เทคโนโลยีหุ่นยนต์ สมองกลฝังตัว

เทคโนโลยีหุ่นยนต์ สมองกลฝังตัว


เทคโนโลยีระบบสมองกลฝังตัว (เอ็มเบ็ดเด็ด) เป็นเทคโนโลยีที่แวดล้อมอยู่รอบตัวในลักษณะที่แฝงไว้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ ซึ่งนับวันจะมีอิทธิพลและมีความสำคัญต่อการดำเนินชีวิตประจำวันของทุกคนในปัจจุบันไปแล้ว ด้วยความพิเศษของระบบสมองกลฝังตัว ที่ช่วยตอบสนองความต้องการหลากหลาย ทั้งการพัฒนาอุปกรณ์และเครื่องมือเครื่องใช้ จึงมีความสำคัญและจำเป็นเร่งด่วน เพื่อให้ทันต่อการเติบโตของผู้บริโภคและความต้องการของอุตสาหกรรม โดยเฉพาะประเทศไทยที่เป็นฐานการผลิตและส่งออกเครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ไปทั่วโลก ตลอดจนมียุทธศาสตร์ของประเทศที่จะเป็นศูนย์กลางการผลิตรถยนต์ของโลก จากเหตุผลข้างต้น ทำให้อุตสาหกรรมมีความต้องการบุคลากรที่มีความรู้ความสามารถเกี่ยวกับระบบสมองกลฝังตัวเป็นจำนวนมาก สมาคมสมองกลฝังตัวไทย จึงมีความคิดที่จะดำเนินโครงการสร้างและพัฒนานักพัฒนาทางด้านระบบสมองกลฝังตัวขึ้น ให้สามารถตอบสนองความต้องการของภาคอุตสาหกรรม โดยร่วมมือกับสถาบันการศึกษาในการส่งนักศึกษาชั้นปีที่ 3-4 ทีมละ 5 คน เข้าร่วมกิจกรรมในแต่ละวัน ประกอบด้วยการรับฟังการอบรมทฤษฎี และการฝึกฝนพัฒนาระบบเพื่อแก้ปัญหาที่กำหนด ขณะเดียวกัน นักศึกษาที่ผ่านกิจกรรมในโครงการ จะได้รับการเพิ่มพูนทั้งความรู้และทักษะในการพัฒนาระบบสมองกลฝังตัว อันเป็นประโยชน์แก่ทั้งตัวนักศึกษาและองค์กรที่นักศึกษากลุ่มนี้จะเข้าไปทำงานในอนาคต นายสุทัศน์ ปฐมนุพงศ์ ผู้อำนวยการโครงการระบบสมองกลฝังตัว ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ หรือเนคเทค กล่าวถึงภาพรวมอุตสาหกรรมสมองกลฝังตัวไทยว่า ประเทศไทยมีความพร้อมในเรื่องบุคลากรที่มีความรู้ระดับสูง แต่มีจำนวนน้อย เมื่อเทียบกับความต้องการของตลาดโลก ดังนั้นจึงต้องเร่งสร้างบุคลากรจำนวนมาก “ขณะนี้บุคลากรที่พยายามจะสร้างค่อนข้างน้อย เมื่อเทียบกับตลาดที่มีความต้องการมาก ไม่ใช่เฉพาะประเทศไทยเท่านั้น แม้แต่ในตลาดโลก ก็พบว่าปัญหา คือ ขาดคนด้านระบบสมองกลฝังตัว ประมาณ 7 แสนคน เพราะญี่ปุ่นต้องการคนด้านนี้ อุปกรณ์ต่างๆ กว่า 90% ต้องใช้ระบบสมองกลฝังตัว แต่ถามว่ามีกลุ่มที่มีความรู้สูงๆ หรือไม่ คำตอบคือมี” ผอ.