ข้อมูลองค์ความรู้โดย
นางสาวสุภาวดี เหมือนนาค
ตำแหน่ง ผู้จัดการฝ่ายจัดซื้อ

ยานโทรหุ่นยนต์ใต้น้ำ - Underwater Tele-Robotic Vehicle (UTRV)

ประเภททางด้าน IT หลัก :   Communications
ประเภททางด้าน IT ย่อย :   Telephony
  ลงข้อมูลเมื่อ 21:25:52 20/03/2013
  Page View (3298) แบ่งปัน

เป็นที่ตระหนักกันแล้วว่าโดยประมาณ 3/4 (หรือ 75%) ของพื้นที่โลก คือ พื้นน้ำ ซึ่ง น้ำ นั้นนับได้ว่าเป็นทรัพยากรอันจำเป็นยิ่งต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตนานาชนิด อีกทั้งเป็นสิ่งที่มีบทบาทสำคัญต่อการสร้างสมดุลให้กับระบบนิเวศวิทยา

สืบเนื่องมาจากข้อเท็จจริงที่ว่า มนุษย์ มีความอยากรู้อยากเห็น เป็นธรรมชาติ ได้ส่งผลให้มี การสำรวจ และ เสาะแสวงหา นานาสรรพสิ่ง ซึ่งแหล่งน้ำนี้ถือได้ว่าเป็นหนึ่งในหลายๆ แรงบันดาลใจให้มนุษย์ สืบค้น

ยานใต้น้ำ หรือ Underwater Vehicles (UVs) โดยเท็จจริงแล้วนั้น ได้ถือกำเนิดขึ้นมาประมาณ ต้นยุคปี ค.ศ.1950 และได้รับการพัฒนาสืบทอดตลอดมา ตราบจนกระทั่งปัจจุบัน ความจำเป็นหรือประโยชน์ที่ได้รับจากการประยุกต์ใช้ยานใต้น้ำนั้น เริ่มต้นจากการที่มนุษย์เราต้องเผชิญกับอัตราเสี่ยงอันเนื่องมาจากการดำน้ำลงไปปฏิบัติภารกิจต่างๆ ใต้ท้องทะเล ซึ่งอาจก่อให้เกิดอันตรายถึงแก่ชีวิตได้ หรือ หากแม้ว่านักดำน้ำอาจไม่ประสบภัยอันตรายใดๆ แต่มนุษย์เรามีความเหนื่อยล้าในการปฏิบัติภารกิจใต้ท้องทะเลเป็นเวลานานๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาพแวดล้อมที่ มีความหนาวเย็น มีแรงกดดันของน้ำที่มากขึ้นตามความลึกของน้ำ และ มีปริมาณอ๊อกซิเจนจำนวนจำกัดในถังดำน้ำเท่านั้นเพื่อใช้ในการหายใจ หรือ แม้กระทั่ง อันตรายจากสัตว์น้ำ และ ภาวการณ์ที่คาดไม่ถึงต่างๆ นานา

สำหรับบทความขนาดย่อนี้ UTRV (Underwater Tele-Robotic Vehicle) ซึ่งเป็นอีกนามเรียกขานหนึ่ง ของ ยานใต้น้ำ ได้ถูกนำมาเสนอและอ้างอิง แต่อย่างไรก็ตาม ยังมีนามเรียกขานอื่นๆ ของ Underwater Vehicles ที่เป็นที่รู้จักและยอมรับกันทั่วโลกได้แก่ Remotely Operated Vehicle (ROV), Remotely Operated Underwater Vehicle (ROUV), Remotely Piloted Underwater Vehicle (RPUV), Remotely Piloted Submersible (RPS), Remotely Controlled Underwater Vehicle (RCUV), Unmanned Underwater Vehicle (UUV), Unmanned Untetherted Underwater Vehicle (UUUV), Autonomous Underwater Vehicle (AUV), Deep Sea Vehicle (DSV), Towards Unmanned Underwater Vehicle (TUUV) และอื่นๆ ซึ่งบางนามเรียกขาน อาจได้รับการคิดค้นขึ้นมาใหม่จำเพาะเจาะจงโดยผู้พัฒนายานใต้น้ำ นั้นๆ ก็ได้ เป็นต้นว่า Undersea Vehicular Robot (UVR) etc.

