Micro Air Vehicle (ตอนที่ 3)

เรื่องของอากาศยานจิ๋ว หรือ MAV (Micro Air Vehicle) เริ่มกลายมาเป็นกระแสที่มาแรง และเป็น Talk of the Town ที่ดังขึ้นเรือยๆ นะครับ จะว่าไป MAV ก็คือ UAV ขนาดเล็กนั่นเอง (Unmanned Aerial Vehicle) ซึ่งเมื่อก่อนในวงการวิชาการมีการศึกษาวิจัยในเรื่อง UAV กันน้อยมากๆ เนื่องจากต้องใช้งบประมาณสูงมาก ทำให้สามารถลงทุนวิจัยได้เฉพาะหน่วยงานรัฐขนาดใหญ่ โดยเฉพาะกระทรวงกลาโหมของประเทศสหรัฐอเมริกา และอิสราเอล แต่ในปัจจุบัน UAV ขนาดเล็กเริ่มได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ การย่อส่วนของ UAV ให้เล็กลงนี้ กลับทำให้เกิดการขยายขอบเขตการนำไปประยุกต์ใช้ ออกไปอย่างกว้างขวาง จนใน 2-3 ปีมานี้ มีนักวิจัยเข้ามาพัฒนาเทคโนโลยีนี้กันมากมายเลยครับ จนสามารถสร้างประชาคมวิจัยขนาดใหญ่ขึ้นมา ซึ่งปัจจุบันมีการประชุมวิชาการนานาชาติของตัวเองที่เรียกว่า The International Micro Air Vehicle Conference ซึ่งจัดมา 2 ครั้งแล้ว และในปีหน้าคือปี 2013 จะไปจัดกันที่ประเทศฝรั่งเศสที่เมืองตูลูส

น่าเสียดาย ... ที่บ้านเรายังให้ความสนใจในเรื่องนี้ค่อนข้างน้อย ทั้งๆ ที่เทคโนโลยีนี้มีประโยชน์กับประเทศไทยอย่างมากมาย งานประยุกต์ของ MAV กว้างขวางมากครับ เช่น เราสามารถนำมันมาใช้ทางด้านการเกษตร เช่น ติดเซ็นเซอร์ให้มันบินขึ้นไปเก็บข้อมูลต่างๆ ของไร่นา เก็บข้อมูลและทำแผนที่ผลผลิต การตรวจหาสิ่งผิดปกติในไร่นา ทางด้านสวัสดิภาพและความมั่นคง เราสามารถใช้ติดตาม ความเคลื่อนไหวของผู้ต้องสงสัย การต่อต้านการก่อการร้าย ตรวจเส้นทางยาเสพติด การปกป้องพื้นที่ป่าไม้ การติดตามสถานการณ์ภัยพิบัติ น้ำท่วม แผ่นดินไหว ไฟไหม้ป่า ในด้านการบันเทิงและท่องเที่ยว ก็สามารถใช้ MAV บินขึ้นไปถ่ายทำคลิปวีดิโอเพื่อถ่ายภาพมุมกว้างจากด้านบน ซึ่งถ้าเป็นสมัยก่อนต้นทุนจะค่อนข้างสูงมาก แต่อีกไม่นาน ใครๆ ก็จะสามารถทำได้ครับ

ในขณะที่นักเทคโนโลยีบ้านเรายังคงหลับไหลอยู่นั้น ใกล้ๆ บ้านเราที่ประเทศอินเดียมีการพัฒนาเรื่องนี้ไปค่อนข้างไกลเลยครับ  โดยเมื่อต้นปี 2012 นักวิจัยอินเดียได้ทำการสาธิตการบิน MAV ซึ่งมีน้ำหนักประมาณ 300 - 500 กรัม โดยระบบ autopilot อย่างสมบูรณ์แบบ โดยสามารถโปรแกรมการบินไปยังพิกัดต่างๆ ได้ล่วงหน้า หรือสามารถควบคุมจากระยะไกลได้ หากต้องการเปลี่ยนพิกัดในขณะทำการบิน ซึ่งเบื้องต้น มีระยะควบคุม 10 กิโลเมตร และทำการบินที่ระดับความสูง 1 กิโลเมตร ความสำเร็จของโครงการดังกล่าวเกิดจากการสนับสนุนของรัฐบาล ให้หน่วยงานวิจัยและมหาวิทยาลัยต่างๆ ทำงานร่วมกับบริษัทเอกชนของอินเดียหลายแห่ง เช่น Idea Forge, Mumbai, Aurora Integrated Systems และ Seagul Technologies Bangalore จะเห็นว่าอินเดียนั้นกำลังขมักเขม้นพัฒนาเทคโนโลยีของตัวเอง และในอนาคตเราอาจจะได้เห็นอินเดียผงาดในเวทีนวัตกรรมระดับโลก

