Ross Robotics หุ่นยนต์แบบ Modular

 Ross02    Ross03

แรงบัลดาลใจจากธรรมชาติ

แน่วแน่ดังปลาแซลม่อนที่ว่ายทวนน้ำ แข็งแรงทนทานเหมือนตัวนิ่ม ปีนป่ายและคลานได้อย่างตุ๊กแก สามารถเรียนรู้การใช้เครื่องมือต่างๆได้อย่างลิงชิมแปนซี และทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่ร้ายแรงและเป็นพิษได้อย่างแมลงสาป  นั่นคือหุ่นยนต์จาก Ross Robotics ที่เรียบง่ายแต่ซับซ้อน เป็นหุ่นยนต์ที่ปรับเปลี่ยนโครงสร้างได้ ซึ่งสามารถรองรับการทำงานที่หลากหลายและรองรับอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวาง

 Ross04      Ross05      Ross06

สิ่งที่ทำให้ Ross Robotics แตกต่างก็คือการออกแบบและผลิตโมดูลที่สามารถปรับเปลี่ยนได้หลายแบบ "หุ่นยนต์ของเราดูแล้วแตกต่างกัน แต่ที่จริงแล้วใช้ชิ้นส่วนที่เหมือนกัน ทำให้สามารถประกอบ หรือถอดได้ตามต้องการ ตามแต่วัตถุประสงค์ในการใช้งาน" Philip Norman ผู้ร่วมก่อตั้งและ Chief Technical Officer (CTO) อธิบาย  ชิ้นส่วนทุกชิ้นเป็นอิสระต่อกัน โดยสามารถต่อเข้าด้วยกันและสามารถเลื่อนไปยังตำแหน่งใหม่ได้ ซึ่งแตกต่างจากระบบที่เป็น Building-blocks ที่ชิ้นส่วนจะต่อกันได้แค่บางทิศทาง ซึ่งระบบ Robosynthesis Modular Platform ไม่มีข้อจำกัดดังกล่าว

จาก Concetp จนเป็นรูปเป็นร่างด้วย Solid Edge

ระบบ Robosynthesis Modular Platform กำเหนิดในช่วงต้นของศววรรศที่ 21 เมื่อ Norman ที่อาศัยอยู่ที่ฝรั่งเศษในช่วงเวลานั้นได้คนพบ concept ของโครงสร้างของเล่นแบบใหม่ ซึ่งเขาได้เล่าให้เพื่อนวิศวกรที่แนะนำให้เขารู้จักกับ Solid Edge ว่าเขาเกิดไอเดียที่วิเศษ และเขาสามารถแปลงความคิดและความใฝ่ฝันนั้นให้เกิดเป็นรูปร่างที่ชัดเจนได้ด้วย Solid Edge ที่สามารถสร้างรูปทรงแบบ 3D ได้ง่ายๆ ทำงานออกแบบได้สะดวกทั้งการออกแบบ Part และ Assembly ตลอดจนสามารถสร้างชิ้นงานเก็บไว้ใน Library ได้ เมื่อไอเดียของเขาพัฒนาขึ้น Norman ก็ตัดสินใจมุ่งไปที่การพัฒนาหุ่นยนต์แบบ Modular ซึ่งความท้าทายก็คือต้องสร้างชิ้นงานให้สามารถเชื่อมต่อกันและสามารถหมุนได้

เข้าถึงความซับซ้อนได้จากความเรียบง่าย

Ross09

Norman ได้คำตอบในรูปแบบของข้อต่อเอนกประสงค์ที่สามารถยึดในทิศทางใดก็ได้ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนา Robosynthesis Modular Platform ซึงหลังจากนั้นเขาก็ได้รับสิทธิบัตร  เมื่อสามารถแก้ปัญหาในการเชื่อมต่อทางกายภาพได้ เขาก็เริ่มคิดเรื่องการเชื่อมต่อข้อมูลนั่นก็คือการออกแบบ Jack ที่มีสามารถทนต่อความสั่นสะเทือนและแรงที่มากระทำ ที่สามารถเชื่อมต่อกระแสไฟฟ้า สื่อสาร ส่งผ่านข้อมูล และชารจ์ไฟได้ในตัวเดียวกัน

