โรบอทคืออะไร?
Robot มาจากภาษาเช็กคำว่า “robota” ซึ่งแปลว่า “งานบังคับหรือใช้แรงงาน” เราใช้คำว่า “Robot” ในปัจจุบันเพื่อหมายถึง เครื่องจักรที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งสามารถทำงานหรือการกระทำอื่นๆที่มนุษย์ดำเนินการได้ตามปกติไม่ว่าจะโดยอัตโนมัติหรือด้วยรีโมทคอนโทรล Robotics คือศาสตร์และการศึกษาเกี่ยวกับหุ่นยนต์
What do Robots do? โรบอททำอะไร?
ลองนึกภาพว่างานของคุณคือการขันสกรูหนึ่งตัวบนเครื่องปิ้งขนมปัง และคุณทำสิ่งนี้ซ้ำแล้วซ้ำเล่าบนเครื่องปิ้งขนมปังเหมือนเดิมวันแล้ววันเล่าเป็นสัปดาห์ เดือน หรือหลายปี ซึ่งงานประเภทนี้หุ่นยนต์ทำได้ดีกว่างานโดยมนุษย์ โดยส่วนใหญ่หุ่นยนต์ในปัจจุบันใช้ในการกระทำซ้ำๆหรืองานที่ถือว่าอันตรายเกินไปสำหรับมนุษย์ เช่น หุ่นยนต์เหมาะสำหรับการเข้าไปในอาคารที่อาจมีระเบิดได้ นอกจากนี้หุ่นยนต์ยังใช้ในโรงงานเพื่อสร้างสิ่งต่างๆเช่น รถยนต์ แท่งลูกกวาด และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เป็นต้น ปัจจุบันหุ่นยนต์นั้นถูกนำมาใช้ในทางการแพทย์ สำหรับทางทหาร ในการค้นหาวัตถุใต้น้ำ และเพื่อสำรวจดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ เทคโนโลยีหุ่นยนต์นั้นมีประโยชน์เป็นอย่างมากได้ช่วยเหลือผู้ที่สูญเสียแขนหรือขา ซึ่งหุ่นยนต์เป็นเครื่องมือที่ดีเยี่ยมในการช่วยเหลือมนุษยชาติได้
ประวัติโดยย่อ
หุ่นยนต์ดูเหมือนเป็นสิ่งประดิษฐ์ในสมัยปัจจุบัน แต่ในความเป็นจริงหลักฐานแสดงให้เห็นว่าระบบอัตโนมัติถูกสร้างขึ้นสำหรับทุกอย่างตั้งแต่ของเล่นไปจนถึงชิ้นส่วนสำหรับพิธีกรรมทางศาสนาในกรีกและโรมโบราณ Leonardo da Vinci ร่างแผนสำหรับหุ่นยนต์คล้ายมนุษย์ในช่วงปลายทศวรรษ 1400 Jacques de Vaucanson มีชื่อเสียงในศตวรรษที่ 18 ในเรื่องรูปมนุษย์อัตโนมัติที่เล่นฟลุตและเป็ดที่กระพือปีกได้
สิ่งประดิษฐ์อัตโนมัติจำนวนมากที่มีพฤติกรรมคล้ายคลึงกับมนุษย์ได้รับการบันทึกไว้ตลอดประวัติศาสตร์ ส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้นเพื่อความบันเทิงเป็นส่วนใหญ่ นักเขียนนิยายประสบความสำเร็จอย่างมากในการเขียนเกี่ยวกับหุ่นยนต์ในทุกสถานการณ์ซึ่งหมายความว่าหุ่นยนต์เป็นส่วนหนึ่งของบทสนทนาและจินตนาการในชีวิตประจำวัน ในปีพ. ศ. 2499 George Devol และ Joseph Engelberger ได้ก่อตั้ง บริษัทหุ่นยนต์แห่งแรกของโลก ในช่วงทศวรรษที่ 1960 มีการนำหุ่นยนต์เข้าสู่โรงงานผลิตรถยนต์ของ General Motors ในรัฐนิวเจอร์ซีย์เพื่อเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนรถยนต์ไปรอบๆ หุ่นยนต์ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องและปัจจุบันสามารถพบได้ในบ้านเช่น ของเล่น เครื่องดูดฝุ่น และสัตว์เลี้ยงที่ตั้งโปรแกรมได้ ปัจจุบันหุ่นยนต์เป็นส่วนหนึ่งของอุตสาหกรรมการแพทย์ วิทยาศาสตร์ การสำรวจอวกาศ การก่อสร้าง การบรรจุอาหาร และยังใช้ในการผ่าตัดอีกด้วย
ทำไมต้องใช้หุ่นยนต์?
เหตุผลที่ใช้หุ่นยนต์คือ มักจะถูกกว่าที่จะใช้กับมนุษย์ หุ่นยนต์ทำงานบางอย่างได้ง่ายขึ้น และบางครั้งก็เป็นวิธีเดียวที่เป็นไปได้ในการทำงานบางอย่างให้สำเร็จ! หุ่นยนต์สามารถสำรวจภายในถังแก๊ส ภายในภูเขาไฟเดินทางบนพื้นผิวดาวอังคาร หรือสถานที่อื่นๆที่อันตรายเกินกว่าที่มนุษย์จะไปในที่ที่มีอุณหภูมิสูงหรือสภาพแวดล้อมที่ปนเปื้อนได้
หุ่นยนต์ยังสามารถทำสิ่งเดิมซ้ำแล้วซ้ำเล่าโดยไม่เบื่อ พวกเขาสามารถเจาะ พวกเขาสามารถเชื่อม พวกเขาสามารถทาสี พวกเขาสามารถจัดการกับวัสดุที่เป็นอันตราย และในบางสถานการณ์หุ่นยนต์นั้นมีความแม่นยำมากกว่ามนุษย์ ซึ่งสามารถลดต้นทุนการผลิตความผิดพลาดหรืออันตรายได้ เนื่องจากหุ่นยนต์ไม่เคยป่วย ไม่ต้องนอน ไม่ต้องการอาหาร ไม่ต้องหยุดพักหนึ่งวัน และที่ดีที่สุดคือพวกมันไม่เคยบ่น! ซึ่งมีประโยชน์มากมายในการใช้หุ่นยนต์
ชิ้นส่วนของหุ่นยนต์
หุ่นยนต์สามารถทำจากวัสดุหลายประเภทรวมทั้งโลหะและพลาสติก ซึ่งชิ้นส่วนทั้งหมดนี้ทำงานร่วมกันเพื่อควบคุมวิธีการทำงานของหุ่นยนต์ หุ่นยนต์ส่วนใหญ่ประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก:
- ตัวควบคุม – หรือที่เรียกว่า “สมอง” ซึ่งทำงานโดยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ บ่อยครั้งโปรแกรมมีรายละเอียดมาก เนื่องจากให้คำสั่งให้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ทำตาม
- ชิ้นส่วนเครื่องจักรกล – มอเตอร์ ลูกสูบ กริปเปอร์ ล้อ และเกียร์ ที่ทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่คว้า หมุน และยก ซึ่งชิ้นส่วนเหล่านี้มักใช้พลังงานจากอากาศน้ำหรือไฟฟ้า
- เซนเซอร์ – เพื่อบอกหุ่นยนต์เกี่ยวกับสภาพแวดล้อม เซนเซอร์ช่วยให้หุ่นยนต์กำหนดขนาด รูปร่าง ช่องว่างระหว่างวัตถุ ทิศทาง ความสัมพันธ์อื่นๆ และคุณสมบัติของสาร หุ่นยนต์หลายตัวสามารถระบุปริมาณแรงกดที่จำเป็นในการหยิบจับสิ่งของโดยไม่ต้องบดขยี้
นาโนบอท
หุ่นยนต์นาโนหรือนาโนบ็อต เป็นหุ่นยนต์ที่ปรับขนาดให้เล็กลงเพื่อที่จะวางไว้ในช่องว่างขนาดเล็กมากนยนต์หรือเครื่องจักรกลที่มีขนาดเล็กระดับนาโนเมตร (10-9 เมตร) โครงสร้างภายนอกของนาโนโรบอทส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอนอะตอมที่มีโครงสร้างแข็งแรงและไม่ว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยา ปัจจุบันนาโนบ็อตยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนา นาโนบ็อตในอนาคตอาจถูกใส่เข้าไปในกระแสเลือดเพื่อทำขั้นตอนการผ่าตัดที่ละเอียดอ่อนเกินไปหรือยากเกินไปสำหรับการผ่าตัดแบบมาตรฐานได้ Nanobots สามารถต่อสู้กับแบคทีเรียได้โดยการติดตามและกำจัดเซลล์แบคทีเรียแต่ละเซลล์หรือสามารถซ่อมแซมเซลล์อวัยวะแต่ละเซลล์ในร่างกายได้