โครงการระบบสมองกลฝังตัว เนคเทค กล่าว นายสุทัศน์ ให้ความเห็นต่อว่า การผลักดันให้เกิดคนที่มีศักยภาพ โดยส่วนหนึ่งคือการกระตุ้นนักศึกษาให้เกิดความสนใจ นำไปสู่การปฏิบัติ เห็นได้จากโครงการต่างๆ ที่หน่วยงานทั้งภาครัฐและเอกชนจัดขึ้น อาทิ การจัดประกวดแข่งขันหุ่นยนต์ เพราะเป็นระบบสมองกลฝังตัวเหมือนกัน ถึงแม้ว่าหุ่นยนต์ไม่สามารถสะท้อนภาพความเป็นจริงได้ และหลังจากที่ประกวดมีนักศึกษาส่วนน้อยมาก ที่จะกลับเข้าไปช่วยอุตสาหกรรม เพราะส่วนใหญ่เด็กที่มีความสามารถ จะเรียนต่อ ส่งผลให้ต้องใช้ระยะเวลานานกว่าจะกลับมาทำประโยชน์ ให้กับประเทศ นายธรรมนูญ กวินเฟื่องฟูกุล วิศวกรระบบซอฟต์แวร์ บริษัทซอร์สคอร์เปอร์ชั่น จำกัด (มหาชน) อดีตนักศึกษาคณะวิศวกรรมศาสตร์สาขาคอมพิวเตอร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ในฐานะตัวแทนทีมชนะเลิศ การประชันทักษะทางด้านระบบสมองกลฝังตัว Top Gun Rally 2007 หัวข้อ การพัฒนาต้นแบบระบบเฝ้าระวัง และช่วยตัดสินใจในการแจ้งเตือนภันสึนามิจากชายฝั่งทะเล เล่าว่า หลังเสร็จจากแข่งขันอุปกรณ์ถูกส่งคืนให้สมาคมสมองกลฝังตัวไทย หรือทีซ่า เพราะไม่รู้ว่าจะต้องปรับปรุงหรือทำอะไรต่อ โดยส่วนตัวมองว่า ถ้ามีการพัฒนาต่อยอดให้สำเร็จ จะสามารถลดต้นทุนในส่วนงบประมาณระบบเตือนภัยในประเทศได้ หรืออาจจะทำเครื่องเตือนภัย เพื่อลดการนำเข้าจากต่างประเทศ “ถ้ามีการส่งเสริม หรือให้งบประมาณในการดำเนินงานต่อ จะสามารถนำไปใช้ได้จริง อย่างน้อยก็ช่วยให้นักท่องเที่ยวหรือคนในท้องถิ่นมีความมั่นใจในความปลอดภัยมากขึ้น เพราะสามารถเตือนก่อนล่วงหน้า สิ่งสำคัญคือ เทคโนโลยีด้านระบบสมองกลฝังตัวมีการพัฒนาน้อยมากในประเทศไทย ถ้าสามารถผลักดันและส่งเสริมด้านนี้ได้ ก็จะทำให้ประเทศไทยพัฒนาได้มากยิ่งขึ้น และอยากให้เกิดการถ่ายทอดจากรุ่นพี่ไปสู่รุ่นน้องให้มากที่สุดเพื่อพัฒนาต่อยอดหลายช่วง” นายธรรมนูญ กล่าว ตัวแทนทีมชนะเลิศ การประชันทักษะทางด้านระบบสมองกลฝังตัว Top Gun Rally 2007 เล่าต่อว่า ปัจจัยที่ทำให้เทคโนโลยีดังกล่าวก้าวหน้า ขึ้นอยู่กับการส่งเสริมจากภาครัฐ และมหาวิทยาลัยที่เกี่ยวข้องลงมาสนับสนุน และส่งเสริมทั้งด้านอุปกรณ์ให้มากยิ่งขึ้น โดยเฉพาะบุคลากรที่เป็นอาจารย์เฉพาะด้าน รวมถึงผลักดันนักศึกษาที่สนใจเข้าหาข้อมูลให้มากยิ่งขึ้น ในส่วนของผู้สนับสนุน รู้พื้นฐานเครื่องยนต์ และรู้ว่าสามารถนำระบบสมองกลฝังไปควบคุมเครื่องยนต์ได้อย่างไร เกิดประโยชน์ ของตัวเด็กเองเพราะจะทำให้เข้าไปสู่อุตสาหกรรมยานยนต์มากขึ้น ในแง่ของประเทศ จะมีวิศวกรด้านยานยนตร์ ที่ทำเกี่ยวกับระบบสมองกลฝังตัวมากขึ้น นายปิยะเมษฐ์ วสุนทพิชัยกุล ตัวแทนทีมนักศึกษาคณะวิศวกรรมศาสตร์ชั้นปีที่ 2 มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ในฐานะแชมป์ การประชันทักษะสมองกลฝังตัว TESA TOP GUN RALLY 2008 ครั้งที่ 3 กล่าวถึงระบบสมองกลฝังตัวว่า ต้องการความรู้และมุมมองใหม่ในการพัฒนาระบบสมองกลฝังตัว ทั้งนี้ ควรประชาสัมพันธ์ให้มากขึ้น เพราะคนที่สนใจยังมีน้อย อย่างไรก็ตาม ระบบดังกล่าวเป็นระบบที่ควบคุมซอฟต์และแวร์ฮาร์ดแวร์ ถ้านักศึกษารวมกลุ่มเพื่อทำงานวิจัย หน่วยงานที่เกี่ยวข้องควรให้ความสนับสนุนมากขึ้น นอกจากนี้ นักศึกษาแต่ละคนจะมีโอกาสแสดงถึงทักษะในการเรียนรู้ การพัฒนา การแก้ปัญหา การนำเสนอ ให้กับคณะกรรมการ อาจารย์จากมหาวิทยาลัยต่างๆ และผู้ทรงคุณวุฒิจากองค์กรต่างๆ ทั้งจากภาครัฐและอุตสาหกรรม นำไปสู่ความเปลี่ยนแปลงการเรียนการสอนทางด้านระบบสมองกลฝังตัวต่อไป ทั้งหมดนี้ เป็นการเร่งพัฒนาบุคลากรทางด้านการพัฒนาระบบสมองกลฝังตัว เพราะผลลัพธ์จากการแข่งขัน ไม่ใช่ชิ้นงานเพียงอย่างเดียว หากแต่ผลงาน คือ บุคลากรที่เก่ง ให้สามารถตอบสนองความต่อต้องการของภาคอุตสาหกรรม และแข่งขันได้ในเวทีระดับโลก ดังนั้น จึงขึ้นอยู่กับว่าหน่วยงานที่เกี่ยวข้องจะเร่งส่งเสริม และสนับสนุนให้เกิดความสำเร็จอย่างจริงจัง หรือปล่อยให้เป็นเพียงแค่ความคาดหวังในอนาคตเท่านั้น