ที่น่าสนใจก็คือ ในปีหน้า (ค.ศ. 2013) อินเดียจะจัดการแข่งขัน MAV ระดับชาติขึ้นมา เพื่อเป็นการกระตุ้นความสนใจในเรื่องของ MAV แก่เยาวชนและนักวิจัยพัฒนาเทคโนโลยี นับเป็นกลุ่มที่ 3 ของโลก รองจากประเทศสหรัฐอเมริกา และสหภาพยุโรป ที่มีความตื่นตัวในเรื่อง MAV อย่างจริงจังเลยครับ

Micro Air Vehicle (ตอนที่ 2)

(Picture from jacobhi.blogspot.com)

ความสนใจในเรื่องของ MAV ในระยะ 2-3 ปีที่ผ่านมานี้ จะเรียกว่าพุ่งเป็นพลุแตกก็ว่าได้ครับ เพราะเริ่มมีการทำวิจัยกันมากขึ้น มีการส่งเสริมเงินทุนมากขึ้นโดยเฉพาะจากกองทัพสหรัฐฯ จนกระทั่งตอนนี้มีการประชุมวิชาการนานาชาติด้าน MAV กันเลย รวมทั้งยังมีวารสารวิชาการของตัวเองชือ International Journal of Micro Air Vehicle เป็นเวทีสำหรับเผยแพร่ผลงานวิจัยทางด้าน MAV โดยมีบรรณาธิการมาจาก กองทัพอากาศสหรัฐฯ กันเลยทีเดียวครับ

วันนี้ผมจะพาไปรู้จักกับโครงการวิจัยเกี่ยวกับ MAV ที่บินช่วยกันทำงานกันเป็นฝูงครับ โครงการนี้มีชื่อเรียกว่า SMAVNET (Swarming Micro Air Vehicle Network) ซึ่งดำเนินการโดยห้องปฎิบัติการระบบอัจฉริยะ ณ สถาบันโพลีเทคนิคแห่งโลซาน ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ โดยโครงการนี้มีเป้าหมายที่จะพัฒนาอากาศยานจิ๋วที่ทำงานร่วมกันเป็นทีม เพื่อสร้างเครือข่ายสื่อสารไร้สายขึ้นมาในสถานการณ์ที่เกิดวิบัติภัยขึ้น จนทำให้โครงสร้างพื้นฐานด้านการสื่อสารบนพื้นดินเสียหายอย่างใช้การไม่ได้ ฝูง MAV นี้ก็จะถูกปล่อยขึ้นไปบนฟ้า เพื่อทำตัวเป็นโครงข่ายสื่อสาร ที่สามารถส่งต่อสัญญาณเป็นทอดๆ ได้ โดยอาศัยความได้เปรียบที่มันลอยอยู่บนฟ้า ทำให้ไม่มีสิ่งกีดขวางในการส่งสัญญาณวิทยุ

เจ้า MAV ที่พวกเขาพัฒนาขึ้นนี้ มีน้ำหนักเพียง 420 กรัม และมีความยาวชองช่วงปีกเพียง 80 เซ็นติเมตรเท่านั้น ซึ่งทำมาจากพลาสติกชนิดพอลีพอไพริน ระบบขับเคลื่อนเป็นใบพัดติดอยู่หลังลำตัว และควบคุมการบินด้วยแผงปีกเพียง 2 อัน ทำให้ง่ายในการควบคุม พลังงานได้มาจากแบตเตอรีแบบลิเธียมพอลิเมอร์ ซึ่งเพียงพอสำหรับการบิน 30 นาทีต่อครั้ง ซึ่งในความคิดของผมนั้นถือว่ายังน้อยเกินไปสำหรับการใช้ประโยชน์ตามวัตถุประสงค์ที่กล่าวมาข้างต้น (อย่างน้อยก็น่าจะสัก 1-2 ชั่วโมงครับ) ฝูง MAV ที่ทดลองในโครงการนี้มีจำนวนทั้งหมด 10 ตัว โดยนักวิจัยได้ปล่อยฝูงบินนี้ขึ้นฟ้า แล้วปล่อยให้พวกมันเรียนรู้ที่จะบินเกาะกันเป็นฝูง โดยสร้างเครือข่ายไร้สายขึ้นบนท้องฟ้า ซึ่งซอฟต์แวร์ปัญญาประดิษฐ์ที่ติดตั้งใน MAV แต่ละตัว จะทำให้มันเรียนรู้ที่จำทำงานประสานกัน พวกมันจะคุยกัน บอกกันและกันว่า ใครจะบินจากจุดไหนไปจุดไหน และตัวที่เหลือจะบินตามกันอย่างไร เหมือนนกที่บินกันเป็นฝูง

Micro Air Vehicle (ตอนที่ 4)

(Picture from http://www.kilowattrc.com/)

