Loading

Current Research Topics

โครงการที่ 1 การทำวิจัยบริสุทธิ์ด้านการคิดค้นวงจรและระบบอลวนด้วยทฤษฏีเคออส

   การวิเคราะห์และออกแบบระบบสัญญาณอลวนด้วยทฤษฏีเคออส ร่วมกับ ศ.ดร.ทาจิบานะ มาซาโยชิ จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีโคจิ และ รศ.ดร.บรรลือ ศรีสุชินวงศ์ จากสถาบันเทคโนโลยีนานาชาติสิรินธร เป็นการค้นคว้าวงจรกำเนิดสัญญาณขนาดเล็กมากและจัดสร้างด้วยเทคโนโลยี CMOS บนไมโครชิพ ทั้งนี้เพื่อเป็นการสร้างองค์ความรู้ใหม่ด้านฟิสิกส์ไม่เป็นเชิงเส้น อีกทั้งสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับการเข้ารหัสลับ และการสื่อสารแบบปลอดภัย ในระดับไฟล์ข้อมูล ซึ่งกระบวนการ Fabrication จะดำเนินการที่มหาวิทยาลัยโตเกียว ประเทศญี่ปุ่น
 
 
 ตัวอย่างไมโครชิพการสื่อสารด้วยวงจรกำเนิดสัญญาณอลวน
 Patrick Chiang, William J. Dally, Ming-Ju E. Lee., “Monolithic Chaotic Communications System”, 2001 IEEE International Conference on Circuits and Systems, Sydney, Australia, May 6-9, 2001.

โครงการที่ 2 การทำวิจัยประยุกต์ด้านเกษตรอัจฉริยะ

  การวิจัยและพัฒนาเกษตรอัจฉริยะ จะดำเนินการร่วมกับ พันเอก ผศ.ดร.ปรัชญา อารีกุล โรงเรียนนายร้อยพระจุลจอมเกล้า ซึ่งมีเนื้อที่แปดไร่ เพื่อเป็นศูนย์เรียนรู้ต้นแบบด้านเกษตรอัจฉริยะ ถวายแด่สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี โดยห้องวิจัยระบบอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ โดยมีพัฒนาอุปกรณ์ที่เรียกว่า Sensor เพื่อเก็บข้อมูล สภาพอากาศ น้ำฝน ลม อุณหภูมิความชื้นในดินและอากาศ แสดงผลออนไลน์ผ่านสมาร์ทโฟน รวมถึงระบบควบคุมการจ่ายน้ำแบบอัตโนมัติ อีกทั้ง เชื่อมต่อกับดาวเทียม จากนั้นระบบจะนำข้อมูลเหล่านี้จะถูกตั้งโปรแกรมส่งต่อไปที่หุ่นยนต์ให้ออกไปทำงานแทนเกษตรกร ซึ่งจะทำหน้าที่เพียงดูข้อมูลและสั่งการไปที่หุ่นยนต์เท่านั้น
   เกษตรอัจฉริยะเป็นการนำเอาแนวคิดเทคโนโลยีสมัยใหม่เข้ามาผสมผสานเข้ากับงานด้านการเกษตร ไม่ว่าจะเป็น คอมพิวเตอร์ อิเล็กทรอนิกส์ ไอที สื่อสาร เซ็นเซอร์ และเทคโนโลยีชีวภาพ ให้กลายมาเป็นฟาร์มอัจฉริยะ (Smart Farm หรือ Intelligent Farm) เกษตรอัจฉริยะมีความสามารถในการรับรู้ความเปลี่ยนแปลงต่างๆ ด้วยเซ็นเซอร์ และทำงานอย่างกึ่งอัตโนมัติ ดังนั้นความหมายของเทคโนโลยี เกษตรอัจฉริยะ จึงอยู่บนแนวคิดของการทำเกษตรสมัยใหม่ที่เรียกว่า เกษตรแม่นยำสูง (Precision Agriculture หรือ Precision Farming) เป็นกลยุทธ์ในการทำการเกษตรที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม โดยเกษตรกรสามารถจะปรับการใช้ทรัพยากรให้สอดคล้องกับสภาพของพื้นที่ย่อยๆ รวมไปถึงการดูแลอย่างมีประสิทธิภาพและแม่นยำ ซึ่งสามารถนำไปปรับใช้ได้ทั้งฟาร์มพืชและสัตว์
  เหตุที่เรื่องเกษตรแม่นยำมีความสำคัญเพราะ ในอนาคตจะมีประชากรเพิ่มขึ้น โดยจากรายงานของสหประชาชาติ ระบุว่า มนุษย์จะมีจำนวน 9,300 ล้านคน ในปี 2583 และเกินกว่า 10,000 ล้านคน ภายในสิ้นศตวรรษนี้ ดังนั้น ปริมาณการบริโภคจะเพิ่มขึ้น แต่พื้นการผลิตยังเท่าเดิม หากไม่มีการคิดเทคโนโลยีเรื่องเกษตรแม่นยำเพื่อบริหารจัดการทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัดให้เป็นประโยชน์มากที่สุด อาจะทำให้โลกต้องเจอกับปัญหาความมั่นคงทางอาหารได้ นอกจากนี้ ปัจจุบันเกษตรกรทั่วโลกรวมถึงเกษตรไทยมีอายุเฉลี่ยสูงกว่า 55 ปี ซึ่งอีก 10 ปีข้างหน้า จะเกิดภาวะการขาดแรงงานภาคการเกษตร เพราะเด็กรุ่นใหม่ไม่ต้องการเข้าสู่ภาคเกษตร