โดยทั่วไป การแบ่งกลุ่มของยานใต้น้ำนั้น สามารถจำแนกได้เป็น 4 ประเภทหลักๆ คือ :-

1) Remotely Operated หรือ Remotely Piloted ซึ่งหมายถึง ยานใต้น้ำที่มีสาย (Umbilical Link หรือ Tether) เชื่อมต่อตัวยานใต้น้ำ กับ เรือบนผิวน้ำ หรือ สถานีควบคุมและสั่งการบนบก อีกนัยหนึ่งคือ เป็นการควบคุมระยะไกล (Remotely Controlled) ผ่านสายสัญญาณนั่นเอง

2) Unmanned หรือ Untethered หรือ Autonomous หมายถึง ยานใต้น้ำอัจฉริยะที่มีระบบสมองกล ควบคุม สั่งการ นำร่อง และ อื่นๆ ตลอดเวลาการปฏิบัติภารกิจใต้ท้องทะเล โดยมนุษย์ มีหน้าที่โปรแกรมภารกิจเข้าไปในสมองกลของยานใต้น้ำ หลังจากนั้นก็สามารถปล่อย (Launch) ยานใต้น้ำลงน้ำจากเรือบนผิวน้ำ จากฝั่ง หรือ จากท่าเรือ ได้เลย

3) Semi-Autonomous หรือ Towards Autonomous หรือ กึ่งอัจฉริยะ ซึ่งเป็นการผสมผสานเทคนิควิธีระหว่าง 1) และ 2) เข้าด้วยกัน ซึ่งถือได้ว่าเป็นพื้นฐานสำคัญประการหนึ่ง ก่อนการสร้างยานใต้น้ำ ประเภท Autonomousให้สำเร็จลุล่วงได้

4) Manned Submersible หรือ เรียกขานโดยย่อว่า ManSub คือ ยานใต้น้ำที่มีมนุษย์ประจำการในตัวยานฯ นั้นๆ เพื่อ ควบคุม สั่งการ นำร่อง และ อื่นๆ ตลอดเวลา อีกนัยหนึ่ง คือ เรือดำน้ำ หรือ ยานฯ สำหรับการท่องเที่ยวใต้ท้องทะเล ที่เรียกว่า Underwater Safari Submersible อนึ่ง อาจมีการผสมผสาน ระบบ ควบคุม สั่งการ และ นำร่อง อัตโนมัติ ที่เรียกว่า Auto-Pilot เข้ามาในตัวยานฯ ด้วยก็ได้

เมื่อกล่าวถึงสาขาวิชา Mechatronics ซึ่งเป็นเทคโนโลยีผสมผสาน (Synergistic Technology) ระหว่าง Mechanics กับ Electronics นั้น UTRV ได้รับการยอมรับว่า เป็นสมาชิกของกลุ่ม Underwater Mechatronics หรือ Underwater Robotics หรือ Underwater Tele-Roboticsโดยอ้างอิงพื้นฐานสาขาวิชา Computer Electronics and Robotics (CER) เป็นปัจจัยสำคัญหลัก สำหรับปฏิบัติการ ตรวจับ เฝ้าดู แจ้งเตือน ควบคุม และ สั่งการ (Sensing Monitoring Annunciation Control and Command หรือ ที่เรียกว่า SMACC)