ตั้งแต่ต้นปี 2556 เป็นต้นมา หน่วยวิจัยของผมได้เริ่มทำการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีอากาศยานขนาดจิ๋ว (MAV หรือ Micro Air Vehicle) โดยหวังจะนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้งานทางด้านการเกษตร การตรวจวัดสิ่งแวดล้อม รวมไปถึงงานตรวจเฝ้าระวังภัยคุกคาม จะว่าไป ... ระดับของเทคโนโลยี MAV ในโลกก็พัฒนาไปค่อนข้างมากแล้ว ถ้าเรามัวแต่ไปพัฒนาเทคโนโลยีของเราเองก็ไม่มีทางทันฝรั่งแน่ หน่วยวิจัยของผมจึงเน้นการต่อยอดเทคโนโลยีของฝรั่ง โดยนำเทคโนโลยีของฝรั่งมาเพิ่มเติมเทคโนโลยีของเราเข้าไป เช่น การพัฒนาเซ็นเซอร์ตรวจวัด การใส่ไบโอเซ็นเซอร์ จมูกอิเล็กทรอนิกส์ เข้าไป การพัฒนาระบบควบคุม ระบบซอฟต์แวร์ และระบบอัจฉริยะ เข้าไป ซึ่งก็จะทำให้เราตามหลังฝรั่งในบางเรื่อง แต่ก็เท่าทันหรือก้าวล้ำฝรั่งในบางเรื่องได้ เพราะในเรื่องของ MAV นี้ ต่อไปอีกไม่นาน มันจะเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญของโลก เรียกว่า ประเทศไหนไม่มีใช้ ประเทศนั้นจะกลายเป็นประเทศล้าหลังไปเลยหล่ะครับ

MAV เป็นเทคโนโลยีเปลี่ยนโลก มันจะทำให้ภูมิทัศน์ของอำนาจ เศรษฐกิจและสังคม เปลี่ยนไปได้พอๆ กับการค้นพบดินปืน และ เครื่องจักรไอน้ำเลยหล่ะครับ ทุกวันนี้ รอบๆ ตัวเราก็มีอากาศยานขนาดจิ๋วบินไป บินมา ไปทั่วอยู่แล้ว ทั้งนก แมลงต่างๆ ผึ้ง แมลงปอ ผีเสื้อ ยุง จะว่าไปแล้ว สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ก็ไม่ต่างจากหุ่นยนต์บินได้ (Flying Robots) หากแต่อากาศยานจิ๋วเหล่านี้ เราไม่สามารถควบคุมและนำมันมาใช้งานได้ ลองคิดดูสิครับ ว่าหากเราสามารถควบคุมอากาศยานจิ๋วเหล่านี้ให้ทำงานตามที่เราต้องการ หรือ เราสามารถสร้างอากาศยานจิ๋วเหล่านี้ขึ้นมาใช้งานเองได้ วิถีชีวิตของมนุษย์เราจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างแน่นอน ลองคิดดูว่าความเป็นส่วนตัวของเราจะหายไปหรือไม่ หากเราไม่สามารถแยกแมลงในธรรมชาติ ออกจากแมลงกล หรือ อากาศยานขนาดจิ๋วที่กำลังบินไปบินมา

ปัจจุบัน การพัฒนา Flying Robots ขนาดจิ๋วนั้น แบ่งออกเป็น 2 แนวทางครับคือ

(1) Bionic Insects คือการนำเอาแมลงในธรรมชาติมาดัดแปลง ด้วยการปลูกถ่ายวงจรอิเล็กทรอนิกส์ลงไปในตัวแมลง แล้วทำให้เราสามารถควบคุมแมลงนั้นให้ทำงานตามคำสั่ง ซึ่งสามารถทำสำเร็จกับแมลงหลายชนิดแล้ว เช่น ด้วง ผีเสื้อ แมลงสาบ เป็นต้น ข้อดีของแนวทางนี้คือ แมลงในธรรมชาติทำตัวเป็นหุ่นยนต์ตามคำสั่งของเราได้ โดยการดัดแปลงระบบประสาท ทำให้เราไม่ต้องไปพัฒนาระบบพลังงานของแมลง รวมทั้งระบบการบินที่มีความซับซ้อน เรียกว่าเป็นการหลอกแมลงในธรรมชาติมาใช้งาน แต่ปัญหาก็คือ แมลงเป็นสัตว์ที่มีอายุสั้น ทำให้อายุการใช้งานแมลงเหล่านี้มีความจำกัด นอกจากนั้น แมลงยังมีความอดทนต่ออุณหภูมิค่อนข้างน้อย โดยเฉพาะในอากาศเย็น มันจะมีความตื่นตัวน้อยลง ซึ่งทำให้การใช้งานในสภาพแวดล้อมแบบโหดร้ายทำได้ยาก ต่างจากหุ่นยนต์แมลงที่เป็นจักรกล 100 เปอร์เซ็นต์