โครงการที่ 3 การทำวิจัยประยุกต์ด้านการสร้างหุ่นยนต์อุตสาหกรรมสำหรับ SMEs

  การจัดสร้างหุ่นยนต์หกแกนสำหรับหยิบจับและประกอบชิ้นงานสำหรับธุรกิจขนาดกลางและขนาดย่อม โดยจะจัดสร้างโดยนักศึกษาปริญญาโทจำนวน 2 คนที่มีความเชี่ยวชาญด้านเมคคาทรอนิกส์และอิเล็กทรอนิกส์ หุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่จะสร้างขึ้น จะทำหน้าที่เพื่อวางตำแหน่งชิ้นงานต่างๆ อย่างรวดเร็วและแม่นยำสูง มีส่วนประกอบข้อต่อหลายชิ้นส่วนเพื่อช่วยในการจำลองการเคลื่อนไหวของแขนมนุษย์ ส่วนข้อต่อเหล่านี้ต้องมีความแม่นยำในการเหวี่ยงสูง และมีความทนทานสูงเพื่อให้มั่นใจได้ว่าการหยุดกะทันหันจะไม่ทำให้การทำงานผิดพลาด
    โดยหุ่นยนต์ที่จะสร้างขึ้น จะใช้ ROS (Robot Operating System) นั่นคือ กรอบการทำงาน ที่มีความยืดหยุ่นสำหรับการเขียนโปรแกรมทางด้านหุ่นยนต์ โดยได้รวบรวมเครื่องมือและไลบรารีไว้เป็นหมวดหมู่ ลดความซับซ้อนและเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานกับแพลตฟอร์มที่หลากหลายของหุ่นยนต์ หรืออาจะกล่าวได้ว่า ROS ได้รวบรวมไลบรารีและเครื่องมือไม่ว่าจะเป็น hardware abstraction, device drivers, libraries, visualizers, message-passing, package management และอื่น ๆ อีกมากมาย เพื่อช่วยให้พัฒนาซอฟต์แวร์ในการสร้างแอพพลิเคชันทางด้านหุ่นยนต์ และที่สำคัญ ROS เป็นโอเพ่นซอร์ส
 
 ตัวอย่างหุ่นยนต์ต้นแบบ UR3
 Universal Robots เผยโฉม UR3 หุ่นยนต์แบบตั้งโต๊ะ สามารถทำงานร่วมกับมนุษย์ได้
 
