บทเรียนออนไลน์

คำอธิบายรายวิชา

1 วิทยาการหุ่นยนต์คืออะไร

1.1 ความหมายและความสำคัญของวิทยาการหุ่นยนต์

1.2 ประเภทของหุ่นยนต์

ครูธวัชชัย ฝ่ายพลแสน

1.1 ความหมายและความสำคัญของวิทยาการหุ่นยนต์

ความหมายและที่มาของคำว่าวิทยาการหุ่นยนต์

คำว่าวิทยาการหุ่นยนต์ (Robotics) ตามที่สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ได้บัญญัติความหมายไว้ มีความหมายว่า “วิทยาการว่าด้วยการออกแบบ สร้าง และประยุกต์หุ่นยนต์” เป็นคำที่ทับศัพท์จากภาษาอังกฤษคำว่า “Robotics” มีรากศัพท์มาจากคำว่า “Robot” ซึ่งถูกเผยแพร่สู่สาธารณะครั้งแรกโดยนักเขียนขาวเช็กชื่อ คาเรล ชาเปค (Karel Capek) ในบทละครชื่อ R.U.R. (Rossum's Universal Robots) เผยแพร่ในปี ค.ศ.1920 (พ.ศ. 2463) รากศัพท์ของคำว่า “Robot” มาจากคำภาษาสลาฟว่า “Robota” อันหมายถึง คนรับใช้ บทละครเปิดฉากในโรงงานผลิตเหล่ามนุษย์เทียมที่เรียกว่า “โรบ็อท” สิ่งมีชีวิตที่มีหน้าตาและท่าทางคล้ายมนุษย์ คล้ายกับแนวคิดเรื่องแอนดรอยด์ในปัจจุบัน คาเรล ชาเปค (Karel Capek) กล่าวว่าเขาไม่ได้เป็นผู้คิดคำดังกล่าว แต่เป็นพี่ชายของเขาชื่อ โยเซฟ ชาเปค (Josef Capek) จากจดหมายสั้นที่เขาได้เขียนถึง Oxford English Dictionary

อ้างอิงจาก Oxford English Dictionary คำว่า Robotics ถูกใช้ครั้งแรกในหนังสือนวนิยายวิทยาศาสตร์ของไอแซค อาซิมอฟ (Isaac Asimov) ชื่อว่า “Liar!” ตีพิมพ์ในเดือนพฤษภาคม ปี ค.ศ.1941 (พ.ศ. 2484) ในวารสาน Astounding Science Fiction โดยต่อมาเขาได้เป็นผู้บัญญัติกฎ 3 ข้อของหุ่นยนต์ อันเป็นแนวคิดที่แพร่หลายในวงการนิยายวิทยาศาสตร์ในเวลาต่อมา

ความสำคัญของวิทยาการหุ่นยนต์

วิทยาการหุ่นยนต์ เป็นศาสตร์ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่เป็นการบูรณาการกันระหว่างศาสตร์วิทยาการคอมพิวเตอร์ และวิศวกรรมศาสตร์ ศึกษาเกี่ยวกับการออกแบบ การผลิต การควบคุม และการประยุกต์ใช้งานหุ่นยนต์ จุดประสงค์หลักของวิทยาการหุ่นยนต์คือการออกแบบเครื่องจักรอัจฉริยะที่สามารถช่วยเหลือมนุษย์ในการทำงานในชีวิตประจำวัน สร้างความปลอดภัยในการทำงานของมนุษย์ วิทยาการหุ่นยนต์ประยุกต์ใช้ความรู้ที่เกี่ยวข้องกับ วิศวกรรมข้อมูล, วิศวกรรมคอมพิวเตอร์, วิศวกรรมเครื่องกล, วิศวกรรมไฟฟ้า, วิศวกรรมซอฟต์แวร์, และอื่น ๆ

วิทยาการหุ่นยนต์เป็นการพัฒนาเครื่องจักรที่สามารถทดแทนแรงงานมนุษย์และลอกเลียนแบบกิจกรรมที่มนุษย์ทำ หุ่นยนต์สามารถประยุกต์ใช้ได้ในหลากหลายสถานการณ์ และในการใช้งานหลากวัตถุประสงค์ ในทุกวันนี้หุ่นยนต์จำนวนมากทำงานที่เป็นอันตราย (อาทิเช่น การตรวจสอบวัตถุที่ปนเปื้อนกัมมันตรังสี, การตรวจสอบวัตถุระเบิด และการปลดชนวนวัตถุระเบิด) แปรรูปผลิตภัณฑ์ในโรงงาน รวมไถึงทำงานในสภาวะแวดล้อมที่มนุษย์ไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้เพื่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ (อาทิเช่น อวกาศห้วงลึก, ใต้มหาสมุทร, ในอุณหภูมิสุดขั้ว หรือทำความสะอาดวัตถุปนเปื้อนสารพิษ) หุ่นยนต์มีรูปร่างที่หลากหลาย หุ่นยนต์บางชนิดออกแบบมาเพื่อจำลองหน้าตาและการเคลื่อนไหวของมนุษย์ ยกตัวอย่างเช่น การเดิน, การวิ่ง, การยกน้ำหนัก, การเรียนรู้การพูด, การจดจำใบหน้า หรือพฤติกรรมอื่น ๆ ที่มนุษย์ทำ หุ่นยนต์จำนวนหนึ่งในปัจจุบันได้รับการออกแบบ โดยได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ เรียกว่า “วิทยาการหุ่นยนต์ชีวภาพ (Bio-inspired Robotics)”