(2) Micro/Nano Drones เป็นการสร้างหุ่นยนต์บินได้ (Flying Robots) หรือ อากาศยานจิ๋วขึ้นมา โดยอาจจะเลียนแบบธรรมชาติ (Biomimetics) เช่น รูปแบบการบิน หรือ ลักษณะปีกของแมลง แนวทางนี้มีข้อได้เปรียบในเรื่องของอายุการใช้งานที่เหนือแมลงในธรรมชาติ แต่ระดับของเทคโนโลยีในปัจจุบัน ถูกจำกัดด้วยความจุของแบตเตอรีที่ค่อนข้างน้อย ทำให้การปฏิบัติงานในแต่ละครั้งมีระยะเวลาไม่กี่นาที แต่เชื่อว่าในอนาคต ด้วยเทคโนโลยีของนาโนแบตเตอรีที่มีความก้าวหน้ามากขึ้น อากาศยานจิ๋วเหล่านี้จะมีเวลาในการบินนานขึ้นจนใช้งานได้จริง

จากการที่รัฐบาลของประธานาธิบดีโอบามา ได้ลงนามในกฎหมายที่จะมีการอนุญาตให้อากาศยานไร้นักบิน (Unmanned Aerial Vehicle หรือ UAV) หรือ drone สามารถใช้งานในสหรัฐอเมริกาได้นั้น ทำให้ตลาดของ drone ทั้งแบบที่เป็น UAV และ MAV จะเกิดการเติบโตขึ้นอย่างมหาศาล ปัจจุบันมีการออกใบอนุญาตให้หน่วยงานรัฐ 56 แห่ง หน่วยงานด้านยุติธรรม 22 แห่ง มหาวิทยาลัยอีก 24 แห่ง สามารถใช้งาน drone ได้บนน่านฟ้าสหรัฐฯ นี่ยังไม่นับรวมบริษัทเอกชน และ การใช้งานส่วนบุคคลที่จะเกิดขึ้นอีกมากมายมหาศาล รวมไปถึง nano drone ซึ่งจะมีขนาดที่เล็กกว่า MAV เข้าไปอีก ซึ่งไม่จำเป็นต้องขออนุญาต ทำให้เทคโนโลยีนี้มีมูลค่าตลาดอีกมากมายเหลือเกินครับ ... แน่นอนนี่ยังไม่นับรวมหุ่นยนต์แบบฝูง (Swarm Robots) อื่นๆ ที่ทำงานบนบก และ ในน้ำ ซึ่งจะทำให้สิ่งแวดล้อมรอบๆ ตัวเรา มีสภาพแวดล้อมแบบอัจฉริยะ (Ambient Intelligence) เต็มไปหมด

Micro Air Vehicle (ตอนที่ 1)

(Picture from http://www.hindustantimes.com/)

ในช่วง 2-3 ปีมานี้ ได้มีความก้าวหน้าของอากาศยานจิ๋วที่เรียกว่า Micro Air Vehicle หรือเรียกย่อๆ ว่า MAV (ผมขอใช้คำนี้เรียกเจ้าสิ่งนี้ ในบทความตอนต่อๆ ไปนะครับ) โดยตามนิยามแล้ว MAV ถือว่าเป็น UAV แบบหนึ่ง (Unmanned Aerial Vehicles) ซึ่งก็แน่นอนอยู่แล้วครับ เพราะคนจะขึ้นไปขับ MAV ได้ยังไง เพราะขนาดของ MAV นั้น โดยเฉลี่ยก็แค่ 15 เซ็นติเมตรหรือเล็กกว่านั้น โดยมีเป้าหมายจะให้มีขนาดเล็กลงไปเรื่อยๆ จนมีขนาดเท่าแมลง เทคโนโลยี MAV จึงถือเป็นคู่แข่งของเทคโนโลยีแมลงชีวกล (Bionic Insect) โดย MAV จะเป็นจักรกลที่มนุษย์สร้างขึ้นทั้งหมด ในขณะที่แมลงชีวกลนั้น เป็นแมลงกึ่งจักรกล ซึ่งยืมเทคโนโลยีธรรมชาติที่เป็นตัวแมลง มาใช้เป็นส่วนของการเคลื่อนที่ สถานภาพปัจจุบันของเทคโนโลยีทั้งสอง ถ้าเป็นในแง่ขนาด เทคโนโลยีแมลงชีวกลยังนำหน้าอยู่อย่างทิ้งห่างครับ แต่ถ้าในแง่ของการควบคุม (โปรแกรมการบินจากจุดหนึ่งไปจุดหนึ่ง หรือ โปรแกรมภารกิจให้ทำงาน) เทคโนโลยี MAV นำหน้าไปไกลโขเลยครับ อีกสัก 2-3 ปี เรามาดูกันครับว่า เมื่อต่างฝ่ายต่างต้องการเด่นทั้ง 2 ด้าน ... เทคโนโลยีใดจะเป็นผู้ชนะ

