โปรเจกต์ Maze Solving Bot

IDEA:

ในสถานการณ์ปัจจุบัน เครือข่ายถนนที่หนาแน่นในเมือง พื้นที่เสี่ยงภัยพิบัติ และสภาพแวดล้อมที่เกิดสงครามล้วนมีปัญหาด้านการนำทางที่คล้ายคลึงกัน ภารกิจเฉพาะเจาะจง สภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย และสภาวะที่ไม่เหมาะสมต่อการอยู่อาศัย เป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนผ่านไปสู่เทคโนโลยี autonomous และกลไกที่เน้นการตัดสินใจ เป็นที่ทราบกันดีว่าแนวคิดของ Algorithm ในการตัดสินใจ สำหรับการใช้งานอย่างการแก้โจทย์เขาวงกต (maze solving) นั้นเป็นทางนำไปสู่เป้าหมาย แม้ว่าความท้าทายในการแก้โจทย์เขาวงกตจะมีมานานกว่าสามศตวรรษแล้ว แต่ก็ยังคงมีความสำคัญอย่างยิ่งในวงการ robotics หากหุ่นยนต์ถูกวางไว้ในสภาพแวดล้อมที่ไม่คุ้นเคย มันควรจะมี Algorithm การตัดสินใจที่ดีเพื่อให้สามารถแก้โจทย์เขาวงกตได้สำเร็จ ดังนั้น ในการออกแบบหุ่นยนต์นี้เราจึงเลือกใช้ LSRB algorithm

WORKING:

Algorithm:

Maze solving robot เป็นหนึ่งในหุ่นยนต์ autonomous ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด หุ่นยนต์แก้โจทย์เขาวงกตของเราจะวิ่งในเขาวงกตหลายรอบ โดยรอบแรกจะสร้างแผนที่ของเลย์เอาต์เขาวงกตและเก็บไว้ใน memory จากนั้นจะวิ่งผ่านเส้นทางที่สั้นที่สุด ซึ่งทำได้ผ่าน LSRB algorithm หุ่นยนต์จะกำหนดทิศทางโดยการเคลื่อนที่ตามกำแพงด้านซ้ายหรือขวา ในหุ่นยนต์ของเรา เราใช้ LSRB algorithm ซึ่งระบุว่าเมื่อถึงทางแยก ให้เลี้ยว left หากทำได้ ถ้าไม่ได้ให้ตรงไป straight หากทำได้ ถ้าไม่ได้ให้เลี้ยว right หากทำได้ และถ้าทำไม่ได้เลยให้กลับตัว around เพราะคุณอยู่ที่ทางตัน (dead end) จะต้องมีการติดตั้ง Program/Algorithm เพื่อนำทางหุ่นยนต์ไปยังจุดสิ้นสุดของเขาวงกตโดยใช้ ANSI C

ด้วยวิธีนี้ หุ่นยนต์จะตอบสนองได้เร็วขึ้นและไปถึงจุดสิ้นสุดในเวลาที่น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

Hardware:

ในหุ่นยนต์ของเรา เราใช้ Arduino Uno board ซึ่งทำหน้าที่เป็นสมองของหุ่นยนต์ เพราะการตัดสินใจทั้งหมดที่หุ่นยนต์ใช้เพื่อแก้โจทย์เขาวงกตถูกควบคุมโดยบอร์ดนี้ และมีการใช้ ultrasonic sensors จำนวนสามตัวในการรับ input หุ่นยนต์สามารถสแกนสิ่งกีดขวางได้ด้วยความช่วยเหลือของ ultrasonic sensors โดยจะส่งคลื่นอัลตราโซนิกจากหัว sensor และรับคลื่นที่สะท้อนกลับมาจากวัตถุอีกครั้ง ด้วยการวัดระยะเวลาที่ล่าช้าจากการส่งและการรับคลื่นเสียง มันจะตรวจจับตำแหน่งของวัตถุหรือกำแพง จากนั้นจะเคลื่อนที่ตาม Algorithm เพื่อหลบหลีกสิ่งกีดขวางทั้งหมดและไปถึงจุดหมายปลายทาง นอกจากนี้ หุ่นยนต์ตัวนี้ยังมีฟีเจอร์พิเศษในการนำทางผ่านการควบคุมของมนุษย์ โดยเราใช้ Bluetooth module ซึ่งฟีเจอร์นี้สามารถใช้ในกรณีฉุกเฉินเมื่อจำเป็นต้องมีการตัดสินใจควบคุมโดยมนุษย์

Applications:

การประยุกต์ใช้งานของยานพาหนะแบบ autonomous เหล่านี้มีตั้งแต่ภารกิจง่ายๆ เช่น หุ่นยนต์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อขนย้ายสินค้าในโรงงาน, งานด้านการทหาร, การทำเหมือง, สำนักงาน รวมถึงอาคารต่างๆ เพื่อตรวจจับพื้นที่อันตรายหรือเข้าถึงยาก เช่น การดมหาวัตถุระเบิด, การค้นหามนุษย์ในซากปรักหักพัง เป็นต้น