ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก

บินให้เหมือนผึ้ง! ระบบนำทางโดรนบินขนาดเล็ก เลียนแบบการนำทางจากสมองผึ้ง ไม่ง้อ GPS

20 มิ.ย. 695 นาที20 มิ.ย. 69

ทีมนักวิจัยแกะรอยสมองผึ้ง พัฒนาระบบนำทางอัจฉริยะขนาดจิ๋วสำหรับโดรน น้ำหนักเบา ช่วยประหยัดพลังงานและทำงานได้แม้ไร้สัญญาณ GPS

ขนาดตัวอักษร

ทีมนักวิจัยแกะรอยสมองผึ้ง พัฒนาระบบนำทางอัจฉริยะขนาดจิ๋วสำหรับโดรน น้ำหนักเบา ช่วยประหยัดพลังงานและทำงานได้แม้ไร้สัญญาณ GPS

"โดรน" เป็นเครื่องมือสำคัญในหลายอุตสาหกรรม แต่มีข้อจำกัดในการแบกรับน้ำหนักระบบเซนเซอร์และคอมพิวเตอร์ประมวลผล รวมถึงความเสี่ยงเมื่อต้องบินในจุดอับสัญญาณดาวเทียม นักวิทยาศาสตร์ได้หาทางออกด้วยการถอดรหัสพฤติกรรมการบินของผึ้งป่ามาสร้างเป็นระบบนำทางโดรนรูปแบบใหม่

นวัตกรรมนี้ช่วยให้โดรนขนาดเล็กพิเศษสามารถบินสำรวจและกลับคืนสู่ฐานได้อย่างแม่นยำ โดยใช้ทรัพยากรคอมพิวเตอร์และพลังงานเพียงเศษเสี้ยว ซึ่งช่วยปลดล็อกการใช้งานหุ่นยนต์บินในพื้นที่ปิดได้อย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน

โดรนจิ๋วระบบนำทางเลียนแบบผึ้งบินสำรวจพืชผลในโรงเรือนกระจกเพื่อเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร

จำลองระบบนำทางจากสมองผึ้ง

โดยปกติแล้ว หากเราต้องการให้โดรนสามารถบินหลบสิ่งกีดขวางและหาทางกลับฐานได้เอง วิศวกรจะต้องติดตั้งระบบ GPS ร่วมกับกล้องเลเซอร์สแกนและหน่วยประมวลที่กินพลังงานสูง ซึ่งเป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้เลยสำหรับโดรนขนาดเล็กที่มีน้ำหนักพอ ๆ กับลูกกอล์ฟ เพราะแบตเตอรี่จะหมดลงภายในไม่กี่นาที

ทีมนักพัฒนาจึงหันไปศึกษา "ผึ้ง" สิ่งมีชีวิตที่มีสมองขนาดเท่าเม็ดงาและมีเซลล์ประสาทเพียงไม่กี่ล้านเซลล์ แต่สามารถบินออกไปหาอาหารไกลหลายกิโลเมตรและเดินทางกลับรังได้อย่างไม่มีหลงทาง โดยธรรมชาติของผึ้งไม่ได้ประมวลผลโลกเป็นแผนที่สามมิติความละเอียดสูงเหมือนคอมพิวเตอร์ แต่ใช้วิธีจำภาพทิวทัศน์แบบง่าย ๆ ร่วมกับการนับก้าวด้วยสายตา

ทีมนักวิจัยมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเดลฟต์ (TU Delft) ขณะพัฒนาระบบนำทางโดรนขนาดเล็กเลียนแบบสมองผึ้ง

อัลกอริทึมเลียนแบบโครงข่ายประสาท

นักวิทยาศาสตร์จาก มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเดลฟต์ (Delft University of Technology หรือ TU Delft) ประเทศเนเธอร์แลนด์ ได้สร้างอัลกอริทึมที่เลียนแบบโครงข่ายประสาทของแมลง (Biomimicry) มาติดตั้งลงในโดรนขนาดเล็กพิเศษที่มีน้ำหนักเพียง 56 กรัม

กลไกการทำงานของระบบนี้แบ่งออกเป็นสองส่วนหลัก ส่วนแรกเรียกว่า "การบันทึกภาพจำลอง" (Snapshot) โดรนจะใช้กล้องน้ำหนักเบาเก็บภาพมุมกว้างรอบตัวเป็นระยะเฉพาะจุดที่สำคัญ เช่น จุดเริ่มต้น หรือทางแยกหลัก ส่วนที่สองคือ "ระบบคำนวณระยะทางจากสายตา" (Odometry) ซึ่งทำหน้าที่ตรวจจับการเคลื่อนที่ของแสงและวัตถุที่ผ่านหน้ากล้อง เพื่อคำนวณว่าตัวเครื่องบินห่างจากจุดบันทึกภาพล่าสุดเป็นระยะทางเท่าใด เมื่อระบบพบว่าโดรนเริ่มบินหลงทิศ มันจะเคลื่อนตัวกลับไปตามพิกัดของภาพถ่ายล่าสุดขนานไปกับระยะทางที่คำนวณไว้ ทำให้สามารถหาทางกลับสู่ฐานได้อย่างแม่นยำ

ดึงจุดเด่น "42 กิโลไบต์" ความจำจิ๋วแต่ทรงพลัง

ความสำเร็จที่น่าทึ่งของเทคโนโลยีนี้ คือการใช้พื้นที่จัดเก็บข้อมูลน้อยอย่างเหลือเชื่อ โดยอัลกอริทึมนำทางทั้งหมดใช้หน่วยความจำคอมพิวเตอร์เพียง 42 กิโลไบต์ (KB) เท่านั้น หากเปรียบเทียบให้เห็นภาพ ข้อมูลชุดนี้มีขนาดเล็กกว่าไฟล์รูปภาพหนึ่งรูปบนโทรศัพท์มือถือ หรือใกล้เคียงกับขนาดไฟล์ของภาพสติกเกอร์กราฟิกทั่วไป

การลดขนาดซอฟต์แวร์ให้เล็กที่สุดส่งผลให้โดรนไม่ต้องแบกคอมพิวเตอร์ราคาแพงและกินไฟสูง พลังงานจากแบตเตอรี่เกือบทั้งหมดจึงถูกนำไปใช้ขับเคลื่อนมอเตอร์ใบพัดโดยตรง ทำให้โดรนขนาดจิ๋วเหล่านี้สามารถปฏิบัติภารกิจได้ยาวนานขึ้น และที่สำคัญคือระบบนี้ทำงานแบบพึ่งพาตนเอง (Autonomous) 100% โดยไม่ต้องเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต ไวไฟ หรือสัญญาณดาวเทียมจากภายนอก

การทดสอบหุ่นยนต์บินในห้องแล็บ Cyberzoo บินกลับฐานเองแม่นยำด้วยระบบนับก้าว Odometry ไม่ง้อ GPS

การนำไปปรับเพื่อใช้งานจริง

การปลดล็อกข้อจำกัดเรื่อง GPS และพลังงาน ช่วยให้เราสามารถนำโดรนขนาดเล็กไปใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวันและภาคอุตสาหกรรมได้อย่างหลากหลาย เนื่องจากตัวเครื่องมีน้ำหนักเบาจนไม่ก่อให้เกิดอันตรายหากเกิดการปะทะกับมนุษย์หรือสิ่งของ นอกจากนี้ ยังสามารถนำไปใช้งานในภาคการผลิตอื่น ๆ เช่น

  • ภาคเกษตรกรรมอัจฉริยะ : เกษตรกรสามารถใช้โดรนจิ๋วบินซอกแซกในโรงเรือนกระจก (Greenhouse) เพื่อตรวจจับแมลงศัตรูพืช นับจำนวนผลผลิต หรือตรวจสอบความชื้นของใบไม้ ได้อย่างใกล้ชิดโดยไม่กระทบกระเทือนต่อพืชผล
  • การจัดการคลังสินค้า : ช่วยลดภาระงานในคลังสินค้าขนาดใหญ่ โดยปล่อยให้ฝูงโดรนบินสำรวจเพื่อตรวจสอบรหัสสินค้าบนชั้นวางสูงในจุดอับสัญญาณได้อย่างอัตโนมัติ
  • ภารกิจกู้ภัยกู้วิกฤต : ในกรณีเกิดภัยพิบัติ เช่น อาคารถล่ม หรือแผ่นดินไหว ทีมกู้ภัยสามารถส่งโดรนจิ๋วเหล่านี้เข้าไปในซากปรักหักพังหรือโครงสร้างตึกที่ปิดทึบเพื่อค้นหาผู้รอดชีวิตได้อย่างรวดเร็ว