ตอนนี้ ถ้ามีน้องๆ กำลังจะไปเรียนต่อเมืองนอกมาถามผมว่า "เรียนอะไรดีครับ ที่มีอนาคต" ... นี่เลยครับ ไปเรียนเรื่อง MAV นี้เลยครับ มีอนาคตไกลเลย และก็สนุกด้วย

งานวิจัยทางด้าน MAV แบ่งออกได้เป็น 3 ประเภทครับ คือ

(1) MAV ปีกแข็ง เหมือนปีกเครื่องบิน ซึ่งจะทำให้มันสามารถร่อนได้เป็นระยะทางไกลๆ MAV ประเภทนี้จะใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมาก แต่ก็จะมีข้อเสียตรงที่มันไม่สามารถหยุดสังเกตการณ์นิ่งๆ หรือเลี้ยวในมุมแคบ หรือฉวัดเฉวียนในซอกเล็กซอกน้อยได้

(2) MAV ปีกขยับได้ เหมือนนกหรือแมลง หุ่นประเภทนี้มีข้อดีตรงที่ทำการผลิตโดยวิธีการทางไมโครอิเล็กทรอนิกส์ได้ดี การบังคับก็ทำได้ดี แต่ไม่ค่อยมีประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน

(3) MAV ปีกหมุน เหมือนปีกเฮลิคอปเตอร์ มีข้อดีที่สามารถหยุดนิ่งใน อากาศได้ เลี้ยวมุมแคบ ฉวัดเฉวียนในซอกมุมได้ดี แต่ใช้พลังงานมาก ทำให้ระยะเวลาในการปฏิบัติการสั้นกว่าหุ่นบินปีกนิ่ง

จะเห็นได้ว่า MAV มีข้อได้เปรียบแมลงชีวกล ก็ตรงที่มันมีรูปแบบการบินให้เลือกมากถึง 3 รูปแบบครับ ในขณะที่แมลงชีวกลมีรูปแบบการบินแค่แบบเดียวเท่านั้น คือแบบที่ (2) อย่างไรก็ตาม การสร้าง MAV ให้บินเลียนแบบแมลงได้ ก็ต้องมีความรู้ความเข้าใจในเรื่องการบินของนกและแมลงครับ  ระยะหลังๆ มานี้เราจึงเห็นวิศวกรรมเครื่องกลเข้ามาร่วมมือกับนักชีววิทยาด้านสัตว์ปีกและแมลง กันมากขึ้น

วันหลังมาคุยเรื่องนี้กันต่อครับ ....

Spy Technology for Farming (ตอนที่ 5)

เมื่อสัปดาห์ก่อนผมได้ทยอยสั่งซื้อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เพื่อมาประกอบเป็นอากาศยานจิ๋ว (Micro Air Vehicle หรือ MAV) ซึ่งจริงๆ ก็คืออากาศยานไร้คนขับ (Unmanned Aerial Vehicle หรือ UAV หรือเรียกกันทั่วไปว่า drone) แบบหนึ่งนั่นเอง เพียงแต่มันมีขนาดที่เล็กลงไปมากๆ ในปีที่ผ่านมากระแสในเรื่องของ drone นี่ถือว่าจุดพลุกันดังระเบิดเถิดเถิง ถือเป็นปีแห่งการเริ่มต้นกิจกรรม drone ในภาคพลเรือนอย่างแท้จริง เกิดธุรกิจที่ขาย drone สำหรับพลเรือนอย่างเป็นจริงเป็นจัง สามารถสั่งซื้อได้ทางออนไลน์ อย่างของผมที่สั่งไปนี่ สั่งจากประเทศสหรัฐอเมริกาคืนวันอาทิตย์ ตอนบ่ายวันพฤหัสบดีของก็มาลงที่สนามบินสุวรรณภูมิแล้ว พอเช้าวันศุกร์ บริษัท FedEx ก็นัดขอเอาของเข้ามาส่งเลย เด็กๆ ในแล็ปดีใจกันใหญ่ เอาของออกมาประกอบแล้วเอาออกไปลองบินเล่นที่สนามหญ้าของคณะวิทยาศาสตร์ในอีกวันต่อมา ตอนนี้ก็อยู่ในระหว่างสั่งชิ้นส่วนอื่นๆ เพิ่มเติม พร้อมทั้งเขียนซอฟต์แวร์ควบคุมการบิน และการปฏิบัติภารกิจต่างๆ เช่น การเก็บภาพ การเก็บข้อมูลต่างๆ จากนั้นก็จะสามารถนำไปใช้ทดลองปฏิบัติงานที่ไร่ได้ โดยทางทีมวิจัยจะมีการดัดแปลงตัว drone รวมทั้งการพัฒนาเซ็นเซอร์ต่างๆ ติดตั้งเข้าไปที่ตัว drone นี้ เพื่อให้เหมาะกับการปฏิบัติภารกิจทางด้านการเกษตร