นิยาม



กฎ 3 ข้อของหุ่นยนต์

1. หุ่นยนต์มิอาจกระทำการอันตรายต่อผู้ที่เป็นมนุษย์ หรือนิ่งเฉยปล่อยให้ผู้ที่เป็นมนุษย์ตกอยู่ในอันตรายได้(A robot may not harm a human being, or, through inaction, allow a human being to come to harm.)

2. หุ่นยนต์ต้องเชื่อฟังคำสั่งที่ได้รับจากผู้ที่เป็นมนุษย์ เว้นแต่คำสั่งนั้นๆ ขัดแย้งกับกฎข้อแรก(A robot must obey the orders given to it by human beings, except where such orders would conflict with the First Law.)

3. หุ่นยนต์ต้องปกป้องสถานะความมีตัวตนของตนไว้ ตราบเท่าที่การกระทำนั้นมิได้ขัดแย้งต่อกฎข้อแรกหรือกฎข้อที่สอง(A robot must protect its own existence, as long as such protection does not conflict with the First or Second Law.)

 
 
ประวัติ


Shakey หุ่นยนต์เคลื่อนที่ตัวแรกด้วยเซนเซอร์
ในสมัยก่อนหุ่นยนต์เป็นเพียงจินตนาการของมนุษย์ ที่มีความต้องการได้สิ่งใดสิ่งหนึ่งเข้ามาช่วยในการผ่อนแรงจากงานที่ทำ หรือช่วยในการปฏิบัติงานที่ยากลำบากเกินขอบเขตความสามารถ และจากจินตนาการได้กลายเป็นแรงบันดาลใจให้มนุษย์ คิดประดิษฐ์สร้างสรรค์หุ่นยนต์ขึ้นมา จนกลายเป็นหุ่นยนต์หรือ Robot ในปัจจุบัน

คำว่า Robot มาจากคำว่า Robota ในภาษาเช็ก ซึ่งแปลโดยตรงว่า การทำงานเสมือนทาส ถือกำเนิดขึ้นจากละครเวทีเรื่อง "Rassum's Universal Robots" ในปี ค.ศ. 1920 ซึ่งเป็นบทประพันธ์ของ คาเวล คาเปก (Kavel Capek) เนื้อหาของละครเวทีมีความเกี่ยวพันกับจินตนาการของมนุษย์ ในการใฝ่หาสิ่งใดมาช่วยในการปฏิบัติงาน การประดิษฐ์คิดค้นสร้างหุ่นยนต์จึงถือกำเนิดขึ้นเพื่อเป็นเสมือนทาสคอยรับใช้มนุษย์ การใช้ชีวิตร่วมกันระหว่างหุ่นยนต์และมนุษย์ดำเนินต่อไปจนกระทั่งหุ่นยนต์เกิดมีความคิดเช่นเดียวกันมนุษย์ การถูกกดขี่ข่มเหงเช่นทาสจากมนุษย์ทำให้หุ่นยนต์เกิดการต่อต้านไม่ยอมเป็นเบี้ยล่างอีก ซึ่งละครเวทีเรื่องนี้โด่งดังมากจนทำให้คำว่า Robot เป็นที่รู้จักทั่วโลก

ในปี ค.ศ. 1942 คำว่า robot ได้กลายเป็นจุดสนใจของคนทั่วโลกอีกครั้ง เมื่อ ไอแซค อสิมอฟ นักเขียนนวนิยายแนววิทยาศาสตร์ได้เขียนเรื่องนวนิยายสั้นเรื่อง Runaround ซึ่งได้ปรากฏคำว่า robot ในนิยายเรื่องนี้ และต่อมาได้นำมารวบรวมไว้ในนิยายวิทยาศาสตร์เรื่อง I-Robot ทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้ทำความรู้จักกับคำว่า Robot เป็นครั้งแรกจากนวนิยายเรื่องนี้ หุ่นยนต์จึงกลายเป็นจุดสนใจและเป็นแนวคิดและจินตนาการของนักวิทยาศาสตร์ ในการคิดค้นและประดิษฐ์หุ่นยนต์ในอนาคต

สมัยโบราณการดูเวลาจะใช้นาฬิกาแดด เป็นเครื่องบ่งชี้เวลาแต่สามารถใช้ได้เพียงแค่เวลากลางวันเท่านั้น นาฬิกาทรายจะใช้บอกเวลาในเวลากลางคืน จึงได้มีการคิดค้นและประดิษฐ์เครื่องจักรกลสำหรับบอกเวลาให้แก่มนุษย์คือ นาฬิกาน้ำ (Clepsydra) โดย Ctesibiua of Alexandria นักฟิสิกส์ชาวกรีกในปี 250 ก่อนคริสตกาล นาฬิกาน้ำนี้ใช้บอกเวลาแทนมนุษย์ที่แต่เดิมต้องบอกเวลาจากนาฬิกาแดดและนาฬิกาทราย โดยใช้พลังงานจากการไหลของน้ำ เป็นตัวผลักทำให้กลไกของนาฬิกาน้ำทำงาน และถือเป็นเครื่องจักรเครื่องแรกที่มนุษย์สร้างขึ้นเพื่อใช้สำหรับทำงานแทนมนุษย์ และเมื่อมนุษย์ได้รู้จักและเรียนรู้เกี่ยวกับไฟฟ้า ความคิดสร้างสรรค์ในการควบคุมเครื่องจักรโดยไม่ต้องใช้กระแสไฟฟ้าก็เริ่มขึ้น Nikola Tesia เป็นบุคลแรกที่สามารถใช้คลื่นวิทยุในการควบคุมหุ่นยนต์เรือขนาดเล็กในกรุงนิวยอร์ก ในปี ค.ศ. 1898 ภายในงานแสดงผลงานทางด้านไฟฟ้า

ปี ค.ศ. 1940 - 1950 หุ่นยนต์ชื่อ Alsie the Tortoise ได้ถือกำเนิดขึ้นโดย Grey Walter หุ่นยนต์รูปเต่าสร้างจากมอเตอร์ไฟฟ้านำมาประกอบเป็นเครื่องจักร สามารถเคลื่อนที่ได้ด้วยล้อทั้ง 3 ต่อมาหุ่นยนต์ชื่อ Shakey ได้ถูกสร้างขึ้นให้สามารถเคลื่อนที่ได้เช่นเดียวกับ Alsie the Tortoise โดย Standford Research Institute:SRI แต่มีความสามารถเหนือกว่าคือมีความคิดเป็นของตนเองโดยที่ Shakey จะมีสัญญาณเซนเซอร์เป็นเครื่องบอกสัญญาณในการเคลื่อนที่ไปมา ซึ่งนอกเหนือจากหุ่นยนต์ที่สามารถเคลื่อนที่ไปมาด้วยล้อแล้ว ในปี ค.ศ. 1960 หุ่นยนต์ที่ชื่อ General Electric Walking Truck ที่สามารถเดินได้ด้วยขาก็ถือกำเนิดขึ้น มีขนาดโครงสร้างใหญ่โตและหนักถึง 3,000 ปอน์ด สามารถก้าวเดินไปด้านหน้าด้วยขาทั้ง 4 ข้างด้วยความเร็ว 4 ไมล์/ชั่วโมงโดยการใช้คอมพิวเตอร์ในการควบคุมการเคลื่อไหนของขา General Electric Walk Truck ได้รับการพัฒนาโครงสร้างและศักยภาพโดยวิศวกรประจำบริษัท General Electric ชื่อ Ralph Moserภายหลังจากที่หุ่นยนต์เริ่มเป็นที่รู้จักไปทั่วโลก หุ่นยนต์เริ่มเข้ามามีบทบาทความสำคัญในด้านต่าง ๆ เกี่ยวข้องสัมพันธ์กับชีวิตของมนุษย์ โรงงานอุตสาหกรรมเริ่มมีความคิดใช้หุ่นยนต์แทนแรงงานมนุษย์เดิม หุ่นยนต์ด้านอุตสาหกรรมตัวแรกที่ชื่อ Unimates ได้ถือกำเนิดขึ้นในปี ค.ศ. 1950 - 1960 โดย George Devol และ Joe Engleberger ซึงต่อมา Joe ได้แยกตัวออกมาจาก George โดยเปิดบริษัทสร้างหุ่นยนต์ในชื่อของ Unimation ซึ่งต่อมาผลงานในด้านหุ่นยนต์ของ Joe ได้รับสมญานามว่า "บิดาแห่งหุ่นยนต์ด้านอุตสาหกรรม"



ความหมายของหุ่นยนต์

ความหมายของ "หุ่นยนต์" โดยสถาบันหุ่นยนต์อเมริกา (The Robotics Institute of America) ได้ให้ความหมายไว้ ดังนี้

"หุ่นยนต์ คือเครื่องจักรใช้งานแทนมนุษย์ ที่ออกแบบให้สามารถตั้งลำดับการทำงาน การใช้งานได้หลากหลายหน้าที่ ใช้เคลื่อนย้ายวัสดุอุปกรณ์ ส่วนประกอบต่าง ๆ เครื่องมือหรืออุปกรณ์พิเศษ ตลอดจนการเคลื่อนที่ได้หลากหลาย ตามที่ตั้งลำดับการทำงาน เพื่อสำหรับใช้ในงานหลากหลายประเภท" (A robot reprogrammable, multifunctional manipulator designed to move materials, parts, tools or specialized devices through various programmed motions for the performance of a variety of tasks.)

