ผลต่างระหว่างรุ่นของ "หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์"
เนื้อหาที่ลบ เนื้อหาที่เพิ่ม
ดู พูดคุย |
ลไม่มีความย่อการแก้ไข |
||
บรรทัด 1:
[[ภาพ:HONDA ASIMO.jpg|right|250px|thumb|[[อาซิโม]] ของฮอนด้า ตัวอย่างหนึ่งของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์]]
'''หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์''' ([[ภาษาอังกฤษ|อังกฤษ]]: humanoid robot) คือ[[หุ่นยนต์]]ที่รูปลักษณะโดยรวมมีพื้นฐานมาจากร่างกาย[[มนุษย์]] โดยทั่วไปแล้วหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์มีลำตัวพร้อมหัว สองแขน และสองขา แม้หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์บางรูปแบบจะจำลองเฉพาะบางส่วนของร่างกายเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ตัวแต่เอวขึ้นไป หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์บางตัวยังอาจมี 'ใบหน้า' พร้อม 'ตา' และ 'ปาก' อีกด้วย
[[แอนดรอยด์]] (android) คือหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ที่สร้างเลียนแบบมนุษย์เพศชาย และ [[gynoid]] คือหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ที่สร้างเลียนแบบมนุษย์เพศหญิง
หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์เป็น[[หุ่นยนต์อัตโนมัติ]] เนื่องจากมันสามารถปรับตัวเข้ากับการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมหรือตัวมันเอง และยังคงทำงานต่อเพื่อบรรลุเป้าหมาย สิ่งนี้เป็นข้อแตกต่างหลักระหว่างฮิวแมนนอยด์และหุ่นยนต์ชนิดอื่น เช่น[[หุ่นยนต์อุตสาหกรรม]] ที่ใช้ปฏิบัติภารกิจในสภาพแวดล้อมที่มีโครงสร้างชัดเจนมาก ในบริบทนี้ ความสามารถ<!--สมรรถนะ?-->ของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์อาจรวมถึง แต่ไม่จำกัดแค่สิ่งเหล่านี้:
* ดูแลรักษาตัวเอง (เติมพลังงานให้ตัวมันเอง)
* เรียนรู้อัตโนมัติ (เรียนรู้หรือได้มาซึ่งความสามารถใหม่ ๆ โดยไม่ต้องได้รับความช่วยเหลือจากภายนอก, ปรับเปลี่ยนยุทธศาสตร์ตามสิ่งแวดล้อม และปรับตัวเข้ากับสถานการณ์ใหม่ ๆ)
* หลีกเลี่ยงสถานการณ์ที่จะเป็นอันตรายต่อมนุษย์ ทรัพย์สิน และตัวมันเอง
* โต้ตอบกับมนุษย์และสภาพแวดล้อมอย่างปลอดภัย
== การพัฒนาหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ ==