สมาคมระบบอากาศยานไร้คนขับนานาชาติ (Association for Unmanned Vehicle Systems International หรือ AUVSI) คาดหมายว่าตลาดของ drone ในอนาคตอันใกล้นี้จะเริ่มเคลื่อนย้ายจากการทหารและการป้องกันประเทศ กลับมาใช้งานในประเทศมากขึ้น ถึงแม้กองทัพอากาศในสหรัฐฯ ในอนาคตจะมีเป้าหมายที่จะเป็นกองทัพแห่งเครื่องบินไร้นักบินก็ตาม จำนวนผู้ใช้งานที่มากขึ้นนอกกองทัพจะมีมากมายเหลือคณานับในภาคประชาชน จนทำให้ตลาดเชิงพาณิชย์ของภาคพลเรือนน่าเร้าใจสำหรับบริษัทผู้ผลิตมากกว่า โดยตลาดในปีนี้น่าจะเริ่มจากความต้องการในด้านการป้องกันและปราบปรามอาชญากรรมของตำรวจหน่วยต่างๆ รวมทั้งตำรวจหน่วยปราบปรามยาเสพติด ตำรวจตระเวณชายแดน แต่ที่น่าสนใจมากไปกว่านั้น ทาง AUVSI มั่นใจเป็นอย่างมากว่า ผู้ใช้ที่จะมีอัตราการเติบโตในการใช้ drone มากที่สุด น่าจะเป็นชาวไร่ชาวนา จากการสำรวจจำนวนผู้ที่ได้รับใบอนุญาตในการใช้งาน drone อย่างเป็นทางการโดย FAA (องค์การบริหารการบิน) พบว่าในปี ค.ศ. 2012 มีผู้มาขอและได้ใบอนุญาตในการใช้งาน drone ซึ่งเป็นองค์กรตำรวจจำนวน 17 หน่วยงาน และ  มหาวิทยาลัย 21 หน่วยงาน โดยผู้ได้รับใบอนุญาตที่เป็นมหาวิทยาลัยทั้งหมด ต้องการนำไปใช้ทางด้านการเกษตร

ข้อมูลจากทางญี่ปุ่นก็มีแนวโน้มเดียวกัน กล่าวคือ ในปี ค.ศ. 2010 มีการนำ drone ไปใช้ในการพ่นยาและสารเคมีทางการเกษตรในญี่ปุ่นจำนวน 2,300 ลำ ทำให้ตัวเลขการใช้เฮลิคอปเตอร์ในการพ่นสารเคมีในญี่ปุ่นที่เคยมีมากถึง 1,328 เฮกตาร์ในปี 1995 ลดเหลือเพียง 57 เฮกตาร์ในปี 2011 โดยมีจำนวนการใช้ drone เพื่อทำงานแทนมากถึง 1,000 เฮกตาร์ บริษัท CropCam ในประเทศสหรัฐอเมริกาได้ทำตลาดเครื่องบินเล็ก drone สำหรับการถ่ายภาพทางอากาศในไร่นาด้วยสนนราคา 200,000 - 300,000 บาท ซึ่งขายดิบขายดีมาก แม้แต่ข้างบ้านเราคือประเทศมาเลเซียก็เป็นตัวแทนจำหน่าย ทำให้น่าคิดว่า การใช้งาน drone ทางด้านการเกษตรในประเทศมาเลเซียน่าจะกำลังเติบโต drone ของบริษัทนี้มีน้ำหนักเกือบ 3 กิโลกรัม มีความยาวของลำตัว 4 ฟุต ความยาวปีก 8 ฟุต แต่บริษัทบอกว่าเครื่องบิน drone ตัวนี้สามารถที่บินสู่อากาศด้วยการปล่อยด้วยมือ ไม่ต้องใช้รันเวย์แต่อย่างใด สามารถบินได้สูงตั้งแต่ 400 จนถึง 2,200 ฟุต ได้นานถึง 55 นาที วัตถุประสงค์หลักของ drone ตัวนี้จะเน้นไปที่การถ่ายภาพทางอากาศสำหรับใช้งานทางด้านการเกษตร สำหรับผมแล้ว ด้วยภารกิจที่ทำได้เพียงอย่างเดียว กับเงินที่ต้องลงทุนเป็นแสนๆ นี้ รู้สึกว่าจะไม่คุ้มค่าเอาเสียเลย ดังนั้น ทีมวิจัยของเราจึงสนใจเทคโนโลยีแบบเครื่องบินปีกหมุนมากกว่า ซึ่งสามารถควบคุมให้ปฏิบัติภารกิจได้หลากหลายกว่า ด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่ามาก