นิยามดังกล่าว อิกนัยหนึ่งก็คือ เครื่องจักรกลทุกชนิดที่สามารถปฏิบัติงานแทนมนุษย์ได้ทุกประเภท ทั้งทางตรงและทางอ้อม รวมทั้งในงานที่เสี่ยงอันตรายโดยที่มนุษย์ไม่สามารถปฏิบัติงานได้ ตลอดจนการทำงานที่เป็นอัตโนมัติโดยตนเองหรือถูกควบคุมโดยมนุษย์ และสามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบการทำงานได้หลากหลาย

อย่างไรก็ตาม "หุ่นยนต์คืออะไร" ยังคงเป็นคำถามที่ไม่มีคำตอบแบบแน่นอนตายตัว นักวิชาการหุ่นยนต์แต่ละคนอาจมีนิยามของหุ่นยนต์ที่แตกต่างกันออกไป ยกตัวอย่างเช่น ศาสตราจารย์ George A. Bekey แห่งมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนีย ได้ให้นิยามหุ่นยนต์ว่าเป็น "เครื่องจักรที่สามารถ รับรู้ คิด และกระทำ" (A machine that senses, thinks, and acts) ซึ่งหุ่นยนต์ในความหมายนึ้เป็นหุ่นยนต์ที่เรียกว่าหุ่นยนต์อัตโนมัติ (Autonomous robot)



ประสาทสัมผัสของหุ่นยนต์, Sensor ?



Sensor

ในที่นี้ เซ็นเซอร์เป็นตัวที่ใช้ตรวจจับสภาวะใดๆ เช่น อุณหภูมิ สี แสง หรือ วัตถุ ต่างๆ โดยอาศัยหลักการที่แตกต่างกันไปแต่ละตัว เพื่อเปลี่ยนจากคุณสมบัติของฟิสิกส์ มาเป็นคุณสมบัติทางไฟฟ้า เช่น ที่ใช้งานกันใน “หุ่นยนต์ติดตามเส้น” คือ เซนเซอร์ สีขาวดำ โดยอาศัยหลักการสะท้อนแสงของสีขาวและดำ

ในทางฟิสิกส์ สีขาวจะสะท้อนแสงได้มากกว่าสีดำ เราจึงสามารถใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มาตรวจจับได้ จำพวก, โฟโต้ไดโอด, โฟโต้ทรานซิสเตอร์ , LDR เป็นต้น ซึ่งจะมีความไวต่อแสงมาก

ผมขอพูดถึงเซ็นเซอร์ติดตามเส้น ก่อนแล้วกันครับ (ถ้าให้พูดถึงเซ็นเซอร์นั่นมีเยอะมาก และหลายรุ่น เอาเป็นเซนเซอร์ใกล้ๆ ตัวก่อนคือเซนเซอร์จับเส้น)

 
ประเภทของหุ่นยนต์


ประเภทของหุ่นยนต์ สามารถแบ่งแยกได้หลากหลายรูปแบบตามลักษณะเฉพาะของการใช้งาน ได้แก่การแบ่งประเภทตามการเคลื่อนที่ นอกจากนี้อาจจำแนกตามรูปลักษณ์ภายนอกด้วยก็ได้

การแบ่งประเภทตามการเคลื่อนที่ได้

หุ่นยนต์ที่ติดตั้งอยู่กับที่ ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้