ระบบ[[ปัญญาประดิษฐ์]]ที่ใช้ในการควบคุมการเคลื่อนที่หรือการเดินของหุ่นยนต์<ref>[http://fibo.kmutt.ac.th/thai/ การเคลื่อนที่โดยอาศัยสัญญาณนำภาพของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ สถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม (FIBO) [[มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี]]]</ref> ในขั้นต้น คือ '''การเดินแบบสถิตย์''' หรือการเคลื่อนที่โดยอาศัยจุดศูนย์ถ่วงที่อยู่ภายในพื้นที่ครอบคลุมบริเวณขาทั้ง 2 ข้างของหุ่นยนต์ จากนั้นจึงเป็นการพัฒนาเป็นรูปแบบ '''การเดินแบบจลน์''' หรือการเคลื่อนที่โดยอาศัยจุดศูนย์ถ่วงที่อยู่นอกพื้นที่ครอบคลุมของขาทั้ง 2 ข้าง<ref name="เรียนรู้การสร้างหุ่นยนต์">สมาร์ทเลิร์นนิ่ง, เรียนรู้การสร้างหุ่นยนต์, กรุงเทพฯ, 2549</ref> ซึ่งเป็นรูปแบบการเดินของมนุษย์ตามลำดับ ซึ่งทีมวิศวกรของบริษัทฮอนด้าได้ทำการศึกษาวิจัยและพัฒนาตามข้อมูลที่ทำการทดลองและจดบันทึกเป็น[[ฐานข้อมูล]] จากการทดลองรูปแบบการเคลื่อนที่ของมนุษย์ ทีมวิศวกรได้คำนึงถึงองค์ประกอบสำคัญ 3 อย่างในการพัฒนาหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ให้สามารถเดินได้เช่นเดียวกับมนุษย์ คือ
# การพัฒนาความเร็วในการเคลื่อนที่ไปด้านหน้าของหุ่นยนต์
# การเพิ่มเติมในระดับถัดไปของร่างกาย เช่น แขน มือและศรีษะ
# การพัฒนาความสามารถในการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ เช่นการก้าวเดินขึ้นลงบันได หรือการวิ่ง
=== การก้าวเดินแบบอิสระ ===
พื้นฐานในการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ 2 ขานั้น สามารถศึกษาได้โดยตรงจากการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์บนพื้นผิวที่เรียบ ไม่ขรุขระ ซึ่งหุ่นยนต์สามารถก้าวเดินได้ตามปกติ ลำดับต่อไปของการก้าวเดินคือการพัฒนาศักยภาพไปสู่การเคลื่อนที่ไปด้านหน้าของหุ่นยนต์อย่างอิสระ สามารถก้าวเดินบนพื้นผิวขรุขระ พื้นเอียงหรือพื้นที่ลาดชันรวมทั้งระดับของขั้นบันไดอย่างมีเสถียรภาพ และไม่เสี่ยงต่อการเสียหลักหกล้มขณะก้าวเดิน เทคนิคการก้าวเดินแบบอิสระของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ สามารถสรุปได้ดังนี้
# เทคนิคขั้นพื้นฐานของการวางเท้าของหุ่นยนต์ โดยจะต้องคงสภาพแน่นอนไม่แปรเปลี่ยนไปตามลักษณะของพื้นผิว แม้หุ่นยนต์จะก้าวเดินในพื้นที่ขรุขระ
# เทคนิคขั้นพื้นฐานของการปรับสภาพของหุ่นยนต์ หากในกรณีที่หุ่นยนต์ก้าวเดินแล้วมีการหกล้มหรือเสียการทรงตัว
# เทคนิคขั้นพื้นฐานของการปรับสภาพของหุ่นยนต์ โดยให้ผลของการเคลื่อนที่ถูกต้อง แม่นยำโดยการจดจำเป้าหมายที่ต้องการ ซึ่งเทคนิคเหล่านี้ทีมวิศวกรได้นำมาพัฒนาเป็นส่วนต่าง ๆ ก่อนจะนำมารวมกันในรูปแบบการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์
=== เทคนิคการก้าวเดินอย่างมีเสถียรภาพ ===
[[ภาพ:zmp.jpg|250px|thumb|จุดโมเมนต์ศูนย์ (ZMP) หรือจุดปฏิกิริยาที่พื้นฐาน]]