ในไม่ถึง 2 ปีข้างหน้า เราจะต้องเปิดประเทศเพื่อเข้าสู่ประชาคม AEC การเกษตรถือว่าเป็นด้านหนึ่งที่ประเทศมีความได้เปรียบเหนือประเทศเพื่อนบ้าน ดังนั้น การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีทางด้าน drone เพื่อการเกษตรจึงเป็นความจำเป็น ที่เราจะต้องพยายามพัฒนาให้ถึงจุดที่เราสามารถส่งออกเทคโนโลยีดังกล่าวไปสู่ประเทศใน AEC ได้

Smart Dust - ฝุ่นฉลาด (ตอนที่ 4)

เรื่องของเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย (Wireless Sensor Networks หรือ WSN) กำลังเป็นประเด็นที่เป็นที่สนใจ ในวงการเทคโนโลยีหลายๆ แขนง ในวงการหุ่นยนต์เอง ก็มีความสนใจในการนำเทคโนโลยี WSN มาใช้กัน โดยพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว ที่สามารถร่วมมือทำงานกันเป็นทีม หรือเป็นฝูง (Swarm) โดยหุ่นยนต์จิ๋วเหล่านั้น มีเซ็นเซอร์เพื่อตรวจวัดสิ่งต่างๆ ที่สามารถส่งข้อมูลระหว่างกันได้

ในวงการหุ่นยนต์บินได้ หรือ Unmanned Aerial Vehicle (UAV) นั้น ขณะนี้มีเทคโนโลยีหนึ่งที่กำลังมาแรงมาก นั่นคือ Micro Air Vehicle หรือ MAV ซึ่งเป็นหุ่นยนต์จิ๋วบินได้ที่มีขนาดเล็ก นัยว่าไม่ควรมีขนาดใหญ่กว่า 15 เซ็นติเมตร คณะวิจัยทั่วโลกกำลังขมักเขม้นกันพัฒนาเจ้า MAV นี้ให้เล็กลงไปอยู่ในขนาดของแมลง ถ้ามีน้องๆ กำลังจะไปเรียนต่อเมืองนอกมาถามผมว่า "เรียนอะไรดีครับ ที่มีอนาคต" ... นี่เลยครับ ไปเรียนเรื่อง MAV นี้เลย มีอนาคตและก็สนุกด้วย

งานวิจัยทางด้าน MAV แบ่งออกได้เป็น 3 ประเภทครับ คือ (1) MAV ปีกแข็ง เหมือนปีกเครื่องบิน ซึ่งจะทำให้มันสามารถร่อนได้เป็นระยะทางไกลๆ หุ่นบินประเภทนี้จะใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมาก แต่ก็จะมีข้อเสียตรงที่มันไม่สามารถหยุดสังเกตการณ์นิ่งๆ หรือเลี้ยวในมุมแคบ หรือฉวัดเฉวียนในซอกเล็กซอกน้อยได้ (2) MAV ปีกขยับได้เหมือนนกหรือแมลง หุ่นประเภทนี้มีข้อดีตรงที่ทำการผลิตโดยวิธีการทางไมโครอิเล็กทรอนิกส์ได้ดี การบังคับก็ทำได้ดี แต่ไม่ค่อยมีประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน (3) MAV ปีกหมุน เหมือนปีกเฮลิคอปเตอร์ มีข้อดีที่สามารถหยุดนิ่งในอากาศได้ เลี้ยวมุมแคบ ฉวัดเฉวียนในซอกมุมได้ดี แต่ใช้พลังงานมาก ทำให้ระยะเวลาในการปฏิบัติการสั้นกว่าหุ่นบินปีกนิ่ง

การจะเรียนเรื่องนี้ได้ก็ต้องมีความรู้ความเข้าใจในเรื่องการบินของนกและแมลงครับ เพราะหุ่นบินพวกนี้บินคล้ายนกหรือแมลง มากกว่า เครื่องบินหรือเฮลิคอปเตอร์ขนาดใหญ่ๆ ระยะหลังๆ มานี้เราจึงเห็นวิศวกรรมเครื่องกลเข้ามาร่วมมือกับนักชีววิทยาด้านสัตว์ปีกและแมลง กันมากขึ้น

วันหลังมาคุยเรื่องนี้กันต่อครับ ....