ลองนึกภาพดูว่านาโนบ็อตสามารถกำหนดเป้าหมายเซลล์มะเร็งและทำลายได้โดยไม่ต้องสัมผัสเซลล์ที่มีสุขภาพดีในบริเวณใกล้เคียง Nanobots น่าจะพกยาและเครื่องมือผ่าตัดขึ้นเครื่อง พวกเขาจะสามารถนำทางผ่านร่างกายมนุษย์และหาทางออกได้เช่นกัน Nanobots สามารถใช้ในสถานการณ์อื่นๆได้เช่น เฟืองและเครื่องมือนาโนบ็อตขนาดเล็ก สามารถช่วยให้สามารถสร้างวัตถุได้ในขนาดที่เล็กที่สุด บางสิ่งที่เราจินตนาการได้ในนิยายวิทยาศาสตร์วันหนึ่งอาจเป็นความจริงได้ บางทีวันหนึ่งคุณอาจจะเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานกับนาโนบ็อตก็เป็นได้
Artificial Intelligence
ปัญญาประดิษฐ์ เรียกอีกอย่างว่า ปัญญาของเครื่องจักร หรือ AI ในระยะสั้น คอมพิวเตอร์และหุ่นยนต์บางตัวได้รับโอกาสให้แสดงพฤติกรรมเสมือนมนุษย์ ซอฟต์แวร์จดจำใบหน้า ซอฟต์แวร์กำหนดเวลาที่ซับซ้อนหรือเกมคอมพิวเตอร์ที่ให้ผู้เล่นตอบสนองตามการกระทำของผู้เล่นเป็นปัญญาประดิษฐ์ทุกรูปแบบ ครั้งหนึ่งเป้าหมายของ AI คือเพื่อสร้างความฉลาดของมนุษย์ขึ้นมาใหม่ ในปัจจุบันความฉลาดของแมลงเป็นจุดสำคัญของการวิจัยและพัฒนาเนื่องจากแมลงและพฤติกรรมของพวกมันเลียนแบบได้ง่ายกว่า Nanobots อาจขึ้นอยู่กับพฤติกรรมของแมลงโดยทำงานเป็นฝูงร่วมกันเพื่อทำหน้าที่
หุ่นยนต์และคอมพิวเตอร์บางตัวได้รับความสามารถในการเรียนรู้และใช้ข้อมูลจากกิจกรรมก่อนหน้านี้เพื่อตัดสินใจในอนาคต หุ่นยนต์ที่เติมคุกกี้ในกล่องอาจสามารถ “นับ” จำนวนคุกกี้ในกล่องได้ หรือคอมพิวเตอร์สามารถกำหนดปริมาณการจราจรบนถนนเพื่อคำนวณเวลาที่จะเปลี่ยนไฟ วิทยาศาสตร์นี้อยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่หุ่นยนต์กำลังได้รับการพัฒนาที่สามารถตัดสินใจในการเสิร์ฟอาหาร แปลคำศัพท์จากภาษาหนึ่งไปยังอีกภาษาหนึ่งและรับข้อมูลจากแหล่งข้อมูลภายนอกเพื่อแก้ปัญหาได้
ข้อจำกัดของหุ่นยนต์
ไม่เหมือนกับในภาพยนตร์ที่เราพบเห็น หุ่นยนต์นั้นไม่สามารถคิดหรือตัดสินใจเสมือนคนได้ หุ่นยนต์เป็นเพียงเครื่องมือที่ช่วยให้เราทำสิ่งต่างๆให้ลุล่วง หุ่นยนต์เป็นเครื่องจักรที่มีการเคลื่อนไหวตามโปรแกรมที่อนุญาตให้เคลื่อนที่ไปในทิศทางหรือลำดับที่แน่นอน ปัญญาประดิษฐ์ทำให้หุ่นยนต์สามารถประมวลผลข้อมูลและ “เรียนรู้” ได้มากขึ้น แต่ยังคงถูกจำกัดด้วยข้อมูลที่ได้รับและหน้าที่ที่ได้รับให้ดำเนินการ
