์โดยตรง นอกจากเทคโนโลยี Kinect แล้วยังมีการพัฒนาเทคโนโลยี Computational Camera ที่ชื่อว่า Lytro พัฒนาโดย ทีมนักวิจัยจาก Stanford University มันสามารถสร้างภาพ 3 มิติจากกล้องโดยคำนวณจากความเข้มของแสงและมุมตกกระทบของแสง นอกจากเทคโนโลยีเหล่านี้จะเป็นตาให้กับหุ่นยนต์แล้วมันยังช่วยให้หุ่นยนต์เรียนรู้วัตถุรอบๆตัวมันและเก็บเข้าสู่ระบบความจำ ทำให้มันฉลาดมากยิ่งขึ้นทุกวัน ๆ และนอกจากประสาทสัมผัสการมองเห็นแล้ว ประสาทสัมผัสอีกอย่างหนึ่งที่สำคัญของหุ่นยนต์ ได้แก่ การสัมผัส(Tactile หรือ Touch)ยิ่งเมื่อหุ่นยนต์ต้องมีปฏิสัมพันธ์กับมนุษย์ การสัมผัสของหุ่นยนต์ต้องนิ่มนวล (soft touch) ปกติการควบคุมแขนของหุ่นยนต์อาจจะใช้การควบคุมตำแหน่งของมอเตอร์อย่างแม่นยำแต่มันจะให้ความรู้สึกกระชากหรือกระตุก ดังนั้นต้องมีการใช้เซนเซอร์เพื่อรับรู้การสัมผัสเพิ่มเติมลงไปเพื่อส่งข้อมูลย้อนกลับไปยังมอเตอร์ได้แม่นยำมากยิ่งขึ้นหรือแม้แต่การใช้เซนเซอร์แบบเมมเบรนขนาดเล็กและบางแปะลงบนผิวของนิ้วมือและอุ้งมือของหุ่นยนต์เพื่อรับรู้ถึงแรงสัมผัส เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถปรับแรงสัมผัส ให้เหมาะสมและนิ่มนวลมากขึ้น แม้กระทั่งหยิบไข่ได้อย่างสบาย นอกจากนี้นิ้วของหุ่นยนต์ยุคใหม่ยังมีลักษณะนิ่มและยืดหยุ่นเหมือนผิวหนังของมนุษย์อีกด้วย

นอกจากประสาทสัมผัสจะเป็นสิ่งสำคัญสำหรับแนวทางการพัฒนาหุ่นยนต์ในยุค 2.0 แล้ว ยังมีอีกสิ่งหนึ่งที่สำคัญเป็นอย่างยิ่งที่จะทำให้หุ่นยนต์ในยุคหน้าฉลาดมากขึ้น นั่นคือ สมอง หรือความสามารถในการประมวลผล (processing) และจดจำ (memorizing) ซึ่งในปัจจุบันความเร็วของชิปประมวลผลคอมพิวเตอร์มีสูงมากกว่าเดิมมาก ทำให้หุ่นยนต์สามารถทำงานที่ซับซ้อนมากยิ่งขึ้นและมีความสามารถในการตัดสินใจด้วยตัวเอง (ตามที่มนุษย์เคยสอนเอาไว้) และมากกว่านั้นมันอาจจะเรียนรู้ (learning) จากประสบการณ์ที่มันเจอได้อีกด้วย ซึ่งต้องอาศัยหน่วยความจำขนาดใหญ่ แต่เนื่องจากขนาดอันจำกัดของมันจะเอาคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ไปใส่ไว้ให้มันแบกไว้ก็ไม่ได้ ดังนั้นจึงมีการพัฒนาเทคโนโลยี Cloud Robot ซึ่งพึ่งพาความก้าวหน้าของเทคโนโลยี Cloud Computing ทำให้หุ่นยนต์สมัยใหม่สามารถทำงานที่ต้องอาศัยการประมวลผลสูง ๆ และหน่วยความจำขนาดมหาศาลบน Cloud Sever ผ่านการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตความเร็วสูง เช่น การประมวลผลเชิงภาพ (image processing) หรือการประมวลผลเสียง (voice processing) เป็นต้น นอกจากนี้มันยังสามารถดึงเอาข้อมูลออกมาจากหน่วยความจำบน Remote Server เช่น ข้อมูลรูปภาพ ข้อมูลการตัดสินใจหรือแม้แต่ความสามารถที่มันไม่เคยมีมาก่อนมาใช้ได้ทันที บริษัท Google กำลังทุ่มเทวิจัยในเรื่องนี้อยู่ เรียกได้ว่า จะได้เห็นหุ่นยนต์ทุกตัวสามารถใช้ข้อมูล Google Map บน Server ของ Google เพื่อการนำทาง และในยุโรป มีโครงการ RobotEarth เป็นโครงการที่พยายามสร้าง World Wide Web for Robot หมายถึง สร้างให้หุ่นยนต์ทุกตัวเชื่อมต่อถึงกันบนเครือข่าย Cloud ขนาดใหญ่ เพื่อให้หุ่นยนต์ทุกตัวสามารถแบ่งปันข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุ รูปภาพ สภาพแวดล้อม และแบ่งหน้าที่กันได้ เช่น เมื่อหุ่นยนต์เห็นวัตถุที่ไม่เคยรู้จัก ก็จะส่งภาพวัตถุที่เห็นนั้นไปยัง Cloud เพื่อค้นหาในฐานข้อมูลว่าวัตถุนั้นมันคืออะไร เมื่อพบแล้วก็จะส่งข้อมูลโมเดล 3 มิติเป็นข้อมูลคอมพิวเตอร์กลับมายังหุ่นยนต์คล้ายกับเวลาที่เราต้องการค้นหาข้อมูลด้วยโปรแกรม Goggle ของ Google เราก็เพียงถ่ายรูปสิ่งนั้นด้วยโทรศัพท์มือถือแล้วค้นหาข้อมูลได้เลยว่ามันคืออะไร

ดังนั้นจะเห็นได้ว่า Cloud Robotไม่ต้องอาศัยคอมพิวเตอร์ประมวลผลสูงก็สามารถทำงานได้โดยอาศัยเพียงชิปคอมพิวเตอร์ที่อยู่บนโทรศัพท์มือถือแบบ Smart Phone ปกติเท่านั้น นอกจากข้อมูลวัตถุสิ่งของ หน้าตา และเสียงของมนุษย์ก็สามารถถูกบันทึกโดย Cloud Robotและทำให้หุ่นยนต์รู้จักเราได้และมีปฏิสัมพันธ์กับเราได้อย่างไม่เคอะเขิน ล่าสุดได้มีหุ่นยนต์ขนาดเท่าเด็ก มีชื่อเรียกว่า iCub ถูกผลิตออกมาเพื่อให้สามารถ Download ข้อมูลการทำงาน เช่น การทำพิซซ่า ผ่านทางอินเทอร์เน็ต มันก็จะมีความสามารถทำพิซซ่าได้ในทันที เป็นต้น

ดังนั้นจะเห็นได้ว่า หุ่นยนต์ในยุค 2.0 นั้น มันจะมีขนาดที่เล็กลง เบาลง ใช้พลังงานน้อยลง แต่มันจะฉลาดมากยิ่งขึ้นอย่างแน่นอน

ดร. อดิสร เตือนตรานนท์
ผู้อำนวยการหน่วยปฏิบัติการนาโนอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องกลจุลภาค
ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ
เมธีวิจัย สกว. สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
adisorn.tuantranont@nectec.or.th