ทุกครั้งที่เราคิดว่าเราเข้าใกล้เทคโนโลยีหุ่นยนต์ในบ้านมากขึ้นเรื่อย ๆ งานวิจัยใหม่ก็แสดงให้เห็นว่าเราต้องก้าวไปไกลแค่ไหน แน่นอนว่าเราได้เห็นความคืบหน้ามากมายเกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้โดยเฉพาะ ในบทความที่นำเสนอที่งาน ICRA 2021 ของเดือนกรกฎาคม นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเบรเมินได้ดำเนินงานวิจัย “Robot Household Marathon Experiment” ซึ่งหุ่นยนต์รุ่น PR2 ได้รับมอบหมายให้จัดโต๊ะสำหรับรับประทานอาหารเช้าแบบง่าย ๆ ก่อน แล้วจึงทำความสะอาดหลังจากนั้นเพื่อตรวจสอบและประเมินความสามารถในการปรับขนาดและความแข็งแกร่งในการจัดการอุปกรณ์เคลื่อนที่ แม้ว่าเรื่องแบบนี้จะดูเหมือนเป็นสิ่งที่หุ่นยนต์ควรจะทำความเข้าใจได้ แต่ก็อาจไม่แปลกใจที่คุณได้เรียนรู้ว่าจริง ๆ แล้วนี่ยังคงเป็นความท้าทายอีกอย่างหนึ่งในอุตสาหกรรมเช่นนี้
การทดลองจัดโต๊ะอาหารเช้าแบบง่าย ๆ ของโรบอท PR2
งานของหุ่นยนต์ PR2 ในงานวิจัยนี้คือการเตรียมอาหารเช้า โดยนำชาม ช้อน ถ้วย กล่องนม และซีเรียลหนึ่งกล่องมาวางบนโต๊ะอาหาร หลังจากรับประทานอาหารเช้าเสร็จเรียบร้อยแล้ว หุ่นยนต์ PR2 จะต้องวางสิ่งของที่ล้างทำความสะอาดได้ลงในเครื่องล้างจาน ใส่กล่องซีเรียลกลับเข้าไปในตำแหน่งที่จัดเก็บเดิม โยนกล่องนมลงในถังขยะ วัตถุที่อยู่บนโต๊ะจะมีรูปร่างและลักษณะแตกต่างกันไป และหุ่นยนต์จะได้รับคำอธิบายเชิงสัญลักษณ์ของตำแหน่งของวัตถุเท่านั้น (เช่น ในตู้เย็น บนเคาน์เตอร์ เป็นต้น) นี่เป็นสถานการณ์ที่เหมือนจริงมาก แต่ก็ท้าทายมากด้วย ซึ่งอาจอธิบายได้ว่าทำไมจึงใช้เวลามาก น่าเศร้าที่หุ่นยนต์ PR2 ใช้เวลาในการจัดการทั้งหมด 90 นาทีจึงจะเสร็จสมบูรณ์
หุ่นยนต์รุ่น PR2 นั้นที่ยังคงมีการศึกษาและทำการวิจัยเกี่ยวกับการทำงานของหุ่นยนต์รุ่นนี้อย่างต่อเนื่อง และงานวิจัยนี้มีความน่าเชื่อถืออย่างแน่นอน ข้อเท็จจริงที่ว่าโร บอ ท ทุกตัวทำงานได้ดีเช่นกัน ไม่ว่าจะเป็นการรับรู้ การวางแผนการเคลื่อนไหว การจับใจความ การวางกลยุทธ์ในระดับสูง ล้วนเป็นสิ่งที่น่าประทับใจอย่างไม่น่าเชื่อ จำไว้ว่านี่คือ 90 นาทีของการทำงานอย่างอิสระเต็มรูปแบบ ซึ่งค่อนข้างมีความซับซ้อนในสภาพแวดล้อมที่มีเพียงกึ่งโครงสร้างมากกว่า ความจริงแล้ว กว่า 5 การทดลอง หุ่นยนต์ประสบความสำเร็จในการจัดโต๊ะอาหารทั้ง 5 ครั้ง แต่การจัดการนั้นไม่ได้ไร้ที่ติ และหุ่นยนต์ PR2 มีปัญหาเฉพาะในการจับวัตถุที่ยุ่งยาก เช่น ช้อน แต่เฟรมเวิร์กที่นักวิจัยพัฒนาขึ้นนั้นสามารถแก้ไขความล้มเหลวทุกครั้งได้สำเร็จ ด้วยการปรับแต่งพารามิเตอร์และทดลองอีกครั้ง แม้ว่าจะมีความล้มเหลวมาก แต่ก็ยังสามารถแก้ไขได้อีกมาก ทำให้การทดลองนี้มีประโยชน์มากกว่าการไม่ล้มเหลวเลย (ถ้าหากคิดในระยะยาว)