โดยทฤษฎี เมื่อกำหนดให้ UTRV เป็นวัตถุเชิงหุ่นยนต์ตัวหนึ่ง แบบ Free-Swimming Object (FSO) หรือ วัตถุทรงตัวอิสระ แล้วนั้น เราสามารถเทียบเคียง UTRV ว่า เป็นหุ่นยนต์ที่มีกลไกการเคลื่อนที่แบบ 3 มิติ ได้ 6 Degrees of Freedom หรือ 6 DOF (การเคลื่อนที่ทางสรีระอิสระทั้ง 6) คือ 3 การหมุน (Rotation) และ 3 การไถล (Motion)

DOF1 เรียกว่า SURGE คือ Motion in the X-Direction

DOF2 เรียกว่า SWAY คือ Motion in the Y-Direction

DOF3 เรียกว่า HEAVE คือ Motion in the Z-Direction

DOF4 เรียกว่า ROLL คือ Rotation in the X-Direction

DOF5 เรียกว่า PITCH คือ Rotation in the Y-Direction

DOF6 เรียกว่า YAW คือ Rotation in the Z-Direction

สำหรับองค์ประกอบของ ยานใต้น้ำนั้นโดยปกติจะประกอบด้วย Thrusters เพื่อใช้ในการขับเคลื่อนตัวยานฯ ซึ่งบางยานฯ อาจจะมี หางเสือ Rudders หรือ Control Surfaces ร่วมด้วยเพื่อใช้ในการกำหนดทิศทางของการเคลื่อนที่ ส่วน Sensors มีหน้าที่ในการตรวจจับสภาพแวดล้อมใต้น้ำและในตัวยานฯ อาทิเช่น Camera & Lights สำหรับ นำร่องและการตรวจจับและประมวลผลข้อมูลทางภาพ , Depth Sensor สำหรับวัดความลึกของตัวยานฯ อ้างอิงจากพื้นผิวน้ำ , Echo Sounder สำหรับวัดระยะห่างของตัวยานฯ จากพื้นใต้ท้องทะเลขึ้นมา เพื่อป้องกันการเกยตื้นของตัวยานฯ , Inclinometers สำหรับวัดมุมกระดก Pitch & Roll , Heading Compass สำหรับวัดทิศทาง Bearing , Velocity Meter สำหรับวัดความเร็วของยานใต้น้ำ , Accelerometer สำหรับวัดอัตราเร่งของยานฯ ใต้น้ำ ซึ่งมีประโยชน์ในการตรวจเช็คว่าและให้ความมั่นใจว่า ตัวยานฯ ได้ติดค้างตามซอกหินและไม่มีการเคลื่อนไหวใดๆ เนื่องจากว่า Velocity Meter อาจให้ค่าความเร็วออกมาอันเนื่องมาจากกระแสน้ำไหลผ่าน Sensing Unit ของ Velocity Meter ก็ได้ ซึ่งทำให้ดูเหมือนว่า ตัวยานฯ มีการเคลื่อนไหวเพราะความเร็ว หรือ Velocity มีค่าที่ไม่เป็นศูนย์ , Obstacle Avoidance Sonar (OAS) สำหรับแจ้งเตือนและป้องกันการชนปะทะกับวัตถุใต้ท้องทะเล และ เอื้ออำนวยต่อการนำร่อง , Humidity & Temperature Sensors วัดความชื้นและอุณหภูมิภายในตัวยานฯ , CTD (Conductivity Temperature and Density) สำหรับตรวจวัดสภาพ ของ น้ำ 3 ประการ , Salinity Sensor สำหรับวัดความเค็มของน้ำ และ อื่นๆ ตามความต้องการของพันธกิจ และ ตามข้อกำหนดของภารกิจหนึ่งๆ

สมองกล หรือ Computational Microporcessor หรือ Numerical Processing Unit ที่ได้รับการโปรแกรมแล้วจะทำหน้าที่ ควบคุมและสั่งการโดยรวมของระบบยานใต้น้ำ นอกเหนือจากนี้ อาจมี แขนกล (Manipulator Robotic Arm, MRA) เพื่อใช้ในการหยิบจับ เคลื่อนย้าย หรือ ตัด วัตถุใต้ทะเล หรือ สายพานตีนตะขาบ (Drive Belt and Sprockets) ในกรณีที่มีการคลาน (Crawl) เคลื่อนที่ตามพื้นทรายใต้ท้องทะเล

ส่วนการใช้งานของ ยานใต้น้ำนั้น สามารถนำมาประยุกต์ใช้ได้หลายประเภท อาทิเช่น การสำรวจทางท้องทะเลเพื่อค้นหาทรัพยากรทางสมุทรศาสตร์เพื่อผลประโยชน์ของชาติ การประยุกต์ใช้ทางการทหาร การท่องเที่ยวเพื่อชมธรรมชาติและสัตว์ใต้ท้องทะเล การกีฬาทางน้ำ การกู้ภัยทางทะเล การสนับสนุนการประกอบโครงสร้างหรือรากฐานของสถานีกลางทะเล รวมถึง การเดินสายสัญญาณหรือท่อส่งลำเลียงใต้ท้องทะเล เป็นต้น

ที่มา:

น.ต.ดร.กฤดิวัฒน์ สุทธิวารี ร.น. [ B.Eng. 1st Hons. (UK), AMIEE(UK), AMCOE(TH), Ph.D.(UK) ]

อาจารย์กองวิชาการฯ และ ช่วยปฏิบัติราชการ กองวิจัยและพัฒนา กรมอิเล็กทรอนิกส์ทหารเรือ

Mobile: (09) 667-9575

e-Mail: kiednavy@yahoo.com, kridiwat@navy.mi.th



องค์ความรู้ที่มีผู้อ่านมากสุด
vector graphics
vector graphics เป็นการสร้างภาพดิจิตอล ผ่านชุดของประโยคคำสั่ง ทางคณิตศาสตร์ที่วางเส้น และรูปร่างเป็นภาพ 2 มิติ หรือ 3 มิติ ในทางฟิสิกส์ vector เป็นการแสดงปริมาณ และทิศทางในเวลาเดียวกัน

โดย... นางสาวสุภาวดี เหมือนนาค

CIO กลยุทธ์ในการบริหารจัดการเทคโนโลยีสารสนเทศ
การจัดซื้อจัดจ้างระบบเทคโนโลยีสารสนเทศ จำเป็นต้องใช้งบประมาณค่อนข้างสูง การตัดสินใจเลือกใช้เทคโนโลยีใหม่จึงเป็นความท้าทายของ CIO เพราะหากตัดสินใจผิดก็อาจส่งผลเสียในระยะยาวให้แก่องค์กร

โดย... นางสาวสุภาวดี เหมือนนาค

Business Intelligence มีประโยชน์ต่อธุรกิจอย่างไร
ในยุคปัจจุบันที่เทคโนโลยีมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว และตลอดเวลา เช่นเดียวกัน ระบบธุรกิจก็มีการแข่งขันกันค่อนข้างรุนแรง และมากขึ้นด้วย จึงเป็นสิ่งที่เราหลีกเลี่ยงไม่ได้ เลยว่าการที่องค์กรจะอยู่รอดได้นั้นจะต้องมีการใช้ข้อมูลสารสนเทศที่ทันสมัยและทันท่วงที เพื่อสนับสนุนการตัดสินใจอย่างรวดเร็วและสามารถนำไปวางแผน หรือ โต้ตอบปัญหา เชิงธุรกิจได้ทันต่อเหตุการณ์ ให้กับผู้บริหารระดับสูงขององค์กรการที่จะได้มาซึ่งข้อมูล สารสนเทศ

โดย... นางสาวสุภาวดี เหมือนนาค

การเขียนโปรแกรมภาษา C เบื้องต้น
การพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ บางคนก็ว่ายาก บางคนก็ว่าเป็นเรื่องสนุก หลายคนบอกว่า ขอเป็นแค่ผู้ใช้สนุกที่สุด แต่จะมีซักกี่คนที่จะมีใจรักที่จะก้าวไปบนถนนแห่งการพัฒนาฝีมือและฝึกฝนการเขียนโปรแกรมด้วยตัวเอง เพื่อให้มีผู้ที่สนใจนำไปใช้งาน และเพิ่มประสิทธิ์ภาพในการทำงาน และ ความสะดวกสบายๆ ต่างๆมากขึ้น

