นักวิจัยพัฒนาระบบโดรนไร้คนขับที่ใช้ “เซนเซอร์รับสัมผัส” แทนการมองด้วยกล้อง ช่วยให้บินโฉบและจับเกาะกิ่งไม้ได้อย่างแม่นยำแม้อยู่ในมุมอับสายตาหรือมีแสงน้อย ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานในพื้นที่ซับซ้อนได้
ปัญหาใหญ่ของการใช้งานโดรนในปัจจุบันคือระยะเวลาการบินที่จำกัดเนื่องจากแบตเตอรี่หมดไว รวมถึงความยากลำบากในการลงจอดเพื่อพักเกาะตามธรรมชาติ โดยเฉพาะในพื้นที่ซับซ้อนอย่างป่าดงดิบหรือเขตภัยพิบัติ ทีมนักวิจัยได้พัฒนาโดรนที่ไม่ต้องพึ่งพากล้อง แต่ใช้ระบบ "สัมผัส" ในการรับรู้สภาพแวดล้อม ซึ่งช่วยให้โดรนสามารถบินเข้าเกาะกิ่งไม้ได้อย่างมั่นคงเหมือนกับนกตามธรรมชาติ
มิติใหม่ของการลงจอดในพื้นที่อับสายตา
โดยทั่วไป โดรนจะใช้อุปกรณ์วัดระยะทางด้วยแสงและกล้องประมวลผลภาพในการตรวจจับสิ่งกีดขวาง ทว่าในสภาวะที่มีหมอกหนา ควันไฟ หรือความมืดมน มนุษย์และหุ่นยนต์มักประสบปัญหาการมองเห็นที่ไม่ชัดเจน ทีมนักพัฒนาจึงเปลี่ยนแนวคิดจากการใช้สายตามาเป็นการเลียนแบบพฤติกรรมของนก ที่ใช้นิ้วและเท้าสัมผัสโครงสร้างของกิ่งไม้เพื่อปรับแรงโอบรัดให้พอดี เทคโนโลยีนี้จะช่วยให้โดรนประมวลผลโครงสร้างสัมผัสได้แบบเรียลไทม์ และล็อคตำแหน่งการเกาะได้อย่างปลอดภัยโดยไม่ร่วงตก แม้ต้องเผชิญกับกิ่งไม้ที่มีรูปทรงบิดเบี้ยวหรือไม่แน่นอนก็ตาม
กลไกของโครงสร้างขาสำหรับเกาะ
ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเดลฟ์ (Delft University of Technology) ประเทศเนเธอร์แลนด์ ได้ออกแบบโครงสร้างขาเกาะอัจฉริยะที่ติดตั้งเซนเซอร์วัดแรงกดและความยืดหยุ่นไว้บริเวณปลายสัมผัส ซึ่งติดตั้งเป็นทองแดงทั้งหมด 9 จุดเพื่อใช้สัมผัสกับพื้นผิว เมื่อระบบสัมผัสได้ถึงพื้นผิว ตัวกลไกจะตอบสนองด้วยการโอบรัดกิ่งไม้อย่างรวดเร็วภายในเวลาไม่กี่มิลลิวินาที จึงเป็นการลดความซับซ้อนในการคำนวณของระบบคอมพิวเตอร์ลง เพราะไม่ต้องประมวลผลภาพถ่ายความละเอียดสูง แต่ใช้การตอบสนองเชิงกลแบบอัตโนมัติแทน
หยุดพักเพื่อประหยัดพลังงาน
การบินค้างอยู่กลางอากาศตลอดเวลาเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้โดรนสูญเสียพลังงานอย่างรวดเร็ว การที่โดรนสามารถ "เกาะพัก" ตามกิ่งไม้ เสาไฟฟ้า หรือโครงสร้างอาคารได้ ทำให้ระบบสามารถปิดมอเตอร์ขับเคลื่อนหลักแล้วเข้าสู่โหมดประหยัดพลังงาน ในขณะเดียวกันก็ยังคงเกาะอยู่บนที่สูงเพื่อปฏิบัติภารกิจต่อ เช่น การใช้อุปกรณ์ตรวจวัดสภาพอากาศ การส่งสัญญาณเชื่อมต่อเครือข่ายไร้สายยามฉุกเฉิน หรือการตั้งกล้องเฝ้าระวังภัย เป็นต้น ประโยชน์ที่เกิดขึ้นจริงคือการขยายขอบเขตการทำงานของโดรนให้ยาวนานขึ้นจากเดิมหลายสิบนาที กลายเป็นหลายวันหรือหลายสัปดาห์โดยไม่ต้องบินกลับมาชาร์จพลังงาน
หุ่นยนต์สำรวจกับนิเวศวิทยาและภัยพิบัติ
แนวโน้มในอนาคต เทคโนโลยีสัมผัสเพื่อลงจอดจะถูกนำไปประยุกต์ใช้ในภารกิจค้นหาและกู้ภัยในพื้นที่ประสบภัยธรรมชาติ เช่น ซากถล่มจากแผ่นดินไหว หรืออาคารพังทลายที่ไม่มีแสงสว่าง นอกจากนี้ ในเชิงนิเวศวิทยา นักวิจัยจะสามารถส่งโดรนเข้าไปในป่าลึกเพื่อติดตามพฤติกรรมสัตว์ป่าหรือตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงของระบบนิเวศได้โดยไม่รบกวนสิ่งมีชีวิตในพื้นที่ ความสำเร็จนี้จึงไม่ใช่แค่การทำให้โดรนเกาะกิ่งไม้ได้ แต่คือการทลายข้อจำกัดระหว่างจักรกลและธรรมชาติให้ผสานเข้าใกล้กันมากขึ้น
การเปลี่ยนผ่านจากเทคโนโลยีตรวจจับด้วยการมองเห็นมาสู่ระบบการรับรู้ด้วยการสัมผัส นับเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญของเทคโนโลยีการบินไร้คนขับ ไม่เพียงแต่จะช่วยแก้ปัญหาการสิ้นเปลืองพลังงานแบตเตอรี่ แต่ยังเปิดประตูสู่ความสามารถในการทำงานในสภาพแวดล้อมสุดขั้ว ในอนาคตเราอาจจะได้เห็นโดรนปฏิบัติการกู้ภัยและวิจัยสิ่งแวดล้อมที่ทำงานได้ยาวนานและฉลาดเฉลียวมากขึ้น โดยมีรากฐานมาจากระบบสัมผัสที่เลียนแบบจากธรรมชาติ
เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร
ที่มาข้อมูล: tudelft, newatlas, techxplore
ที่มาภาพ: tudelft
อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