งานทำความสะอาดยากขึ้นสำหรับหุ่นยนต์ PR2 และประสบกับความล้มเหลวที่ไม่สามารถแก้ไขได้ระหว่างการทดลอง 2 ใน 5 ครั้ง งานวิจัยได้อธิบายถึงสิ่งที่เกิดขึ้นนี้ว่า:
“การทำความสะอาดโต๊ะทำได้ยากกว่าการจัดโต๊ะอาหาร เนื่องจากการใช้เครื่องล้างจานและการจับวัตถุที่อยู่ด้านข้างโต๊ะทำได้ยาก การทดลอง 2 ใน 5 ครั้ง เราพบความล้มเหลวที่ไม่สามารถแก้ไขได้ การทดลองครั้งที่ 1 เนื่องจากวิถีโคจรไม่เสถียรและหุ่นยนต์ไม่สามารถติดตามวัตถุได้อย่างสมบูรณ์ นิ้วของหุ่นยนต์จึงลงเอยด้วยการผลักกล่องนมออกไปในระหว่างการจับ ซึ่งส่งผลให้โรบอทจับได้ไม่มั่นคงมาก เป็นผลให้กล่องนมตกลงไปที่พื้นในขั้นตอนการเคลื่อนย้ายวัตถุ แม้ว่าในระหว่างการจัดโต๊ะอาหาร หุ่นยนต์สามารถหยิบถ้วยที่ล้มลงและนำถ้วยไปที่โต๊ะได้สำเร็จ แต่การหยิบกล่องนมขึ้นมาจากพื้นนั้นเป็นไปไม่ได้สำหรับหุ่นยนต์ PR2
ความล้มเหลวอื่น ๆ ที่ไม่สามารถแก้ไขได้คือ ตะแกรงของเครื่องล้างจานติดอยู่ในนิ้วของ PR2 ความล้มเหลวที่สำคัญอีกประการหนึ่งเกิดขึ้นเมื่อวางกล่องซีเรียลลงในลิ้นชักแนวตั้ง ซึ่งเป็นเรื่องยาก เพราะหุ่นยนต์ต้องไปถึงที่สูงมากและเข้าใกล้ขีดจำกัดของข้อต่อ เมื่อกริปเปอร์เปิดออก กล่องก็ตกลงไปด้านข้างของชั้นวาง ส่งผลให้กล่องถูกกระแทกเมื่อปิดลิ้นชัก”
แม้ว่าเราจะเน้นไปที่ความล้มเหลวที่เกิดขึ้นเพียงเล็กน้อย แต่นั่นก็เป็นเพียงการแสดงตัวอย่างของงานวิจัยที่มีความท้าทายอย่างยิ่งของหุ่นยนต์ การศึกษาต้องการเน้นว่า แม้ว่าหุ่นยนต์ PR2 จะไม่ประสบความสำเร็จได้ตลอดเวลา แต่ประสิทธิภาพในการทำงานอัตโนมัติเต็มรูปแบบในช่วง 90 นาทียังคงน่าประทับใจมาก และนักวิจัยหลายคนต่างมุ่งมั่นที่จะทำการทดลองเช่นนี้ โดยนำหุ่นยนต์ของพวกเขาไปใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ใช้งานได้จริง ที่ทำงานจริง เรามักจะเห็นการวิจัยที่เพิ่มขึ้นจำนวนมากที่มุ่งไปในทิศทางทั่วไปนี้ แต่จะต้องใช้เวลามากขึ้นเพื่อให้หุ่นยนต์มีประโยชน์ในโลกแห่งความเป็นจริงมากพอที่จะจัดการกับงานง่าย ๆ บางอย่างได้อย่างน่าเหลือเชื่อ
หุ่นยนต์ไม่ได้มีประโยชน์ในด้านอุตสาหกรรมเพียงอย่างเดียวเท่านั้น แต่เทคโนโลยีโรบอทนี้กำลังแทรกซึมเข้ามาในทุกอุตสาหกรรมและการใช้ชีวิตของมนุษย์ทุกคน ซึ่งคอยเข้ามาช่วยอำนวยความสะดวกให้กับการทำงานที่ง่ายขึ้น ลดภาระงานต่าง ๆ ได้ การพัฒนายังคงไปได้ไม่มีที่สิ้นสุด สำหรับหุ่นยนต์ทำความสะอาดบ้าน ก็ต้องมีการพัฒนากันต่อไป เพื่อให้สามารถทำงานและแบ่งเบาภาระของที่บ้านได้มากขึ้น เริ่มต้นที่การจัดโต๊ะอาหารเช้าแบบง่าย ๆ หลังจากนั้นก็อาจพัฒนามากขึ้นไปอีก ในอนาคตเราอาจได้เห็นหุ่นยนต์แม่บ้านที่ทำหน้าที่ในบ้านได้สมบูรณ์แบบ
credit :
http://www.atimedesign.com/webdesign/robot-pr2/
ผลการวิจัยล่าสุด เป็นเรื่องยากสำหรับหุ่นยนต์ที่จะทำงานบ้านได้อย่างคล่องแคล่ว!