โดย... นางสาวสุภาวดี เหมือนนาค

ดุลการค้า ดุลบริการ ดุลการชำระเงิน และความสัมพันธ์กับอัตราแลกเปลี่ยน
ดุลการชำระเงิน หรือภาษาอังกฤษเรียกว่า Balance of Payments คือ บัญชีที่จัดทำขึ้นเพื่อดูการไหลเข้าและออกของเงินตราต่างประเทศ จากการทำธุรกรรมทางเศรษฐกิจระหว่างประเทศ

โดย... นางสาวสุภาวดี เหมือนนาค

โปรแกรม Knowledge Management
ระบบที่ช่วยในการบริหารองค์ความรู้ขององค์กร โดยไม่ต้องกังวลกับปัญหาพนักงานที่มีความรู้ ความสามารถไม่อยู่ในบริษัท หรือลาออก ทุกปัญหา หรือทุกความรู้ สามารถเก็บลงในระบบนี้ได้ทั้งหมด

โดย... นางสาวสุภาวดี เหมือนนาค

อดทน...ภูมิคุ้มกันเบื้องต้น
ความอดทนเป็นสิ่งสำคัญในการทำงาน

โดย... นางสาวสุภาวดี เหมือนนาค

ลึกแต่ไม่ลับกับ Pixel Fonts
กราฟฟิคดีไซเนอร์หลายๆคนอาจจะเคยพบปัญหา เวลาใช้ฟอนท์ขนาดเล็กมากๆตอนพิมพ์ออกมาแล้งพบว่า ฟอนท์ช่างอ่านยากซะเหลือเกิน แม้ว่าคุณ จะกำหนดค่า Character ของอักษรให้เป็นแบบ anti-aliasing ก็แล้ว ตีลังกากดก็แล้ว ก็ยังไม่ชัดซะที วิธีแก้ที่ดีที่สุด คือ หันไปใช้ Pixel ฟอนท์ครับ เนื่องจากมันจะมีขอบของอักษรที่ตัดกันชัดเจนและสุดคม แต่การใช้ Pixel Fonts นั้นมีข้อคิดอะไรอีกมากมายทีเดียวให้คุณได้เรียนรู้ก่อนที่จะใช้มัน จะมีอะไรมั่งนั้นตาม

โดย... นางสาวสุภาวดี เหมือนนาค

Firefox add-on สวมรอยผู้ใช้ Facebook
รายงานข่าวล่าสุด โปรแกรมเสริมการทำงาน (aad-on) ที่แจกฟรีสำหรับ Firefox ตัวหนึ่งชื่อว่า Firesheep สามารถเข้าถึงโซเชียลเน็ตเวิร์ก และเว็บไซต์ต่างๆ ของผู้ใช้คนอื่นๆ ได้อย่างง่ายดาย โดยไม่ต้องขโมยรายละเอียด (username และ password) ที่ใช้ในการล็อกอินแต่อย่างใด โปรแกรมเสริมดังกล่าวทำให้ผู้ใช้ทั่วไปก็สามารถทำตัวเป็นแฮคเกอร์ได้ เหยื่อทีมีความเสี่ยงมากที่สุดได้แก่ผู้ใช้เน็ตสาธารณะที่ไม่มีการป้องกันดีพอ

โดย... นางสาวสุภาวดี เหมือนนาค

4 จี ของอังกฤษ
ออฟคอม หรือ กสทช. แห่งสหราชอาณาจักรได้ประกาศจะเสนอให้คำปรึกษาแนะนำการประมูลคลื่นความถี่ 4 จี สำหรับเครือข่ายไร้สายสำหรับยุคหน้า

โดย... นางสาวสุภาวดี เหมือนนาค