ปกติแล้วเมื่อมีการเคลื่อนที่หรือยืนอยู่นิ่ง ๆ ร่างกายของมนุษย์จะถ่ายโอนน้ำหนักตัวตามธรรมชาติ เพื่อรักษาสมดุลของร่างกายในท่านั้นไว้ แต่ถ้าการถ่ายโอนน้ำหนักของร่างกายไม่สมดุลกัน ร่างกายมนุษย์จะสามารถปรับสภาพให้สมดุลและไม่ล้มโดยเคลื่อนตำแหน่งของเท้าซ้ายหรือขวาออกจากจุดที่ยืนอยู่ ซึ่งลักษณะดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นกับหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ได้เช่นกัน เมื่อหุ่นยนต์ก้าวเดินไปข้างหน้า ผลจาก[[แรงเฉื่อย]]<ref>[http://www.sut.ac.th/e-texts/Eng/vibration/unit4/index4-1.html แรงเฉื่อย กฎข้อที่ 2 ของนิวตัน]</ref> และ[[แรงดึงดูด]]ของ[[โลก]]จะมีผลโดยตรงต่อการเพิ่มและลดความเร่งในท่าทางการเดินของหุ่นยนต์ ซึ่งแรงเหล่านี้เรียกว่า แรงเฉื่อยรวม และเมื่อเท้าของหุ่นยนต์กระแทกกับพื้นจะได้รับผลกระทบนี้โดยตรง เรียกว่าแรงปฏิกิริยาจากพื้น
การตัดกันในระหว่างแนวแรงเฉื่อยพื้น และรวมทั้งตำแหน่งดังกล่าวจะมีค่า[[โมเมนต์]]<ref>[http://www.bs.ac.th/lab2000/physicweb/bal.htm สมดุลกล]</ref>เท่ากับศูนย์ เรียกตำแหน่งในจุดนี้ว่า จุดโมเมนต์ศูนย์ ''(ZMP)'' ซึ่งเป็นจุดที่แรงปฏิกิริยาลง เรียกว่าจุดปฏิกิริยาที่พื้นฐาน ลักษณะท่าทางการเดินของหุ่นยนต์จะถูกกำหนดจากคอมพิวเตอร์โดยระบบปัญญาประดิษฐ์ ทำการคำนวณ ประมวลผลและส่งผลไปยังข้อหมุนต่าง ๆ ของหุ่นยนต์ โดยให้มีการสอดคล้องกันกับแรงเฉื่อยที่เกิดขึ้นจากการคำนวณ เรียกว่า ZMP เป้าหมาย<ref>[http://miuro.com/data/press_20060831_en.pdf จุดโมเมนต์ศูนย์ ZMP]</ref> เมื่อหุ่นยนต์เกิดความสมดุลของร่างกายในขณะที่ก้าวเดินได้อย่างสมบูรณ์แบบ แกนของแรงเฉื่อยรวมเป้าหมายและแรงปฏิกิริยาที่พื้น จะเป็นตำแหน่งเดียวกัน และเมื่อหุ่นยนต์ก้าวเท้าเดินผ่านพื้นผิวที่ขรุขระ ตำแหน่ง 2 ตำแหน่งดังกล่าวจะหนีออกจากกัน ส่งผลให้เกิดความสมดุลลงแรงที่จะทำให้หุ่นยนต์หกล้มเกิดขึ้นมาทันที
[[แรง]]ที่ทำให้หุ่นยนต์เกิดการหกล้มเมื่อก้าวเดิน เกิดจากความเหลื่อมล้ำในระหว่าง ZMP เป้าหมายและแรงปฏิกิริยารวมที่พื้น ซึ่งเมื่อพิจารณาและวิเคราะห์แล้วพบว่า นั่นคือสาเหตุหลักที่ทำให้ความไม่สมดุลเกิดขึ้น และเมื่อหุ่นยนต์เกิดการเสียความสมดุล<ref>[http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/75/force/index.htm ฟิสิกส์ราชมงคล]</ref> ระบบป้องกัน 3 ระบบที่จะป้องกันการหกล้มหรือเสียหลักการทรงตัวของหุ่นยนต์ ที่สามารถทำให้หุ่นยนต์ก้าวเดินต่อไปได้อย่างต่อเนื่องคือ
* ระบบควบคุมแรงปฏิกิริยา<ref>[http://www.lesa.in.th/space/rocket/rocket/rocket.htm แรงปฏิกิริยา กฎข้อที่ 3 ของนิวตัน]</ref>
* ระบบควบคุม ZMP
* ระบบควบคุมการวางเท้าของหุ่นยนต์
== อ้างอิง ==
<references/>
==แหล่งข้อมูลอื่น==
| |||