ทำเองเพราะเจ๋งพอ ! หุ่นยนต์วางหินสร้างกำแพงยักษ์ โดยไม่ต้องมีมนุษย์ช่วยเหลือ

สถาบันวิจัยอีทีเอช ซูริค สร้างหุ่นยนต์ช่วยก่อสร้าง พัฒนาเพิ่มจากรถขุดเมนซี่ มัค รุ่น M545 ขนาด 12 ตัน จนสามารถวางซ้อนก้อนหินหนักหลายตัน เป็นกำแพงขนาดความสูง 6 เมตร ยาว 65 เมตร ที่แข็งแรงมาก ๆ ได้

ในอนาคต งานก่อสร้างอาจจะต้องพึ่งพาแรงงานมนุษย์ ล่าสุดทีมนักวิจัยจากหลายสาขาของสถาบันวิจัยอีทีเอช ซูริค (ETH Zurich) จากประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ได้พัฒนา หุ่นยนต์ชื่อฮีป (HEAP ย่อมาจาก รถขุดไฮดรอลิกเพื่อวัตถุประสงค์อัตโนมัติ (Hydraulic Excavator for an Autonomous Purpose)) โดยมันสามารถยกก้อนหินขนาดหลายตัน มาวางเรียงซ้อนกันเป็นกำแพงขนาดใหญ่ที่มีความแข็งแรงมากได้

ซึ่งจริง ๆ แล้ว หุ่นยนต์ตัวนี้คือรถขุดเมนซี่ มัค (Menzi Muck) รุ่น M545 ขนาด 12 ตัน (12-ton Menzi Muck M545) ซึ่งทางทีมพัฒนาได้ปรับเปลี่ยนระบบการทำงานของมันเพิ่มเติม คือ ติดตั้งระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกจีเอ็นดับเบิลเอส (GNSS), ตัววัดแรงเฉื่อย IMU (Inertial Measurement Unit), โมดูลควบคุม รวมถึงติดตั้งเซนเซอร์ไลดาร์ (LiDAR) ที่สามารถตรวจจับระยะไกล โดยใช้แสงเลเซอร์ในการวัดระยะทาง มีไว้สำหรับตรวจจับสิ่งกีดขวาง ซึ่งทั้งหมดอยู่ภายในห้องควบคุมและบนแขนขุดของหุ่นยนต์

ทำเองเพราะเจ๋งพอ ! หุ่นยนต์วางหินสร้างกำแพงยักษ์ โดยไม่ต้องมีมนุษย์ช่วยเหลือ

ที่มารูปภาพ ETHZ

กระบวนการทำงานของฮีปจะเริ่มจากสแกนสถานที่ก่อสร้าง แล้วสร้างเป็นแผนที่ 3 มิติ จากนั้นจะบันทึกตำแหน่งของก้อนหินซึ่งแต่ละก้อนที่มีน้ำหนักหลายตัน หุ่นยนต์จะใช้แขนจับเพื่อยกก้อนหินแต่ละก้อนขึ้นมา แล้วใช้เทคโนโลยีวิชชันแมชชิน (Machine Vision Technology) เพื่อประเมินน้ำหนักและจุดศูนย์ถ่วง รวมถึงบันทึกรูปร่างแบบ 3 มิติของก้อนหิน หลังจากนั้นอัลกอริทึมที่ทำงานบนโมดูลควบคุมของฮีป ก็จะกำหนดตำแหน่งที่ดีที่สุดในการวางก้อนหินแต่ละก้อน จนสามารถสร้างกำแพงหินที่แข็งแรงมาก ๆ ขนาดความสูง 6 เมตร ยาว 65 เมตร ทั้งนี้กำแพงหินนี้เป็นกำแพงที่มีหินวางซ้อนเรียงกันเท่านั้น ไม่มีปูนเชื่อมประสานระหว่างก้อนหิน (Dry Stone Wall)

การทำงาน 1 เซ็ทของฮีป จะสามารถยกก้อนหินสร้างกำแพงได้ประมาณ 20 - 30 ก้อน ซึ่งถือว่าเป็นปริมาณใกล้เคียงกับที่รถบรรทุกขนส่งหินจากภายนอกเข้ามายังไซต์ก่อสร้างได้ใน 1 เที่ยว รวมถึงในการทดลองครั้งนี้ หุ่นยนต์สามารถใช้ร่วมกับหินที่อยู่ในท้องถิ่นหรือในไซต์งานได้เลย ถือได้ว่าเป็นอีกหนึ่งทางเลือกสำหรับวงการก่อสร้าง โดยเฉพาะโครงการก่อสร้างขนาดใหญ่ ช่วยให้ประหยัดเวลา รวมถึงสร้างความปลอดภัยให้กับแรงงานมนุษย์อีกด้วย

บทความนี้ตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์หุ่นยนต์ (Science Robotics) เมื่อวันที่ 22 พฤศจิกายน 2023