หุ่นยนต์ที่ติดตั้งอยู่กับที่ สามารถเคลื่อนไหวไปมาแต่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ หุ่นยนต์ในประเภทนี้ได้แก่ แขนกลของหุ่นยนต์ที่ใช้ในงานด้านอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่นงานด้านอุตสาหกรรมผลิตรถยนต์แขนกลของหุ่นยนต์ที่ใช้งานในด้านการแพทย์ เช่นแขนกลที่ใช้ในการผ่าตัด หุ่นยนต์ประเภทนี้จะมีลักษณะโครงสร้างที่ใหญ่โต เทอะทะและมีน้ำหนักมาก ใช้พลังงานให้สามารถเคลื่อนไหวได้จากแหล่งจ่ายพลังงานภายนอก และจะมีการกำหนดขอบเขตการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์เอาไว้ ทำให้หุ่นยนต์สามารถเคลื่อไหวไปมาได้ในเฉพาะที่ที่กำหนดเอาไว้เท่านั้น

หุ่นยนต์ที่สามารถเคลื่อนไหวและเคลื่อนที่ได้

หุ่นยนต์ที่สามารถเคลื่อนไหวร่างกายไปมาได้อย่างอิสระ หมายความถึงหุ่นยนต์ที่สามารถเคลื่อนย้ายตัวเองจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่งได้อย่างอิสระ หรือมีการเคลื่อนที่ไปมาในสถานที่ต่าง ๆ เช่น หุ่นยนต์ที่ใช้ในการสำรวจดวงจันทร์ขององค์กรนาซ่า หุ่นยนต์สำรวจใต้ภิภพหรือหุ่นยนต์ที่ใช้ในการขนถ่ายสินค้า ซึ่งหุ่นยนต์ที่สามารถเคลื่อนไหวได้นี้ ถูกออกแบบลักษณะของโครงสร้างให้มีขนาดเล็กและมีระบบเคลื่อนที่ไปมา รวมทั้งมีแหล่งจ่ายพลังสำรองภายในร่างกายของตนเอง แตกต่างจากหุ่นยนต์ที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ไปมาได้ ซึ่งจะต้องมีแหล่งจ่ายพลัง อยุ่ภายนอก

แหล่งจ่ายพลังสำรองภายในร่างกายของหุ่นยนต์ที่สามารถเคลื่อนไหวร่างกาย และสามารถเคลื่อนที่ไปมาได้นั้น โดยปกติแล้วจะถูกออกแบบลักษณะของโครงสร้างให้มีขนาดเล็กรวมทั้งมีปริมาณน้ำหนักไม่มาก เพื่อไม่ให้เป็นอุปกสรรคต่อการปฏิบัติงานของหุ่นยนต์หรืออุปสรรคในการเคลื่อนที่

การแบ่งประเภทตามลักษณะรูปร่างภายนอก

โดยทั่วไป หุ่นยนต์ยังถูกจำแนกตามลักษณะรูปลักษณ์ภายนอก และมีคำศัพท์เฉพาะเรียกต่างๆกันไป ได้แก่

หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ (Humanoid Robot) เป็นลักษณหุ่นยนต์ที่เหมือนกับมนุษย์

แอนดรอยด์ (Android) เป็นการเรียกหุ่นยนต์คล้ายมนุษย์ที่สามารถแสดงออกเหมือนมนุษย์ แม้ว่ารากศัพท์ภาษากรีกของคำนี้หมายถึงเพศชาย แต่การใช้ในบริบทภาษาอังกฤษมักไม่ได้มีความหมายเจาะจงว่าเป็นเพศใด

จีนอยด์ (Gynoid) เป็นการเรียกหุ่นยนต์คล้ายมนุษย์เพศหญิง

แอ็คทรอยด์ (Actriod) เป็นหุ่นยนต์ที่เลียนแบบพฤติกรรมมนุษย์ เช่น กระพริบตา หายใจ เริ่มพัฒนาโดย มหาวิทยาลัยโอซาก้าและบริษัทโคโคโระ

ไซบอร์ก (Cyborg) เป็นหุ่นยนต์ที่เชื่อมต่อกับสิ่งมีชีวิต หรือ ครื่งคนครึ่งหุ่น เริ่มปรากฏครั้งแรกในเรื่องแต่งปี 1960

นาโนโรบอท (Nanorobot) เป็นหุ่นยนต์ขนาดเล็กมาก ขนาดประมาณ 0.5-3 ไมครอน

 
 
