ความเป็นมาและประวัติของหุ่นยนต์/ความเป็นมาและประวัติของหุ่นยนต์อาร์ซิโม/ชนิดและประเภทของหุ่นยนต์
ประวัติความเป็นมาของของหุ่นยนต์
ประวัตความเป็นมา หุ่นยนต์ (robot) เป็นคำที่มีรากศัพท์มาจากภาษาสโลวิคของประเทศเชคโกสโลวาเกีย ซึ่งอาจถือได้ว่าคำว่าหุ่นยนต์นั้นปรากฏขึ้นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1921 จากละครเรื่อง Rossum’s Universal Robot แต่งโดยนักเขียนชาวเชคโกสโลวาเกีย ชื่อ Karet Kapek โดยบทละครได้แสดงถึงเครื่องจักรที่ล้อเลียนแบบการเคลื่อนไหวของมนุษย์ และแสดงถึงความสามารถของเครื่องจักรที่สามารถทำลายได้ทุกสิ่ง ในอดีตมนุษย์พยายามคิดค้นกลไก เพื่อเลียนแบบการเคลื่อนไหวของร่างกาย ชาวอียิปต์โบราณได้ประดิษฐ์แขนกล เข้ากับภาพบูชาเพื่อให้นักบวชได้ใช้แสดงปาฏิหารย์ต่อผู้คน ต่อมาในศตวรรษที่ 18 ได้มีการประดิษฐ์หุ่นเชิดในยุโรป เพื่อเลียนแบบการเคลื่อนที่ของมนุษย์และสัตว์ ประกอบไปด้วย เครื่องต้นแบบแขนกล และส่วนอื่นๆ ขับเคลื่อนโดย ชุดกลไก (linkages) และลูกเบี้ยว (cams) ในหุ่นยนต์บางตัวสามารถเขียนหรือวาดภาพ หรือมีความสามารถในการเล่นเครื่องดนตรีได้อีกด้วย ปัจจุบันเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ได้มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องทำให้มีการพัฒนา ชุดควบคุมแบบป้อน กลับของชุดขับเคลื่อน ชุดส่งกำลัง และเครื่องมือวัดที่ทันสมัยช่วยพัฒนาหุ่นยนต์ให้มีการเปลี่ยนแปลงการทำงานให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดีขึ้น ในปี ค.ศ. 1954 George C. Devol ได้สร้างหุ่นยนต์ใช้ในงานอุตสาหกรรม โดยหุ่นยนต์นั้นมีหน้าที่จับวางชิ้นส่วนในโรงงานอุตสาหกรรมรมมีหลักการเบื้องต้นคือ teach in and play back หรือสอนให้รู้แล้วทำตามที่สอน หรือที่ได้ตั้งโปรแกรมเอาไว้ ซึ่งหลักการควบคุมนี้เป็นที่แพร่หลายมาจนถึงจึงปัจจุบัน หลักเบื้องต้นของ Devol นั้นใช้เทคโนโลยี 2 แบบด้วยกัน คือการควบคุมเชิงตัวเลข (numerical control) ซึ่งใช้กับเครื่องมือกลเป็นส่วยใหญ่ และการควบคุมทางไกล (remote manipulation) ซึ่งเป็นการสั่งงานในระยะไกล การควบคุมทางไกลเหมาะสมกับงานเสี่ยงอันตรายต่อชีวิต เช่น งานสำรวจกัมมันตภาพรังสี สำรวจใต้ทะเล สำรวจอวกาศ เป็นต้น แขนกลแบบหัวหน้าสั่งลูกน้อง (Master-slave manipulator) ได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี ค.ศ. 1948 โดยมีหลักการคือ การใช้กระแสไฟฟ้าเป็นตัวส่งกำลังไปยังแขนกลที่ติดตั้งอยู่ ณ ที่ทำงานระยะไกลและใช้การควบคุมผ่านสวิตช์ควบคุม หรือ joystick โดยบังคับให้มีการเคลื่อนไหวเหมือนกับแขนมนุษย์ โดยที่ joystick นั้นมีเครื่องมือวัดติดอยู่ในแต่ละจุดของข้อต่อ เพื่อวัดการเคลื่อนที่ของการควบคุม และส่งผลการวัดไปยังแขนกล ทำให้มีการเคลื่อนที่เสมือนกับผู้ควบคุม ในส่วนของผู้ควบคุมเรียนว่า หัวหน้า (master) และที่แขนกลเรียกว่าลูกน้อง (slave) ลักษณะการเคลื่อนไหวก็คือ การเลียนแบบผู้ควบคุมนั้นเอง โดยแขนกลแบบหัวหน้าสั่งลูกน้องประด้วย 6 องศาการหมุนอิสระ (degrees of freedom : DOF ) แต่ละขั้นตอนนั้นมีการเคลื่อนที่แบบเชิงมุม ซึ่งมีหลักการคล้ายกลับแขนของมนุษย์ อนึ่งในการรวมกับของการควบคุมเชิงตัวเลข และการควบคุมทางไกล ทำให้เกิดการศึกษาด้านหุ้นยนต์ซึ่งรวมถึง การออกแบบ (design) และควบคุม (control) ที่แตกต่างไปจากเดิม จากหลักการเบื้องต้นของหุ่นยนต์ที่โปรแกรมของ George C. Devol ต่อมาได้มีการพัฒนาด้วยการควบคุมแบบย้อนกลับ (sensory feedback) โดย H.A. Ernst ได้สร้างมือกลควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์พร้อมเครื่องมือวัดแบบสัมผัส ซึ่งกลไกนี้สามารถตอบสนองความรู้สึก และใช้ความรู้สึกนั้นควบคุมมือกลเพื่อใช้เรียงกล่องโดยอุปกรณ์วัดค่าความสัมผัสนี้เรียกว่า MH-1 ลักษณะงานดังกล่าวเป็นตัวอย่างหนึ่งของความสามารถ ในการควบคุมหุ่นยนต์ที่ไม่ใช่มนุษย์ควบคุม โดยที่หุ่นยนต์มีความสามารถปรับพฤติกรรมเข้ากับสภาพแวดล้อมได้ ในช่วงปี ค.ศ.1970 นี้มีการคิดค้นพัฒนาอุปกรณ์เครื่องมือวัดต่าง ๆ มากมาย เพื่อช่วยในการทำงานของแขนกล เช่น มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด Bolles และ Paul ใช้การมองเห็นและชุดควบคุมป้อนกลับด้วยแรง (force feedback control) ต่อเข้ากลับแขนกล Stanford Arm และคอมพิวเตอร์ PDP-10 เพื่อใช้ประกอบปั๊มน้ำในรถยนต์ Jet Propulsion Laboratory (JPL) ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้ศึกษาการควบคุมแบบทอร์ก เพิ่มเติมจาก Stanford Arm เพื่อใช้ในการสำรวจอวกาศ ตั้งแต่นั้นมาได้นำเสนอชุดควบคุมในภาพแบบของ เซอร์โว (servo control) ปัจจุบันเรามองวิชาหุ่นยนต์เป็นส่วนกว้าง ๆ มากกว่าหลายปีก่อน โดนเกี่ยวกับงานทางด้าน จลนศาสตร์ พลศาสตร์ ระบบการวางแผน การควบคุม เซนเซอร์ การเขียนโปรแกรม รวมไปถึงการควบคุมได้ด้วยตันเอง และปัญญาประดิษฐ์ |
แหล่งอ้างอิง:
http://www.avanzalover.com/board/viewthread.php?tid=6539