แนวคิดการประดิษฐ์เครื่องจักรที่สามารถทำงานได้โดยอัตโนมัตินั้น สามารถย้อนไปได้ตั้งแต่สมัยคลาสสิก แต่การวิจัยด้านวิทยาการหุ่นยนต์ที่เป็นระบบเพื่อการใช้งานจริงนั้นไม่ได้มีเริ่มวิจัยที่จริงจัง จวบจนกระทั่งคริสต์ศตวรรษที่ 20 โดยในประวัติศาสตร์ที่ผ่านมา มีการตั้งสมมติฐานจำนวนมากจากทั้งผู้เชี่ยวชาญ นักประดิษฐ์ และวิศวกร ว่าวันหนึ่งหุ่นยนต์จะมีศักยภาพพอที่จะเลียนแบบท่าทางของมนุษย์และจัดการงานต่าง ๆ ได้อย่างที่มนุษย์ทำ ทุกวันนี้ วิทยาการหุ่นยนต์เป็นสาขาวิชาที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็วจากปัจจัยขับเคลื่อนทางเทคโนโลยีที่มีการเติบโตที่สูงในต้นศตวรรษที่ 21 มีการวิจัยหุ่นยนต์เพื่อจุดประสงค์ที่หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นการใช้งานในบ้าน, การใช้งานทางพาณิชย์ และการใช้งานทางการทหาร มีการสร้างหุ่นยนต์จำนวนมากเพื่อทำงานที่เป็นอันตรายสำหรับมนุษย์ อาทิเช่น การปลดชนวนระเบิด, การค้นหาผู้รอดชีวิตในซากปรักหักพังที่ไม่มั่นคง และการสำรวจซากเรือที่จมลงใต้ก้นสมุทร นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้เครื่องมือหุ่นยนต์ในการช่วยสอนวิชา STEM (วิทยาศาสตร์, เทคโนโลยี, วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์) และปัจจุบันยังมีการวิจัยทางวิทยาการหุ่นยนต์เพื่อจุดประสงค์ทางการแพทย์ โดยเฉพาะเรื่องของนาโนบอท (Nanobot) ที่ใช้ในการรักษาโรคที่รักษาไม่ได้ด้วยยารักษาโรคทั่วไป ซึ่งอาจกลายเป็นเทคโนโลยีที่ปฏิวัติวงการแพทย์สมัยใหม่ในศตวรรษที่ 21

วิทยาการหุ่นยนต์ เป็นสาขาวิชาย่อยของวิศวกรรมศาสตร์ที่เกี่ยวกับแนวคิด การออกแบบ การประดิษฐ์ และการควบคุมหุ่นยนต์ สาขาวิชานี้เป็นการบูรณาการความรู้ที่เกี่ยวข้องกับ วิศวกรรมคอมพิวเตอร์, วิทยาการคอมพิวเตอร์ (โดยเฉพาะสาขาปัญญาประดิษฐ์), อิเล็กทรอนิกส์, วิศวกรรมเมคคาทรอนิกส์, นาโนเทคโนโลยี และวิศวกรรมชีวภาพ (Bioengineering)

สรุปความสำคัญ

วิทยาการหุ่นยนต์เป็นการบูรณาการระหว่างวิทยาการคอมพิวเตอร์และวิศวกรรมศาสตร์ เพื่อออกแบบและประยุกต์ใช้เครื่องจักรอัจฉริยะที่ช่วยเหลือมนุษย์ในการทำงานและสร้างความปลอดภัย มีการพัฒนาหุ่นยนต์ในหลากหลายสถานการณ์และวัตถุประสงค์ เช่น ใช้ในการทดแทนแรงงานมนุษย์ การตรวจสอบวัตถุที่อันตราย แปรรูปผลิตภัณฑ์ในโรงงาน การทำงานในสภาวะแวดล้อมที่มนุษย์ไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ หุ่นยนต์มีรูปร่างที่หลากหลาย เช่น หุ่นยนต์ที่จำลองท่าทางและการเคลื่อนไหวของมนุษย์ วิทยาการหุ่นยนต์เป็นสาขาวิชาที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว และมีการวิจัยในหลายๆ ด้าน เช่น การประยุกต์ใช้ในการช่วยสอนวิชา STEM และการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์เช่นนาโนบอท

Ref. วิทยาการหุ่นยนต์ - วิกิพีเดีย (wikipedia.org)

เข้าดู : 284 ครั้ง