    โดยหุ่นยนต์ที่จะสร้างขึ้น จะใช้ ROS (Robot Operating System) นั่นคือ กรอบการทำงาน ที่มีความยืดหยุ่นสำหรับการเขียนโปรแกรมทางด้านหุ่นยนต์ โดยได้รวบรวมเครื่องมือและไลบรารีไว้เป็นหมวดหมู่ ลดความซับซ้อนและเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานกับแพลตฟอร์มที่หลากหลายของหุ่นยนต์ หรืออาจะกล่าวได้ว่า ROS ได้รวบรวมไลบรารีและเครื่องมือไม่ว่าจะเป็น hardware abstraction, device drivers, libraries, visualizers, message-passing, package management และอื่น ๆ อีกมากมาย เพื่อช่วยให้พัฒนาซอฟต์แวร์ในการสร้างแอพพลิเคชันทางด้านหุ่นยนต์ และที่สำคัญ ROS เป็นโอเพ่นซอร์ส

โครงการที่ 4 การทำวิจัยประยุกต์ด้านการสร้างเครื่องกายภาพบำบัดมือและแขนผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมอง หรือ Stroke

   แนวโน้มผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองเพิ่มขึ้นทุกปีเฉลี่ย 2% ของจำนวนประชากรไทย โดยเฉพาะกลุ่มผู้สูงอายุและเริ่มขยายมาสู่กลุ่มวัยกลางคนที่มีอายุ 35-40 ปี และ 10% จากกลุ่มผู้พิการ ทำให้มีปัญหา อัมพฤกษ์ อัมพาตครึ่งซีก จำเป็นต้องได้รับการฟื้นฟูบริหารกล้ามเนื้อที่อ่อนแรงโดยนักกายภาพบำบัด การศึกษาวิจัยในต่างประเทศ พบว่า การใช้หุ่นยนต์มาช่วยกายภาพบำบัดมีประสิทธิภาพเท่ากับการ ใช้นักกายภาพบำบัด และให้ผลดีมากขึ้นเมื่อใช้ควบคู่กัน
   การพัฒนาหุ่นยนต์จะดำเนินการร่วมกับ คุณอรทัย พ่วงพี นักายภาพบำบัด โรงพยาบาลสมิติเวช และคุณอานนท์ ทองเต็ม ผู้จัดการฝ่ายเทคนิคด้านหุ่นยนต์ บริษัท Pinn Creative Space จำกัด (Research Student) โดยหุ่นยนต์ที่พัฒนา จะเป็นแบบสวมใส่ คือ ใช้มอเตอร์ตัวเล็ก ทำให้ใช้งานได้นานโดยไม่มีปัญหาเรื่องความร้อนของระบบขับเคลื่อน ตัวแขนจะออกแบบให้มีลักษณะการเคลื่อนที่คล้ายกับแขนคน โดยใช้กำลังจากมอเตอร์ร่วมกับระบบการควบคุมของข้อต่อต่างๆ เช่น ในส่วนของแขนท่อนบนประกอบด้วยข้อต่อ 4 ข้อแบ่งเป็นข้อต่อไหล่ 3 ข้อเนื่องจากไหล่ปกติเคลื่อนไหวได้ 3 ทิศทาง และข้อข้อศอกอีก 1 ข้อ ระบบควบคุมการทำงานโดยคอมพิวเตอร์ ที่มีความปลอดภัยกับผู้สวมใส่ จะมีโหมดต่างๆ ในการเลือกเพื่อใช้สร้างกิจกรรมการฟื้นฟูโดยคำนึงถึงระดับความสามารถในการเคลื่อนที่ของผู้ป่วย
 
 
 ตัวอย่างหุ่นยนต์ต้นแบบสำหรับการกายภาพบำบัดแขน
 Robotic-aided therapy for upper extremities ออนไลน์: http://www.allinahealth.org/Business-units/
 