การทดลองจัดโต๊ะอาหารเช้าแบบง่าย ๆ ของโรบอท PR2
งานของหุ่นยนต์ PR2 ในงานวิจัยนี้คือการเตรียมอาหารเช้า โดยนำชาม ช้อน ถ้วย กล่องนม และซีเรียลหนึ่งกล่องมาวางบนโต๊ะอาหาร หลังจากรับประทานอาหารเช้าเสร็จเรียบร้อยแล้ว หุ่นยนต์ PR2 จะต้องวางสิ่งของที่ล้างทำความสะอาดได้ลงในเครื่องล้างจาน ใส่กล่องซีเรียลกลับเข้าไปในตำแหน่งที่จัดเก็บเดิม โยนกล่องนมลงในถังขยะ วัตถุที่อยู่บนโต๊ะจะมีรูปร่างและลักษณะแตกต่างกันไป และหุ่นยนต์จะได้รับคำอธิบายเชิงสัญลักษณ์ของตำแหน่งของวัตถุเท่านั้น (เช่น ในตู้เย็น บนเคาน์เตอร์ เป็นต้น) นี่เป็นสถานการณ์ที่เหมือนจริงมาก แต่ก็ท้าทายมากด้วย ซึ่งอาจอธิบายได้ว่าทำไมจึงใช้เวลามาก น่าเศร้าที่หุ่นยนต์ PR2 ใช้เวลาในการจัดการทั้งหมด 90 นาทีจึงจะเสร็จสมบูรณ์
หุ่นยนต์รุ่น PR2 นั้นที่ยังคงมีการศึกษาและทำการวิจัยเกี่ยวกับการทำงานของหุ่นยนต์รุ่นนี้อย่างต่อเนื่อง และงานวิจัยนี้มีความน่าเชื่อถืออย่างแน่นอน ข้อเท็จจริงที่ว่าโร บอ ท ทุกตัวทำงานได้ดีเช่นกัน ไม่ว่าจะเป็นการรับรู้ การวางแผนการเคลื่อนไหว การจับใจความ การวางกลยุทธ์ในระดับสูง ล้วนเป็นสิ่งที่น่าประทับใจอย่างไม่น่าเชื่อ จำไว้ว่านี่คือ 90 นาทีของการทำงานอย่างอิสระเต็มรูปแบบ ซึ่งค่อนข้างมีความซับซ้อนในสภาพแวดล้อมที่มีเพียงกึ่งโครงสร้างมากกว่า ความจริงแล้ว กว่า 5 การทดลอง หุ่นยนต์ประสบความสำเร็จในการจัดโต๊ะอาหารทั้ง 5 ครั้ง แต่การจัดการนั้นไม่ได้ไร้ที่ติ และหุ่นยนต์ PR2 มีปัญหาเฉพาะในการจับวัตถุที่ยุ่งยาก เช่น ช้อน แต่เฟรมเวิร์กที่นักวิจัยพัฒนาขึ้นนั้นสามารถแก้ไขความล้มเหลวทุกครั้งได้สำเร็จ ด้วยการปรับแต่งพารามิเตอร์และทดลองอีกครั้ง แม้ว่าจะมีความล้มเหลวมาก แต่ก็ยังสามารถแก้ไขได้อีกมาก ทำให้การทดลองนี้มีประโยชน์มากกว่าการไม่ล้มเหลวเลย (ถ้าหากคิดในระยะยาว)
งานทำความสะอาดยากขึ้นสำหรับหุ่นยนต์ PR2 และประสบกับความล้มเหลวที่ไม่สามารถแก้ไขได้ระหว่างการทดลอง 2 ใน 5 ครั้ง งานวิจัยได้อธิบายถึงสิ่งที่เกิดขึ้นนี้ว่า:
“การทำความสะอาดโต๊ะทำได้ยากกว่าการจัดโต๊ะอาหาร เนื่องจากการใช้เครื่องล้างจานและการจับวัตถุที่อยู่ด้านข้างโต๊ะทำได้ยาก การทดลอง 2 ใน 5 ครั้ง เราพบความล้มเหลวที่ไม่สามารถแก้ไขได้ การทดลองครั้งที่ 1 เนื่องจากวิถีโคจรไม่เสถียรและหุ่นยนต์ไม่สามารถติดตามวัตถุได้อย่างสมบูรณ์ นิ้วของหุ่นยนต์จึงลงเอยด้วยการผลักกล่องนมออกไปในระหว่างการจับ ซึ่งส่งผลให้โรบอทจับได้ไม่มั่นคงมาก เป็นผลให้กล่องนมตกลงไปที่พื้นในขั้นตอนการเคลื่อนย้ายวัตถุ แม้ว่าในระหว่างการจัดโต๊ะอาหาร หุ่นยนต์สามารถหยิบถ้วยที่ล้มลงและนำถ้วยไปที่โต๊ะได้สำเร็จ แต่การหยิบกล่องนมขึ้นมาจากพื้นนั้นเป็นไปไม่ได้สำหรับหุ่นยนต์ PR2
ความล้มเหลวอื่น ๆ ที่ไม่สามารถแก้ไขได้คือ ตะแกรงของเครื่องล้างจานติดอยู่ในนิ้วของ PR2 ความล้มเหลวที่สำคัญอีกประการหนึ่งเกิดขึ้นเมื่อวางกล่องซีเรียลลงในลิ้นชักแนวตั้ง ซึ่งเป็นเรื่องยาก เพราะหุ่นยนต์ต้องไปถึงที่สูงมากและเข้าใกล้ขีดจำกัดของข้อต่อ เมื่อกริปเปอร์เปิดออก กล่องก็ตกลงไปด้านข้างของชั้นวาง ส่งผลให้กล่องถูกกระแทกเมื่อปิดลิ้นชัก”
แม้ว่าเราจะเน้นไปที่ความล้มเหลวที่เกิดขึ้นเพียงเล็กน้อย แต่นั่นก็เป็นเพียงการแสดงตัวอย่างของงานวิจัยที่มีความท้าทายอย่างยิ่งของหุ่นยนต์ การศึกษาต้องการเน้นว่า แม้ว่าหุ่นยนต์ PR2 จะไม่ประสบความสำเร็จได้ตลอดเวลา แต่ประสิทธิภาพในการทำงานอัตโนมัติเต็มรูปแบบในช่วง 90 นาทียังคงน่าประทับใจมาก และนักวิจัยหลายคนต่างมุ่งมั่นที่จะทำการทดลองเช่นนี้ โดยนำหุ่นยนต์ของพวกเขาไปใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ใช้งานได้จริง ที่ทำงานจริง เรามักจะเห็นการวิจัยที่เพิ่มขึ้นจำนวนมากที่มุ่งไปในทิศทางทั่วไปนี้ แต่จะต้องใช้เวลามากขึ้นเพื่อให้หุ่นยนต์มีประโยชน์ในโลกแห่งความเป็นจริงมากพอที่จะจัดการกับงานง่าย ๆ บางอย่างได้อย่างน่าเหลือเชื่อ
หุ่นยนต์ไม่ได้มีประโยชน์ในด้านอุตสาหกรรมเพียงอย่างเดียวเท่านั้น แต่เทคโนโลยีโรบอทนี้กำลังแทรกซึมเข้ามาในทุกอุตสาหกรรมและการใช้ชีวิตของมนุษย์ทุกคน ซึ่งคอยเข้ามาช่วยอำนวยความสะดวกให้กับการทำงานที่ง่ายขึ้น ลดภาระงานต่าง ๆ ได้ การพัฒนายังคงไปได้ไม่มีที่สิ้นสุด สำหรับหุ่นยนต์ทำความสะอาดบ้าน ก็ต้องมีการพัฒนากันต่อไป เพื่อให้สามารถทำงานและแบ่งเบาภาระของที่บ้านได้มากขึ้น เริ่มต้นที่การจัดโต๊ะอาหารเช้าแบบง่าย ๆ หลังจากนั้นก็อาจพัฒนามากขึ้นไปอีก ในอนาคตเราอาจได้เห็นหุ่นยนต์แม่บ้านที่ทำหน้าที่ในบ้านได้สมบูรณ์แบบ
credit : http://www.atimedesign.com/webdesign/robot-pr2/