ประโยชน์และความสามารถของหุ่นยนต์


หุ่นยนต์เริ่มเข้ามามีบทความกับชีวิตประจำวันของมนุษย์เรื่อยมา เทคโนโลยีที่ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในปัจจุบัน ทำให้ความสามารถของหุ่นยนต์พัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็ว สามารถทำงานต่าง ๆ ที่มนุษย์ไม่สามารถทำได้จำนวนมาก ซึ่งการนำหุ่นยนต์เข้าใช้งานแทนมนุษย์นั้น สามารถแบ่งประเภทตามความสามารถของหุ่นยนต์ได้ ดังนี้

ความสามารถในด้านการแพทย์

ในงานด้านการแพทย์ เริ่มนำเอาหุ่นยนต์แขนกลเข้ามามีส่วนร่วมในการช่วยทำการผ่าตัดคนไข้ เนื่องจากหุ่นยนต์นั้นสามารถทำงานในด้านที่มีความละเอียดสูงที่เกินกว่ามนุษย์จะทำได้ เช่น การนำเอาหุ่นยนต์มาใช้งานด้านการผ่าตัดสมอง ซึ่งมีความจำเป็นอย่างมากที่ต้องการความละเอียดในการผ่าตัด หุ่นยนต์แขนกลจึงกลายเป็นส่วนหนึ่งของการผ่าตัดในด้านการแพทย์ การทำงานของหุ่นยนต์แขน



ในการผ่าตัด จะเป็นลักษณะการทำงานของการควบคุมการผ่าตัดโดยผ่านทางแพทย์ผู้ทำการผ่าตัดอีกที ซึ่งการผ่าตัดโดยมีหุ่นยนต์แขนกลเข้ามามีส่วนร่วมนั้นจะเน้นเรื่องความปลอดภัยเป็นอย่างสูง รวมทั้งความสามารถในการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ รวมถึงงานเภสัชกรรมที่มีบางโรงพยาบาลนำหุ่นยนต์มาใช้ในการจ่ายยา

ความสามารถในงานวิจัย

หุ่นยนต์สามารถทำการสำรวจงานวิจัยทางด้านวิทยาศาสตร์ร่วมกับมนุษย์ เช่น การสำรวจท้องทะเลหรือมหาสมุทรที่มีความลึกเป็นอย่างมาก หรือการสำรวจบริเวณปากปล่องภูเขาไฟเพื่อเก็บบันทึกข้อมูลการเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ ซึ่งเป็นงานเสี่ยงอันตรายที่เกินขอบเขตความสามารถของมนุษย์ที่ไม่สามารถปฏิบัติงานสำรวจเช่นนี้ได้ ทำให้ปัจจุบันมีการพัฒนาหุ่นยนต์เพื่อใช้ในงานวิจัยและสำรวจ เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมและสามารถทำการควบคุมหุ่นยนต์ได้ในระยะไกลด้วยระบบคอนโทรล โดยมีเซนเซอร์ติดตั้งที่ตัวหุ่นยนต์เพื่อใช้ในการวัดระยะทางและเก็บข้อมูลในส่วนต่าง ๆ ทางด้านวิทยาศาสตร์

ความสามารถในงานอุตสาหกรรม

หุ่นยนต์เริ่มมีบทบาททางด้านเทคโนโลยีอุตสาหกรรมในขณะที่งานด้านอุตสาหกรรม มีความต้องการด้านแรงงานเป็นอย่างมาก การจ้างแรงงานจำนวนมากเพื่อใช้ในงานอุตสาหกรรม ทำให้ต้นทุนการผลิตของแต่ละโรงงานอุตสาหกรรม เพิ่มจำนวนสูงขึ้น และงานอุตสาหกรรมบางงานไม่สามารถที่จะใช้แรงงงานเข้าไปทำได้ ซึ่งบางงานนั้นอันตรายและมีความเสี่ยงเป็นอย่างมาก หรือเป็นงานที่ต้องการความรวดเร็วและแม่นยำในการผลิตรวมทั้งเป็นการประหยัดระยะเวลา ทำ