Spy Technology for Farming (ตอนที่ 4)

สิ่งที่ผมมองเห็นในอนาคตก็คือ จะมีอากาศยานขนาดเล็กที่เรียกว่า Micro Air Vehicle หรือ MAV บินว่อนไปทั่วในเรือกสวน ไร่นา ฟาร์มเกษตรต่างๆ เจ้า MAV นี้จะบินสำรวจทำแผนที่ เก็บข้อมูลสภาพแวดล้อมในไร่ ไม่ว่าจะเป็น อุณหภูมิ ลม ความชื้น สารเคมี แมลง สภาพผลผลิต และอื่นๆ มันจะทำงานกันเป็นฝูง บินจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง โดยไม่ต้องมีมนุษย์ควบคุม เกษตรกรเพียงแค่หยิบ Tablet ที่นายกฯ ยิ่งลักษณ์แจก แล้วมากำหนดโคออร์ดิเนตบนแผนที่ว่า วันนี้จะให้เจ้า MAV บินไปเก็บข้อมูลที่บริเวณใดบ้าง โดยเจ้า MAV จะทำหน้าที่ของมัน เมื่อมันได้ข้อมูลแล้ว มันจะส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย (Wireless Sensor Networks) กลับมายัง Data Server ของไร่ จากนั้นเครื่องเซิฟเวอร์ในไร่ จะส่งข้อมูลผ่านระบบอินเตอร์เน็ต (อาจจะเป็นระบบ 3G ของ AIS หรือสายเคเบิลอินเตอร์เน็ตของ CAT Telecom ก็แล้วแต่) ไปยังระบบคลาวด์ ซึ่งข้อมูลทางด้านการเกษตรของไร่ จะถูกแชร์ต่อให้เกษตรกรอื่นๆ ที่อยู่ในพื้นที่ใกล้เคียงกัน หรือคนละจังหวัดก็ได้ ที่สนใจในพืชชนิดเดียวกัน ผ่านทาง Facebook, Twitter, Dropbox และอื่นๆ รวมไปถึง Agri-Net ซึ่งอาจจะมีขึ้นในอนาคต (ผมอาจจะทำก็ได้นะครับ ถ้าไม่มีใครทำ)

อ้าว ... ผมกำลังฝันกลางวันอีกแล้วหรอเนี่ย (จริงๆ ตอนนี้ ตอนที่ผมเขียนอยู่นี้เป็นช่วงหัวค่ำนะครับ) แต่ ... อย่าเพิ่งดูถูกนะครับ สิ่งที่ผมฝันนี้ มันต้องเกิดขึ้นแน่นอนครับ แต่จะเมื่อไหร่ละก็ อีกเรื่องหนึ่ง ซึ่งผมคิดว่าไม่นานหรอกครับเพราะจริงๆ แล้ว ใครจะเชื่อละครับว่า ตอนนี้เทคโนโลยีอากาศยานไร้คนขับ หรือ Unmanned Aerial Vehicles หรือ drone ซึ่งมีราคานับร้อยล้านบาท จะถูกก๊อปปี้มาผลิตขายได้ในราคาประมาณหมื่นกว่าบาทแล้วครับ ผมเชื่อว่าอีกไม่นาน drone พวกนี้จะบินว่อนไปทั่ว เรียกว่ายุคที่ "ใครๆ ก็บินได้" ของจริงมาถึงแล้ว

จริงๆ แล้ว เทคโนโลยีที่ถือเป็นกุญแจหลักของเจ้า MAV หรือ drone ก็คือระบบ autopilot (ระบบควบคุมการบินอัตโนมัติ) ซึ่งปัจจุบันระบบนี้มีใช้ในเครื่องบินพาณิชย์ส่วนใหญ่ ซึ่งทำให้เครื่องบินสามารถบินได้เอง โดยไม่ต้องควบคุมจากนักบินเลยก็ได้ เครื่องบินสามารถบินขึ้นเอง รักษาการบิน และบินลงได้เอง เพียงแต่ตามกฎการบินพาณิชย์นาวีในปัจจุบันนี้ มีข้อบังคับห้ามนักบินใช้ระบบนี้สำหรับบินขึ้น เท่านั้น

ระบบ autopilot นี้ประกอบด้วยเซ็นเซอร์ชนิดต่างๆ เช่น เซ็นเซอร์วัดความเร็ว ความดันอากาศ ความเฉื่อย มิติทิศทาง สนามแม่เหล็ก ความเร่ง และพิกัด (GPS) ซึ่งในปัจจุบันนี้ เซ็นเซอร์เหล่านี้ทั้งหมดไปอยู่รวมกันในชิพเพียงชิพเดียวก็ได้ ด้วยสนนราคาเพียง 600 บาทเท่านั้น อะไรจะขนาดนั้น สมองกลของ drone ขนาดเล็กในปัจจุบันก็เอามาจากพวกสมาร์ทโฟนทั้งหลายล่ะครับ ทำให้นักเทคโนโลยีทางด้านนี้ต่างเรียกเจ้า MAV หรือ drone ขนาดเล็กเหล่านี้ว่า สมาร์ทโฟนบินได้ 

อีกไม่นานครับ เจ้าสมาร์ทโฟนบินได้ จะขึ้นไปวาดลวดลายบนท้องฟ้า เพื่อนำพาเกษตรไทยให้เป็นเจ้าอาเซียน