นอกจากนั้น Norman ยังก้าวหน้าไปอีกขั้นด้วยการออกแบบระบบล้อที่ได้รับแรงบันดาลใจจากเท้าเป็ดที่มีโครงสร้างเป็นแบบพังผืด ซึ่งเขาได้ตั้งชื่อระบบล้อนี้ว่า 'CLAWWS' โดยล้อระบบนี้สามารถเคลื่อนที่ในพื้นที่ที่ไม่เรียบไม่เป็นระเบียบเช่นพุ่มไม้ พุ่มไม้มีหนาม เป็นต้น  การออกแบบรูปทรงที่แม่นยำสำหรับการนี้ใช้เวลานาน แต่ด้วย Solid Edge เขาสามารถออกแบบ save ลองแบบอื่นๆ หรือย้อยกลับมาแบบเดิมได้ ทำให้ทางเลือกเปิดอยู่เสมอ บางครั้งการตัดสินใจนำมาซึ่งการสิ้นสุดของความสร้างสรรค์ ซึ่ง Norman เลือกที่จะทำงานภายใต้ความไม่แน่นอนจนกระทั่งเขามั่นใจที่สุด ซึ่งเขาสามารถทำการเปลี่ยนแปลงได้อย่างฉับไวก่อนที่จะตัดสินใจจริงๆ  เนื่องด้วย Solid Edge มีความสามารถใหม่ในการสร้างชิ้นงานด้วย Synchronous จึงทำให้บางขั้นตอนในการออกแบบเร็วขึ้นเป็นอย่างมาก ทำให้สามารถลดเวลาโดยรวมได้ถึง 75%

เนื่องด้วย Norman ออกแบบหุุ่นยนต์โดยลอกเลียนแบบสัตว์ หุ่นยนต์จึงได้รับการออกแบบให้ c.g. อยู่ที่ระดับต่ำเพื่อให้มีความมั่นคง และยังออกแบบให้มีหางที่ทำหน้าที่ปรับสมดุลย์ไม่ให้เกิดการพลิกคว่ำ ชิ้นส่วนต่างๆมีสปริงและมีความยืดหยุ่น ทำให้หุ่นยนต์มีความคล่องแคล่วและปรับตัวได้ดี ชิ้นส่วนเป็นพลาสติกแบบต่างๆผลิตโดยการทำ Vacuum casting โดย Tooling ที่ผลิตจากเครื่อง CNC

เหตุผลที่ Norman เลือกใช้พลาสติกก็เนื่องจากพลาสติกมีความยืดหยุ่นและมีต้นทุนการผลิตที่ต่ำ อย่างไรก็ตามก็ต้องนำชิ้นส่วนพลาสติกเหล่านี้มาเคลือบด้วยโลหะบางๆแทนที่จะใช้ชิ้นส่วนที่เป็นโลหะ ซึ่งกระบวนการนี้ช่วยให้สามารถสร้างชิ้นส่วนที่มีความแข็งแรง ราคาถูก และมีน้ำหนักเบาได้

ออกแบบที่สวยงาม และคุณสมบัติในการทำงานที่ดี

    Ross10     Ross11

    Ross12     Ross13

สิ่งหนึ่งที่ Norman ให้ความสนใจก็คือความสามารถในการรู้จักสิ่งต่างๆและความสามารถในการหาเส้นทาง ดังนั้นเขาจึงกระตือรือร้นที่จะให้เกิดความมั่นใจว่า Robosynthesis Modular Platform นั้นใช้งานง่าย โดยผู้ใช้ที่ไม่มีประสบการณ์ก็สามารถเข้าใจได้ ยิ่งกว่านั้นในขั้นตอนการประกอบไม่จำเป็นต้องใช้ Bolt เลย เพียงนำชิ้นส่วนกดเข้าหากันก็จะเกิดเสียง "คลิ๊ก" ที่ทำให้เราแน่ใจว่าเชื้อมต่อเรียบร้อยแล้ว  นอกจากนั้น Norman ยังได้รับประโยชน์จากความสามารถในการสร้างภาพ Rendering แบบคุณภาพสูงใน Solid Edge ที่มีประโยชน์มากสำหรับงานด้านการตลาด

Ross14สำหรับ Norman แล้วมีเหตุการณ์สำคัญหลายๆครั้งของการพัฒนา ที่แสดงให้เห็นว่าความคิดสร้างสรรค์นั้นทำงานในรูปแบบที่ลึกลับ เช่นเพียงแค่การสังเกตุก็สามารถทำให้เกิดความเพี้ยนของอนุภาคในระดับ Subatomic ได้ ดังนั้นการพินิจพิเคราะห์อาจไม่สามารถหาคำตอบสุดท้ายได้ เราจะพบกับความท้าทายที่ยิ่งใหญ่เสมอเมื่อคอนเซ็ปต์ได้รับการพัฒนาต่อไป ความมุ่งมั่นของเขานำไปสู่การจดสิทธิบัตรหลายใบ และ Robosynthesis Modular Platform ก็ได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก

แนวโน้มที่มีศักยภาพในการประยุกต์การใช้งานก็คือ งานด้านการกู้ระเบิด งานด้านเกษตรกรรม และงานซ่อมบำรุงโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ "นอกเหนือจากความกระตือรือร้นสนใจ และงานออกแบบที่ส่วยงามแล้ว หุ่นยนต์ของเราจริงๆก็เป็นเพียงชิ้นส่วนที่ประกอบเข้าด้วยกัน และ Solid Edge ก็เป็นหัวใจในการออกแบบของเรา เนื่องจาก Solid Edge สามารถออกแบบชิ้นงานได้อย่างยอดเยี่ยม" Norman สรุป

 

 สรุปความจากบทความ “Ross Robotics” จาก Siemens PLM