การพัฒนาเทคโนโลยีนำทางเลียนแบบสมองผึ้งในครั้งนี้ เป็นการพิสูจน์ให้เห็นว่าแนวทางการพัฒนาหุ่นยนต์ในอนาคตอาจไม่ใช่แค่การเอาความสามารถของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ใส่ลงไปในเครื่องจักร แต่คือการทำความเข้าใจและใช้ทรัพยากรให้คุ้มค่าที่สุดตามแบบฉบับของธรรมชาติ นวัตกรรมนำทางขนาด 42 กิโลไบต์นี้ กำลังจะเปิดประตูสู่ยุคใหม่ที่หุ่นยนต์บินขนาดจิ๋วสามารถทำงานร่วมกับมนุษย์ได้อย่างไร้ข้อจำกัด โดยเฉพาะเรื่องสัญญาณการเชื่อมต่อ และความพร้อมในการประยุกต์ในภาคอุตสาหกรรมต่าง ๆ

เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร

ที่มาข้อมูล: tudelft, newatlas, nature, bits-chips
ที่มาภาพ: tudelft

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

โดรน
เขียนโดย

นักเขียนอิสระ สนใจเทคโนโลยี เชื่อว่าคอนเทนต์และ Storytelling ที่ดี สามารถเชื่อมโยงผู้คนกับข้อมูลได้

บทความที่เกี่ยวข้อง

พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้าสิ่งแวดล้อม

พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้า

องค์การอุตุนิยมวิทยาโลก (WMO) กล่าวในรายงานสภาพอากาศรายเดือนว่า ปรากฏการณ์เอลนีโญในปีนี้จะทวีความรุนแรงขึ้นก่อนจะถึงจุดสูงสุดในเดือนธันวาคม และมีความแน่นอนเกือบ 100% ว่าจะอยู่จนถึงเดือนกุมภาพันธ์ปีหน้า

12 ต.ค. 69|3 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคตเทคโนโลยี

หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคต

ในยุคสมัยปัจจุบันการแพทย์แบบเฉพาะจุด (Precision Medicine) กำลังจะทำให้เรื่องที่ดูไกลตัวอย่างหุ่นยนต์ซ่อมแซมร่างกายที่เราเคยเห็นในภาพยนตร์กลายเป็นความจริงขึ้นมา

12 ต.ค. 69|7 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2!วิทยาศาสตร์

เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2!

เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2 “โฟกัส” อยู่ที่วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจทางสังคมอีก 2 เรื่อง 2 คน คือ “โสกราตีส” (Socrates) และ “เปาบุ้นจิ้น”

11 ต.ค. 69|1 วันที่แล้ว
อ่านต่อ →
อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%AI

อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศวิทยาศาสตร์

กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศ

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
Meta แบนโฆษณา TikTok บน Facebook และ Instagram ใน 7 ประเทศ รวมไทย มีผลทันที!Social Media

Meta แบนโฆษณา TikTok บน Facebook และ Instagram ใน 7 ประเทศ รวมไทย มีผลทันที!

10 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
Google SynthID Detector ตรวสอบลายน้ำ ภาพ คลิปวิดีโอ เสียง ที่สร้างจาก AIAI

Google SynthID Detector ตรวสอบลายน้ำ ภาพ คลิปวิดีโอ เสียง ที่สร้างจาก AI

10 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ไทเทเนียมลอยน้ำได้! โครงสร้างตาข่ายพิมพ์ 3 มิติ ต่อยอดทุ่น-เซนเซอร์สำหรับงานกลางทะเลเทคโนโลยี

ไทเทเนียมลอยน้ำได้! โครงสร้างตาข่ายพิมพ์ 3 มิติ ต่อยอดทุ่น-เซนเซอร์สำหรับงานกลางทะเล

10 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ผลตรวจสุขภาพโลกล่าสุด! เราข้ามขีดจำกัดของโลก ไปแล้ว 7 ใน 9 ข้อสิ่งแวดล้อม

ผลตรวจสุขภาพโลกล่าสุด! เราข้ามขีดจำกัดของโลก ไปแล้ว 7 ใน 9 ข้อ

09 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ลูกเรือ Crew-12 กลับถึงโลกปลอดภัย! ปิดฉากภารกิจในอวกาศ 237 วันอวกาศ

ลูกเรือ Crew-12 กลับถึงโลกปลอดภัย! ปิดฉากภารกิจในอวกาศ 237 วัน

09 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
Francis Halzen คว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ 2026 จากการบุกเบิกการตรวจจับนิวทริโนพลังงานสูงจากเอกภพวิทยาศาสตร์

Francis Halzen คว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ 2026 จากการบุกเบิกการตรวจจับนิวทริโนพลังงานสูงจากเอกภพ

08 ต.ค. 69
อ่านต่อ →