- ที่มาของงานวิจัย (Pain Point):
ด้วยแนวโน้มการพัฒนาเทคโนโลยีดิจิทัล หุ่นยนต์ และปัญญาประดิษฐ์ที่เติบโตขึ้นอย่างรวดเร็ว สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) ได้เล็งเห็นความจำเป็นในการนำหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน (Cobot) มาใช้ในกระบวนการทดลองทางวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะในสถานีทดลองที่ต้องเปลี่ยนตัวอย่างบ่อยครั้ง เพื่อเพิ่มความแม่นยำ ความรวดเร็ว ลดข้อผิดพลาดจากการทำงานของมนุษย์ และเพิ่มประสิทธิภาพของการใช้แสงซินโครตรอนให้เกิดประโยชน์สูงสุด
หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน (Cobot) ในโครงการ
- การดำเนินงานวิจัย:
โครงการได้พัฒนาระบบควบคุมหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน (Cobot) โดยผสานเทคโนโลยีหุ่นยนต์เข้ากับระบบปัญญาประดิษฐ์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเปลี่ยนตัวอย่างในระบบของสถานีทดลอง โดยระบบนี้ทำงานภายใต้สถาปัตยกรรมของระบบปฏิบัติการหุ่นยนต์ (ROS) ซึ่งควบคุมการทำงานแบบเรียลไทม์ และจะขยายการเชื่อมต่อเข้ากับระบบควบคุมมาตรฐานระดับโลกอย่าง EPICS (Experimental Physics and Industrial Control System) ในส่วนของ เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ ระบบได้ถูกออกแบบให้สามารถใช้กล้องและเซนเซอร์ร่วมกับอัลกอริธึม Machine Learning และ Deep Learning เช่น
การตรวจจับวัตถุ (Object Detection): เพื่อระบุตำแหน่งของหลอดตัวอย่างบนถาดหรือตำแหน่งการเปลี่ยน
การแยกรูปร่างและประเภทของตัวอย่าง (Shape and Classification): ใช้เพื่อแยกแยะลักษณะของตัวอย่าง เช่น ขนาด ความยาว เพื่อป้องกันการเปลี่ยนผิดประเภทหรือผิดตำแหน่ง
การวิเคราะห์สี (Color Recognition): ช่วยตรวจสอบความถูกต้องของตัวอย่างในบางกรณีที่มีการระบุชนิดหรือสถานะด้วยสีของภาชนะ
ตัวอย่างการแยกแยะรูปร่างและสีของวัตถุ และการระบุตำแหน่ง
ระบบยังถูกออกแบบให้สามารถรับและประมวลผลสัญญาณจากระบบการวัดของสถานีทดลอง เช่น เทคนิค XTM XAS เป็นต้น เพื่อการซิงโครไนซ์กับเวลาการเปลี่ยนตัวอย่างได้อย่างแม่นยำและปลอดภัย หรือขยายผลสู่การควบคุมอุปกรณ์อื่น ๆ ในสถานีทดลอง เช่น มอเตอร์ ปั๊ม หรือกล้องความละเอียดสูง และสามารถนำไปปรับใช้กับสถานีทดลองอื่นในระบบเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนเครื่องที่สองของประเทศ (SPS-II) ในอนาคต
- บทสรุป:
โครงการนี้เป็นก้าวสำคัญของการประยุกต์ใช้ระบบอัตโนมัติและ AI ในการเพิ่มประสิทธิภาพของการวิเคราะห์ตัวอย่างด้วยแสงซินโครตรอน ซึ่งมีข้อจำกัดด้านเวลาและความซับซ้อนของกระบวนการ โดยระบบที่พัฒนาขึ้นสามารถลดเวลาในการเปลี่ยนตัวอย่างได้อย่างมาก เพิ่มจำนวนรอบการวัด และลดความผิดพลาดจากการทำงานของมนุษย์ ทั้งยังสามารถประยุกต์ใช้ควบคุมอุปกรณ์อื่นในสถานีทดลองได้อีกด้วย การพัฒนานี้ไม่เพียงช่วยยกระดับมาตรฐานของห้องปฏิบัติการวิจัยในประเทศให้เทียบเท่าสากล แต่ยังส่งเสริมการสร้างองค์ความรู้ด้านหุ่นยนต์และ AI ของไทย สร้างบุคลากรที่มีทักษะด้านเทคโนโลยีขั้นสูง ซึ่งสามารถนำไปต่อยอดในอุตสาหกรรมการผลิตขั้นสูง การแพทย์ แม่นยำ และระบบอัตโนมัติในอนาคต
ในภาพรวม โครงการนี้ช่วยผลักดันประเทศสู่การลดการพึ่งพาเทคโนโลยีจากต่างประเทศ ส่งเสริมเศรษฐกิจฐานความรู้ เพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันของภาควิจัยและภาคอุตสาหกรรมของไทย อีกทั้งยังสอดคล้องกับนโยบายการพัฒนาอุตสาหกรรมแห่งอนาคต (New S-Curve) และยุทธศาสตร์ประเทศไทย 4.0 อย่างเป็นรูปธรรม
บทความโดย
ดร.เริงรุจ รุจนะไกรกานต์ วิศวกรวิจัย สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน)