สื่อการเรียนรู้หุ่นยนต์แมงมุมโดยใช้เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (Hiwonder SpiderPi : AI Intelligent Visual Hexapod Robot) และบอร์ดประมวลผล Raspberry Pi 4B หน่วยความจำแรม 4GB สามารถควบคุมการทำงานได้หลายรูปแบบ เป็นพื้นฐานสำหรับการเรียนรู้และพัฒนาทางด้านเทตโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ โดยจะมีโปรแกรมประกอบสำหรับพัฒนาตัวหุ่นยนต์ต่างๆ พร้อมตัวอย่างเพื่อให้ผู้เรียนเข้าใจและสามารถต่อยอดการเรียนรู้ในได้เร็วยิ่งขึ้น และสำหรับสื่อการเรียนรู้หุ่นยนต์แมงมุมนี้จะเหมาะสำหรับนักศึกษาในระดับอุดมศึกษาและอาชีวศึกษาโดยเฉพาะสาขาอิเล็กทรอนิกส์, คอมพิวเตอร์,ไฟฟ้ากำลังและแมคคาทรอนิกส์ เป็นต้น
องค์ประกอบภายในต่างๆ ของตัวหุ่นยนต์แมลมุม
องค์ประกอบส่วนต่างๆ ของตัวหุ่นยนต์
สำหรับองค์ประกอบที่สำคัญของตัวหุ่นยนต์นั้นจะมีด้วยกัน 8 ส่วนคือ จากซ้ายมือล่าง ส่วนแรกจะเป็นอุปกรณ์วัดระยะทางด้วยอัลตร้าโซนิกส์เพื่อตรวจจับสิ่งกีดขวางด้านหน้าและไม่ให้ตัวหุ่นยนต์ชนกับสิ่งกีดขวาง ส่วนที่สองเป็นกล้องจับภาพเพื่อนำมาประมวลผลในรูปแบบของปัญญาประดิษฐ์และควบคุมการทำงานตัวหุ่นยนต์ ส่วนที่สามเป็นแบตเตอรี่แบบลิเทียมขนาด 11.1V สำหรับเป็นไฟเลี้ยงตัวหุ่นยนต์ ส่วนที่สี่จอแสดงผลค่าแรงดันของตัวแบตเตอรี่ เพื่อให้ผู้ใช้งานทราบกำลังไฟฟ้าที่ยังคงอยู่ ส่วนที่ห้าเป็นเซนเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวของตัวหุ่นยนต์ ส่วนที่หกบอร์ดประมวลผล (Raspberry pi4B 4GB) สำหรับประมวลผลและควบคุมการทำงานของตัวหุ่นยนต์ทั้งหมด ส่วนที่เจ็ดเป็นเซอร์โวมอเตอร์โดยจะเป็นแบบใช้แรงดันไฟเลี้ยงสูง (High Voltage bus servo) รวมทั้งแบบทั่วไปที่ตำแหน่งหัว (สำหรับปรับการเคลื่อนที่ของตัวกล้อง) และส่วนสุดท้ายที่แปดเป็นชิ้นส่วนอลูมิเนียม (Aluminum Alloy bracket) สำหรับโครงสร้างตัวหุ่นยนต์ทั้งหมด
ลักษณะโปรแกรมสำหรับพัฒนาตัวหุ่นยนต์แมงมุม
โปรแกรมสำหรับพัฒนาตัวหุ่นยนต์แมงมุม
โปรแกรมสำหรับพัฒนาร่วมกับตัวหุ่นยนต์นั้น (แสดงในรูปข้างบน) จะออกแบบให้มีรูปร่างคล้ายกับโครงสร้างของตัวหุ่นยนต์ ทั้งนี้เพื่อให้เข้าใจและควบคุมตำแหน่งต่างๆ ได้ง่าย โดยจะมีทั้งการควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ได้ในแต่ละส่วน, การเขียนโปรแกรมควบคุม, การจำลองการทำงาน, การปรับแต่งค่าความผิดพลาดของเซอร์โวมอเตอร์ให้ทำงานได้ถูกต้อง รวมทั้งการดาวน์โหลดโปรแกรมเข้ามาประยุกต์การใช้งานต่างๆ เป็นต้น
เซอร์โวมอเตอร์เทคโนโลยีใหม่ให้ความแม่นยำของการเคลื่อนที่
เซอร์โวมอเตอร์เทคโนโลยีใหม่
ตัวหุ่นยนต์แมงมุมจะมีอุปกรณ์ที่สำคัญสำหรับการเคลื่อนที่คือ เซอร์โวมอเตอร์โดยในตัวหุ่นยนต์นี้จะใช้รุ่น LX-224HV ที่มีความโดดเด่นในเรื่องของความแม่นยำของตำแหน่งที่ 0.3 องศา, มีวงจรป้องกันอุณหภูมิเกินภายใน,ใช้แรงดันไฟฟ้าขับมอเตอร์ที่ 11.1V, ใช้สายไฟเพียง 3 เส้นสำหรับเป็นไฟเลี้ยง การสื่อสารและเชื่อมต่อระหว่างเซอรโวมอเตอร์ตัวอื่น, เฟืองภายในมอเตอร์เป็นโลหะทองเหลือง รวมทั้งสามารถอ่านค่ากลับได้ (Parameter feedback) เช่น ค่าแรงดันไฟฟ้า ค่าอุณหภูมิและตำแหน่งของการเคลื่อนที่
การเรียนรู้เกี่ยวกับปัญญาประดิษฐ์สำหรับตัวหุ่นยนต์
การเรียนรู้เกี่ยวกับปัญญาประดิษฐ์สำหรับตัวหุ่นยนต์
ตัวหุ่นยนต์แมงมุมสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับปัญญาประดิษฐ์ได้ถึง 4 เรื่องใหญ่คือ การรู้จำสีที่ต้องการรับคำสั่ง การติดตามสีที่ระบุ การรู้จำป้ายสลากต่างๆ และการรู้จำใบหน้าบุคคล ซึ่งสื่อการเรียนรู้ที่มาพร้อมตัวหุ่นยนต์จะประกอบด้วย คู่มือการใช้งาน โปรแกรมพัฒนาตัวหุ่นยนต์ วิดีโอแนะนำการทดลองใช้งานต่างๆ รวมทั้งบทเรียนประกอบการเรียนรู้ระดับเบื้องต้นและการประยุกต์ใช้งาน
การเคลื่อนไหวของตัวหุ่นยนต์ (Kinematic algorithms)
การเคลื่อนไหวของตัวหุ่นยนต์
ตัวหุ่นยนต์แมงมุมสามารถยืดหรือย่อตัวเองได้ (Kinematic algorithms) ซึ่งจะทำให้ตัวหุ่นยนต์ยืดได้สูงขึ้นและสามารถปรับตัวเองให้ต่ำลง ด้วยการควบคุมการหมุนตัวของตัวเซอร์โวมอเตอร์และสามารถเรียนรู้วิธีการเคลื่อนไหวของตัวหุ่นยนต์ในระดับที่สูงขึ้น ทั้งนี้การปรับเปลี่ยนการเคลื่อนไหวของตัวหุ่นยนต์จะมีได้หลายรูปแบบ ซึ่งเป็นเอกลักษณ์ของตัวหุ่นยนต์แมงมุมนั้นเอง
ตัวอย่างการให้หุ่นยนต์แมงมุมเคลื่อนที่ตามเส้น
การให้หุ่นยนต์แมงมุมเคลื่อนที่ตามเส้น
การทดลองตัวหุ่นยนต์สามารถทำได้หลายรูปแบบ โดยในรูปข้างบนจะเป็นการทดลองให้ตัวหุ่นยนต์เดินตามเส้น ด้วยการใช้กล้องในการตรวจจับเส้น จากนั้นตัวหุ่นยนต์จะใช้การประมวลผลด้วยปัญญาประดิษฐ์ (AI) โดยตัวหุ่นยนต์จะสามารถควบคุมการเดินตามเส้นได้อย่างถูกต้อง
ตัวอย่างการให้หุ่นยนต์แมงมุมเคลื่อนที่หลบหลีกสิ่งกีดขวาง
การให้หุ่นยนต์แมงมุมเคลื่อนที่หลบหลีกสิ่งกีดขวาง
สำหรับการเคลื่อนที่ของตัวหุ่นยนต์แมงมุมนั้นอีกตัวอย่างหนึ่งคือ การหลบหลีกสิ่งกีดขวางด้วยการใช้เซนเซอร์อัลตร้าโซนิกส์แบบ RGB ร่วมกับการประมวลผลด้วยปัญญาประดิษฐ์ และสามารถปรับตั้งค่าระยะการหลบหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง รวมทั้งสีเรืองแสงในแอพพลิเคชั่นบนโทรศัพท์มือถือ
ตัวอย่างการค้ดแยกสิ่งของและนำไปจัดวางแบบอัจฉริยะ
การค้ดแยกสิ่งของและจัดวางตำแหน่งแบบอัจฉริยะ
ตัวอย่างการทดลองหุ่นยนต์อีกรูปแบบหนึ่งด้วยการคัดแยกสิ่งของและนำไปจัดวางตามที่กำหนด ด้วยการประมวลผลด้วยปัญญาประดิษฐ์ โดยเมื่อตัวตัวหุ่นยนต์ได้รับคำสั่งก็จะสามารถตรวจจับและรับรู้สิ่งของที่จะทำการขนส่ง จากนั้นจะนำสิ่งของดังกล่าวไปวางยังตำแหน่งที่ต้องการโดยการประมวลผลการทำงานด้วยตัวเอง
หุ่นยนต์แมงมุมสามารถควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นและคอมพิวเตอร์
การควบคุมหุ่นยนต์แมงมุมด้วยแอพพลิเคชั่นและคอมพิวเตอร์
การควบคุมตัวหุ่นยนต์แมงมุมจะใช้การเชื่อมต่อผ่านไวไฟ (WiFi) ซึ่งสามารถใช้แอพพลิเคชั่น (APP) หรือคอมพิวเตอร์ทั่วไป (PC) สำหรับควบคุม และใช้โปรแกรมชื่อ SpiderPi ในการควบคุมซึ่งจะเป็นการลากแถบเลื่อนต่างๆ ในแอพพลิเคชั่น โดยลักษณะของเชื่อมต่อจะผ่านไวไฟที่ชื่อ “WonderPi” โดยจะทำงานในโหมดของ LAN แทนการค้นหา IP ในเราเตอร์ และรับการตั้งค่า MAC พร้อมรับ IP เพื่อเลือกการเชื่อมต่อรวมทั้งควบคุมการทำงานแบบไร้สายระยะไกลได้ทันที
อุปกรณ์ชุดทดลองหุ่นยนต์แมงมุมแบ่งตามระดับการเรียนรู้
ในชุดทดลองหุ่นยนต์แมงมุมนี้ แบ่งตามระดับการเรียนรู้ของผู้เรียนออกเป็น 2 ระดับ คือ ชุดทดลองการเรียนในระดับมาตราฐานทั่วไป (SpiderPi Standard Kit) ซึ่งครอบคุมการเรียนรู้เกี่ยวกับปัญญาประดิษฐ์ที่จำเป็น และในระดับสูงขึ้น (Standard & Advanced Kit) จะมีอุปกรณ์สำหรับเรียนรู้เพิ่มเติม เพื่อให้ผู้เรียนใช้งานในรูปแบบต่างๆ และสามารถนำไปประยุกต์ในการทดลองเกี่ยวกับปัญญาประดิษฐ์เพิ่มขึ้น ทั้งนี้ผู้เรียนที่สนใจชุดหุ่นยนต์แมงมุมจะต้องมีความรู้พื้นฐานเบื้องต้นในเรื่องของระบบและกลไกลการทำงาน (Mechanical), อิเล็กทรอนิกส์ (Electronics) และการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ (Computer programming) เป็นต้น
ติดต่อสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่
บริษัท ซีเอ็ดยูเคชั่น จำกัด (มหาชน) 1858/87-90 ถนนเทพรัตน แขวงบางนาใต้
เขตบางนา กรุงเทพมหานคร 10260
โทรศัพท์ 0 2826 8154 อีเมล์ stem@se-ed.com