Introduction

โลกเรามันฉลาดขึ้นทุกวันเลยนะน้อง เทคโนโลยีที่โตไวเหมือนรถไฟเหาะตีลังกาเนี่ย ทำให้วิถีชีวิตประจำวันของเราพลิกโฉมไปเลย งานบ้านงานเรือนหลายอย่างก็ง่ายขึ้น เกือบทุกอย่างถูกควบคุมอัตโนมัติได้ แถมสั่งงานด้วยเสียงตัวเองก็ยังได้

ในบ้านเรา ห้องครัวเนี่ยเป็นพื้นที่สำคัญที่ยังมีช่องว่างให้พัฒนาในเรื่องระบบอัตโนมัติอยู่เยอะเลย ตอนนี้การจัดการของในครัวกลายเป็นงานที่กินเวลาไปไม่น้อย เราต้องคอยส่องดูของในครัวตลอดเวลาเพื่อไม่ให้ของขาด แต่ไม่ว่าเราจะพยายามแค่ไหน บางทีเราก็ต้องเจอกับขวดเปล่าโป้งๆ ตอนจำเป็นสุดๆ อยู่ดี พอจะเลี่ยงปัญหานี้ เราก็เลยซื้อของมาเผื่อๆ มากเกินไป สุดท้ายก็ลงท้ายที่ถังข้าวกันเยอะแยะ

เจ้า Cuisine Assistant คืออะไร?

Cuisine Assistant คือระบบจัดการของในครัวแบบ Smart IoT ที่ช่วยจัดการระดับอาหารในครัวให้มีประสิทธิภาพและราบรื่นขึ้น ด้วยการผสานเซ็นเซอร์วัดน้ำหนัก (Load Cell) เข้ากับ Alexa ระบบนี้จะสร้างอินเตอร์เฟซแบบพูดคุยสำหรับตู้กับข้าวคุณ ช่วยให้คุณทำอาหารได้ดีขึ้นและลดการทิ้งของเสียลง

มันช่วยเราในการจัดการของในครัวได้อย่างมีประสิทธิภาพและราบรื่น ระดับของวัตถุดิบทั้งของแข็งและของเหลวจะถูกวัดด้วยเซ็นเซอร์วัดน้ำหนัก (Load Cell) จากนั้นปริมาณของวัตถุดิบจะถูกคำนวณโดยใช้คุณลักษณะของมัน เช่น ความหนาแน่น สถานะ (ของแข็ง/ของเหลว) รูปแบบบรรจุภัณฑ์ และอื่นๆ

Sensing Strategy: มากกว่าแค่นับของธรรมดา

ต่างจากระบบที่พึ่งการสแกนบาร์โค้ด (ซึ่งมันช่างน่าเบื่อ) Cuisine Assistant ใช้ Mass-Based Inventory Tracking:

• Precision Load Cells: ใช้ Load Cell ขนาด 5KG สองตัวและ โมดูล HX711 24-bit ADC ระบบจะวัดน้ำหนักของภาชนะ (ข้าว, น้ำตาล, พาสต้า, หรือน้ำมัน) ได้อย่างแม่นยำ
• Intelligent Density Logic: ระบบไม่ได้แค่รายงานเป็น "กรัม" ธรรมดาๆ มันใช้ตรรกะความหนาแน่นที่โปรแกรมไว้ล่วงหน้าเพื่อรายงานค่าในหน่วยที่เกี่ยวข้อง เช่น ระบุได้ว่ามีน้ำตาลเต็ม "ห่อ" อยู่กี่ห่อในตู้ กับมีน้ำตาลเหลือกี่กรัมในโหลในครัว

โครงสร้าง (Structure)

Demo

เป้าหมาย (Objective)

เป้าหมายหลักของพี่คือทำให้การจัดการของในครัวเป็นเรื่องที่ง่ายขึ้น จัดไปวัยรุ่น!

• ผู้ใช้สามารถถาม Alexa ว่า "วันนี้ทำอะไรกินได้บ้าง" แล้ว Alexa จะเสนอเมนูอาหารตามระดับของในครัวที่มีอยู่ โดยคำนึงถึงวันหมดอายุของวัตถุดิบเพื่อลดการทิ้งของเสีย
• ผู้ใช้สามารถถามได้ว่าสามารถทำอาหารจานหนึ่งๆ ได้หรือไม่ ถ้าไม่ได้ ระบบก็จะสร้างรายการซื้อของสำหรับส่วนผสมที่ขาดไปให้เอง
• ผู้ใช้สามารถขอให้ Alexa วางแผนเมนูอาหารสำหรับทั้งสัปดาห์และสร้างรายการซื้อของได้เลย

The Cloud Brain: Alexa + AWS Lambda

สมองอัจฉริยะของระบบนี้อยู่บน AWS Cloud นะตัวนี้:

1. Recipe Planning: ลองถาม Alexa ว่า "What can I cook with what I have?" ระบบจะตรวจสอบสต็อกปัจจุบันกับฐานข้อมูลสูตรอาหาร แล้วเสนอเมนูที่คุณทำได้โดยไม่ต้องวิ่งไปร้านค้า
2. Waste Prevention: ด้วยการติดตามว่าเมื่อไหร่ที่ภาชนะถูก "เปิดใช้" (ผ่านรูปแบบการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนัก) Cuisine Assistant จะเตือนคุณเมื่อวัตถุดิบใกล้ถึงวันหมดอายุที่สั้นลงแล้ว
3. Automated Shopping Lists: ถ้าคุณขาดวัตถุดิบสำหรับทำอาหารจานโปรด Alexa สามารถเพิ่มรายการที่ขาดไปลงในรายการซื้อของดิจิทัลของคุณได้ทันที สู้งานนะน้อง!