   ในเบื้องต้น หุ่นยนต์จะทำงาน 2 โหมด ได้แก่ โหมดหุ่นยนต์ออกแรงช่วยเหลือผู้ป่วย (Assistive and Resistive mode) ในกรณีที่ผู้ป่วยไม่สามารถเคลื่อนแขนตัวเองไปตามเส้นทางที่กำหนด โดยระบบจะเป็นแบบอัตโนมัติสามารถตอบสนองการทำงานเองได้ เมื่อคนไข้สามารถควบคุมแขนกลตามเส้นทางที่กำหนดได้ดีขึ้นแรงที่แขนกลกระทำกับแขนคนไข้ก็จะน้อย แต่ถ้าคนไข้ไม่สามารถเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่กำหนดแขนกลก็จะออกแรงช่วยคนไข้ ส่วนอีกโหมดคือโหมดการทำงานแบบสร้างแรงต้าน (Resistive mode) ที่เหมาะสำหรับคนไข้ที่มีอาการดีขึ้นและต้องการฟื้นฟูสมรรถนะ โดยแรงกระทำของผู้ป่วยต่อการดำเนินกิจกรรมบำบัดจะถูกแสดงผลในรูปแบบของกราฟที่ปรากฎขึ้นบนหน้าจอ ที่จะระบุให้เห็นอย่างชัดเจนว่าผู้ป่วยคนนั้นมีการทำงานของข้อต่อใดดีหรือไม่ดี เพราะที่มอเตอร์ของแต่ละข้อต่อจะมีตัวตรวจจับแรงกระทำของมอเตอร์ต่อแขนติดตั้งอยู่ ซึ่งแพทย์หรือนักกายภาพบำบัดสามรรถนำข้อมูลจากกราฟนี้ไปใช้สำหรับการประเมินหรือออกแบบการรักษาได้

โครงการที่ 5 การทำวิจัยประยุกต์ด้านการสร้างอุปกรณ์เชื่อมต่ออุปกรณ์ IoT

   จากการคาดการณ์ในผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรม IT ในอีก 5 ปี ข้างหน้า ณ จากนี้ไป อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวันชนิดต่างๆ จะเชื่อมกับระบบอินเทอร์เน็ต เพิ่มมากขึ้นกว่าปัจจุบันกว่า 300 เปอร์เซ็นต์ หรือประมาณกว่า แสนล้านชิ้น เนื่องจากอุปกรณ์ Sensor ต่างๆ ที่จะติดตั้งในอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวัน และส่งสัญญาณต่างๆ ผ่านระบบอินเทอร์เน็ตจะมีราคาลดลงไม่น้อยกว่า 80-90% จากราคาในปัจจุบัน การเชื่อมต่อโดยมี Sensor ที่เกิดขึ้นจากความทันสมัยซึ่งมีต้นทุนที่ต่ำลงทุกๆ วันของ เทคโนโลยี Micro Electromechanical Sensors (MEMS) นั้นไม่ได้จำกัดเพียงแค่บริบทของชีวิตประจำวันเท่านั้น แต่อาจจะเป็นการเชื่อมต่อระหว่างสิ่งของในอุตสาหกรรมหนึ่งกับสิ่งของในอีกอุตสาหกรรมหนึ่ง หรือ อุตสาหกรรมกับหน่วยงาน และ อื่นๆ อีกมากมายหลายบริบท จากการกระดมสมองในห้องวิจัยระบบอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ พบว่ามีอุปกรณ์ IoT ในท้องตลาดมากมาย แต่ละอุปกรณ์ ต่างมี protocol เป็นของตัวเอง เช่นการสื่อสารด้วยความถีที่ต่างกัน ดังภาพด้านล่าง
 
 
 ความถี่ในการสื่อสารของอุปกรณ์ IoT แต่ละประเภท
 A Guide to the Internet of Things Battlefield of Communication Protocols ออนไลน์: http://www.ambisense.net/
 
   ปัญหาที่พบคือ ยังไม่มีอุปกรณ์กลางที่จะเชื่อมต่อ ความถี่ที่ต่างกัน โปรโตคอลที่ต่างกัน เนื่องจากยังไม่มีมาตรฐานของ IoT ที่ขัดเจน ดังนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องสร้างอุปกรณ์ที่จะเป็น Hub ในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ทุกยี่ห้อ เพื่อความสะดวกในการควบคุม โดยมีแนวคิดที่จะนำเสนอ The standard platform for internet of things
 แนวคิดการสร้างอุปกรณ์มาตรฐานที่รองรับทุกเซ็นเซอร์ ทุกโปรโตคอล และทุกระบบคลาวน์