ความสัมพันธ์ระหว่างวัตถุดิบกับอุปกรณ์คืออะไร

ความสัมพันธ์ระหว่างวัตถุดิบกับอุปกรณ์เนี่ย เป็นแบบ Many-to-Many relationship ครับน้อง หมายความว่าวัตถุดิบหนึ่งอย่างสามารถโยงไปหาอุปกรณ์ได้หลายชิ้น และในทางกลับกัน อุปกรณ์หนึ่งชิ้นก็สามารถโยงไปหาวัตถุดิบได้หลายอย่างเหมือนกัน

• เหตุผลที่วัตถุดิบหนึ่งอย่างโยงไปหาอุปกรณ์ได้หลายชิ้น ก็เพราะบางอย่างเราอาจเก็บไว้หลายที่ อย่างเวลาซื้อน้ำตาลมา เราก็ไม่ได้ซื้อมาแค่ถุงเดียวใช่มั้ยล่ะ? เราก็เก็บส่วนใหญ่ไว้ในห้องเก็บของ แล้วก็แบ่งบางส่วนมาไว้ในครัว อย่างในวิดีโอตัวอย่างที่เห็นนั่นแหละ พอถาม Alexa ว่า "ฉันมีน้ำตาลเหลือเท่าไหร่" เธอก็ตอบกลับมาว่า "มีอยู่ 5 ถุง ถุงละ 1000 กรัม ในห้องใต้ดิน และอีก 642 กรัมในครัว"
• ส่วนเหตุผลที่อุปกรณ์หนึ่งชิ้นโยงไปหาวัตถุดิบได้หลายอย่าง ก็เหมือนในวิดีโอตัวอย่างไง อุปกรณ์ชิ้นนั้นโยงไปหาข้าว, น้ำตาล, พาสต้า และน้ำมันเลย

โครงสร้างแบบ Many-to-Many เนี่ยแหละคือฟีเจอร์เด็ดของโปรเจกต์นี้ มันจำลองตู้กับข้าวในบ้านที่วุ่นวายได้สมจริงสุดๆ

ปัญหาหลักที่ต้องแก้คืออะไร

ปัญหาหลักที่พี่กำลังเจอตอนนี้คือเรื่องการจัดการของเหลือ อย่างสมมติเราจะทำอาหารที่ใช้มะเขือเทศกระป๋อง เราก็เปิดกระป๋องมา ใช้ไปบางส่วน แล้วเก็บส่วนที่เหลือไว้ในตู้เย็น พอเปิดกระป๋องแล้ว อายุของมะเขือเทศก็สั้นลง เราก็ต้องคอยติดตามวัตถุดิบส่วนนี้ให้ดี ไอเดียที่พี่กำลังลองเล่นอยู่คือการสร้างอุปกรณ์ประเภทใหม่ที่วางไว้ในตู้เย็นได้ โดยระบบจะเป็นคนโยงมันเข้ากับวัตถุดิบให้เอง ไม่ต้องให้ผู้ใช้มาคอยเซ็ต

คุณภาพการประกอบระดับโรงงาน

วิสัยทัศน์ทั้งหมดนี้ถูกบรรจุลงในโครงไม้ที่ผ่านการกัดด้วยเครื่อง CNC อย่างสวยงาม โครงสร้างเน้นความแข็งแรง เพื่อให้ Load Cell ยังคงเทียร์ได้แม่นยำแม้ใช้งานหนัก มีจอ OLED สวยๆ สำหรับแสดงสถานะ และArduino MKR1000 คอยจัดการการเชื่อมต่อ Wi-Fi แบบเข้ารหัส Cuisine Assistant ตัวนี้คือหลักฐานที่แสดงให้เห็นถึงอนาคตของบ้านที่จัดการตัวเองได้

ภาพแยกชิ้นส่วน

ขั้นตอนการกัดด้วยเครื่อง CNC

นี่คือขั้นตอนที่พี่ใช้ในการกัดและประกอบบอร์ด แนะนำให้เริ่มกัดจากด้านบนก่อนนะ จะได้มั่นใจว่าวงกลมจะอยู่กึ่งกลางพอดี

การประกอบ PCB

อยากสร้างของตัวเองบ้าง?

ถ้าน้องยังสนใจอยากสร้างบอร์ด Cuisine Assistant ขึ้นมาใช้เองบ้าง ก็แค่สร้างส่วนฮาร์ดแวร์ให้เสร็จ ส่วนที่เหลือพี่จัดการให้หมดแล้ว ซึ่งรวมถึง:

• Alexa skill
• เซิร์ฟเวอร์สำหรับยืนยันตัวตน
• ฐานข้อมูล
• End points ต่างๆ
• โครงสร้างหลัก (วัตถุดิบ, อุปกรณ์, สูตรอาหาร)

มีอย่างเดียวที่พี่ยังไม่ได้จัดการคือขั้นตอนการลงทะเบียน เพราะฉะนั้นถ้าอยากได้ข้อมูลการเข้าถึง ก็ต้องติดต่อมาหาพี่โดยตรงเลย

โปรเจกต์นี้ไม่ใช่แค่เรื่องการชั่งน้ำหนักธรรมดาๆ นะ มันเกี่ยวกับความสะดวกสบายของมนุษย์ที่ไร้รอยต่อ, การลดขยะอาหาร และการทำให้งานประจำวันของเรามีประสิทธิภาพมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเลย