การสร้างหุ่นยนต์
โครงการค่ายเยาวชนสมองแก้วเกษตรศาสตร์-ซีเกท ครั้งที่ 15 ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากบริษัท ซีเกท เทคโนโลยี (ประเทศไทย) จำกัด จัดขึ้นอีกครั้งระหว่างวันที่ 22-28 เมษายน ศกนี้ ที่ศูนย์ส่งเสริมและฝึกอบรมการเกษตรแห่งชาติ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน จังหวัดนครปฐม โดยกิจกรรมในปีนี้มุ่งพัฒนาความสามารถของเยาวชนไทยในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสอนให้เยาวชนรู้จักเทคโนโลยีของหุ่นยนต์ และการสั่งงานหุ่นยนต์โดยการใช้ความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ของตนเอง
เทคโนโลยีของหุ่นยนต์ไม่เป็นสิ่งที่อยู่ไกลตัวเด็ก ๆ อีกต่อไป การร่วมกิจกรรมในค่ายเยาวชนสมองแก้วครั้งนี้ จะทำให้พวกเขามีโอกาสได้เรียนรู้จากผู้เชี่ยวชาญว่าหุ่นยนต์ทำงานได้อย่างไรและเรียนรู้ที่จะสร้าง ควบคุม และจัดการกับเทคโนโลยีนี้ เพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีอย่างรวดเร็ว ถึงเวลาแล้วที่เยาวชนไทยต้องมีความคุ้นเคยกับหุ่นยนต์กลไกต่าง ๆ ซึ่งเข้ามาเกี่ยวข้องกับการดำเนินชีวิตประจำวันของเราในหลายรูปแบบ และตระหนักว่า สิ่งเหล่านี้ไม่เกินความสามารถในการสร้างสรรค์โดยตัวเขาเอง

ค่ายเยาวชนสมองแก้วเกษตรศาสตร์-ซีเกท รุ่นที่ 15 จะช่วยวางพื้นฐานเกี่ยวกับเทคโนโลยีของหุ่นยนต์ให้แก่เยาวชนไทย ซึ่งจะทำให้พวกเขามีความสนใจในการศึกษาหาความรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องต่อไปในอนาคต
การจัดค่ายเยาวชนสมองแก้วในครั้งนี้ ยังมีวัตถุประสงค์เพื่อส่งเสริมให้เยาวชนใช้เวลาในช่วงปิดภาคฤดูร้อน ให้เป็นประโยชน์โดยการเข้าร่วมกิจกรรมซึ่งก่อให้เกิดความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ การคิดอย่างเป็นระบบและมีเหตุผล และเป็นการฝึกให้เขาเรียนรู้การอยู่ร่วมกับผู้อื่น และการทำงานเป็นทีม ซึ่งถือว่าเป็นหัวใจสำคัญในการดำเนินชีวิตของเขาในอนาคตอีกด้วย
ค่ายเยาวชนสมองแก้วได้เน้นให้เยาวชนเป็นผู้ที่สนใจในการเรียนรู้ เป็นนักแสวงหา และสามารถทำสิ่งต่าง ๆ ที่เป็นความคิดริเริ่มได้มาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเด็กในวัย 10-13 ปี ซึ่งเป็นวัยที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการพัฒนาศักยภาพ
กิจกรรมในค่ายเยาวชนสมองแก้ว ครั้งที่ 15 นี้ ประกอบด้วยการเปิดโอกาสให้เยาวชนเข้าเยี่ยมชมสายการผลิตที่โรงงานซีเกท สาขาเทพารักษ์ จากนั้นจะมีการให้ความรู้ทางด้านหุ่นยนต์ โดยเน้นในเรื่องของคอมพิวเตอร์ วิทยาศาสตร์ อิเล็กทรอนิกส์ และเทคโนโลยีต่าง ๆ เยาวชนแต่ละคนจะได้รับมอบหมายให้สร้างหุ่นยนต์คนละตัว ซึ่งทำงานด้วยระบบอัตโนมัติโดยการสั่งงานจากคอมพิวเตอร์ และใส่โปรแกรมลงไปในหุ่นยนต์เหล่านั้น ดังนั้นหุ่นยนต์จึงสามารถทำงานตามโปรแกรมคือ เคลื่อนที่หรือวิ่งไปในสนามแข่งขัน อย่างไรก็ตาม วัตถุประสงค์หลักของค่ายในปีนี้คือ การสอนให้เยาวชนใช้หุ่นยนต์ให้เป็น มิใช่เป็นการสอนให้พัฒนาหุ่นยนต์ตามจินตนาการของตนเองเพียงอย่างเดียว


เมื่อเยาวชนเหล่านี้ได้พัฒนาหุ่นยนต์ของตนเองแล้ว ทางค่ายจะจัดให้มีการแข่งขันซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ ประเภทเดี่ยวและประเภททีม ในเกมส์การแข่งขันหุ่นยนต์ ทางค่ายจัดเตรียมสนามจำนวน 3 สนาม และจำลองทุ่นระเบิด 15 ลูก โดยจะปล่อยหุ่นยนต์ลงแข่งขันครั้งละ 2 ตัว ผู้แข่งขันจะต้องคิดวิธีแก้ปัญหาเพื่อเข้าไปเก็บทุ่นระเบิดให้ได้มากที่สุด ทุ่นระเบิดเหล่านี้จะกระจายกันออกไปและมีลักษณะต่างกัน คะแนนก็ต่างกัน และมีความยากง่ายต่างกัน ต่างฝ่ายต่างต้องใช้ไหวพริบ ใช้การวางแผน การเขียนโปรแกรมสั่งหุ่นยนต์ ซึ่งหุ่นยนต์จะทำงานอย่างอัตโนมัติ ตลอดการแข่งขันผู้แข่งขันจะปล่อยหุ่นยนต์และจะสัมผัสโดนหุ่นยนต์อีกไม่ได้ตลอดเวลาการแข่งขัน
สำหรับหุ่นยนต์ที่ใช้ในการเรียนรู้ประกอบด้วย ซีพียู ซึ่งเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ มีหน่วยความจำขนาด 8 กิโลไบต์ รับรหัสคำสั่งที่ผู้พัฒนาซอฟต์แวร์เขียนขึ้นบนพีซีแล้วดาวน์โหลดรหัสโปรแกรมเก็บไว้ในหน่วยความจำแฟลช เพื่อให้หุ่นยนต์ทำงานแบบอัตโนมัติ
โครงสร้างหุ่นยนต์ประกอบด้วยมอเตอร์สองตัว ทำหน้าที่ขับเคลื่อนเป็นมอเตอร์ไปตรงที่ได้รับการบังคับด้วยโปรแกรมอย่างอิสระ เช่น ถ้าต้องการให้เดินตรงก็บังคับให้มอเตอร์ทั้งสองตัวหมุนพร้อมกัน ถ้าถอยหลังก็สลับทิศทางมอเตอร์ หรือการเลี้ยวซ้ายขวาก็บังคับมอเตอร์ในทิศทางที่ต้องการ มอเตอร์แต่ละตัวมีการปรับความเร็วด้วยซอฟต์แวร์ได้แปดระดับ ทำให้ปรับทิศทางและความเร็วได้ง่าย
เพื่อให้หุ่นยนต์มีความรู้สึกตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม จึงต้องติดอุปกรณ์ตรวจจับต่าง ๆ เช่น touch sensor เพื่อตรวจสอบสิ่งกีดขวาง เมื่อเดินชนแล้วหลบหลีกได้ light sensor ทำหน้าที่ตรวจด้วยแสงเหมือนเรดาร์รับแสงสะท้อนกลับ ทำให้หุ่นยนต์สามารถเดินตามเส้นหรือใช้ตรวจจับหรัสบนพื้นได้
ภาษาสั่งงานหุ่นยนต์เป็นภาษาที่ใช้ได้ไม่ยาก มีโครงสร้างเป็นเชิงวัตถุ (โอโอ) สามารถเขียนเป็นกระบวนความ และสร้างกระบวนความให้ซับซ้อนได้ เช่น ถ้าสั่งให้เดินตรงเป็นระยะทาง x ใด ๆ ก็สั่งงานในรูปแบบ
to forward :x
ab, thisway ab, onfor :x
end

คำว่า a หมายถึง มอเตอร์ a ทางซ้าย และ b หมายถึง มอเตอร์ b อยู่ทางขวา
ด้วยโครงสร้างของโปรแกรมแนวนี้ จึงสามารถสร้างกระบวนความอื่น ๆ เช่น backward คือถอยหลัง เลี้ยวซ้ายเลี้ยวขวา หลังจากนั้นถ้าจะให้เดินเป็นกล่องสี่เหลี่ยมก็ใช้
to box
repeat 4 [ forward 40 right 90 ]
end

ด้วยวิธีการทำนองนี้ก็สามารถเขียนรันอินพุตจากเซนเซอร์ต่าง ๆ ตรวจสอบตัวเซนเซอร์และทำงานตามเงื่อนไขข้อตกลงต่าง ๆ


สนามแข่งขัน

สิ่งที่ท้าทายและสร้างบรรยากาศที่ดียิ่งคือ การสร้างเกมการแข่งขัน ภายใต้เกมการแข่งขันมีกติกาชัดเจน การแข่งขันครั้งนี้กำหนดให้จำลองสนามแข่งขันเป็นการเก็บทุ่นระเบิด (คลิกที่นี่เพื่ออ่านกติกา) ผู้เข้าแข่งขันจะแข่งขันกันทีละคู่ มีคะแนนแข่งขัน การแข่งขันต้องสร้างโปรแกรม และให้หุ่นดำเนินการแบบอัตโนมัติ
สิ่งที่ได้จากค่ายนี้ที่ชัดเจนคือ เยาวชนสมองแก้วมีความสนุกสนานได้เรียนรู้ทั้งทางด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ ได้เข้าใจในเรื่องไมโครคอนโทรลเลอร์ หุ่นยนต์สามารถเขียนซอฟต์แวร์ และเข้าใจกลไกการสั่งงานคอมพิวเตอร์อย่างดี

หุ่นยนต์ของผู้เข้าแข่งขันอยู่ที่จุด start
หุ่นยนต์กำลังแข่งขัน

จากสิ่งที่กล่าวถึงนี้คิดว่า เป็นความท้าทายกับการศึกษาแนวใหม่ที่สร้างกิจกรรมการเรียนการสอนในโรงเรียน ในรูปแบบการสร้างห้องเรียนให้มีชีวิตชีวา ให้มีความสนุกสนานเบิกบานใจในการเรียนรู้ เราอยากเห็นโรงเรียนไทย การศึกษาของไทย การใช้เทคโนโลยีเต็มไปด้วยความเบิกบานใจ เพื่อว่าผู้เรียนจะได้มีความสุข อยากเรียนรู้ อยากแสวงหา

นั่นคือสิ่งที่ทุกคนใฝ่ฝันแน่นอน

รายละเอียดการแข่งขันหุ่นยนต์เก็บทุ่นระเบิด
Mine Sweeper Robot Contest

กติกาการแข่งขัน

1. การแข่งขัน จะแข่งทีละ 8 คน พร้อมกัน 4 สนาม สนามละ 2 คน และเวลาเตรียมตัวก่อนการแข่งขัน 1 นาที
2. ในระหว่างการแข่งขัน ผู้เข้าแข่งขันสามารถขอการเริ่มต้นใหม่ได้ 2 ครั้ง ตราบใดที่ยังมีเวลาเหลือ โดยคะแนนจะยังเท่าเดิม จะไม่มีการนับคะแนนซ้ำในเหตุการณ์ที่ผ่านมาแล้ว และเวลาจะยังคงเดินต่อไปตามปกติ
3. สนามการแข่งขัน เป็นสนามสี่เหลี่ยมผืนผ้า ขนาดประมาณ 1.5 เมตร คูณ 2.5 เมตร เป็นทุ่นระเบิด และฐานปล่อยหุ่นยนต์ มีลักษณะดังนี้

a. ผู้แข่งขันทั้งสองฝ่าย เริ่มต้นที่กรอบสี่เหลี่ยมในแต่ละมุมของสนาม โดยไม่มีส่วนหนึ่งส่วนใดเกินออกจากสี่เหลี่ยมในแนวดิ่ง
b. หากหุ่นยนต์ สามารถเดินตรงไปชนขอบด้านตรงข้ามกับจุดเริ่มต้นเพื่อรับภาระกิจแผนที่ จะได้ 4 คะแนน
c. หากหุ่นยนต์ สามารถเดินผ่านประตูเข้าสู่โซนทุ่นระเบิดตรงกลางได้ ได้ 3 คะแนน
d. หากหุ่นยนต์ สามารถเดินชนทุ่นระเบิดสีเหลือง (C) ได้ ได้ 1 คะแนน
e. หากหุ่นยนต์ สามารถเดินชนทุ่นระเบิดสีชมพู (B) ได้ ได้ 2 คะแนน
f. หากหุ่นยนต์ สามารถเดินทุ่นระเบิดสีแดง (A) ได้ ได้ 3 คะแนน
g. ทุ่นระเบิดใด ๆ เมื่อถูกฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งชนแล้วจะเสมือนได้รับการกู้และเก็บแล้ว จะถูกหยิบออกทันที
h. หากหุ่นยนต์ สามารถเดินเข้าไปยังกรอบสี่เหลี่ยม (จุดเริ่มต้น) ของฝ่ายตรงข้ามได้ ได้ 10 คะแนน

4. อนุญาตให้ผู้เข้าแข่งขัน ปล่อยหุ่นยนต์ด้วยตัวเอง หลังจากนั้นแล้ว ผู้เข้าแข่งขัน ไม่มีสิทธิแตะต้องหุ่นของตน ยกเว้นแต่ต้องการเริ่มต้นใหม่ หากแตะตัวหุ่นแล้ว ทางกรรมการจะถือว่าเป็นการขอเริ่มต้นใหม่โดยอัตโนมัติ
5. ขนาดของหุ่นยนต์ที่ใช้แข่ง ไม่จำกัดความสูง แต่จำกัดขนาดให้สามารถวางได้ในกรอบสี่เหลี่ยมที่กำหนดเท่านั้น โดยไม่มีส่วนหนึ่งส่วนใดของหุ่นเลยกรอบในแนวดิ่ง แต่หลังจากออกตัวแล้ว หุ่นจะขยายขนาดไปเท่าไรก็ได้
6. เซนเซอร์ จำกัดให้ใช้ได้แบบละ 2 ชิ้นเท่านั้น (ตามที่ได้ให้มาในตอนต้น)
7. หุ่นยนต์ของทั้งสองฝ่าย ไม่มีสิทธิติดอาวุธหรือส่วนประกอบใด ๆ ที่สามารถก่อให้เกิดความเสียหายกับหุ่นยนต์ของฝ่ายตรงข้าม กรรมการ สนามแข่งขัน หรืออุปกรณ์การแข่งขัน
8. หุ่นยนต์ ไม่มีสิทธิปีนขอบสนาม
9. ในกรณีที่หุ่นยนต์ทั้งสอง เดินชนกัน และไม่สามารถเคลื่อนที่ไปได้ทั้งสองฝ่ายเป็นเวลานานกว่า 10 วินาที กรรมการจะทำการแยกหุ่นทั้งสองออกเอง โดยจะวางในทิศทางเดิม และให้ทำงานต่อไป
10. หุ่นยนต์ห้ามทิ้งส่วนประกอบใด ๆ หรือชิ้นส่วนไม่ว่าจะตั้งใจหรือไม่ หากเกิดเหตุการณ์เหล่านี้เกิด ขึ้น กรรมการ จะขอให้ฝ่ายนั้นเริ่มต้นใหม่ทันที
11. ในระหว่างการแข่งขัน ผู้เข้าแข่งขันไม่สามารถเพิ่มหรือย้ายที่ชิ้นส่วนใด ๆ ของหุ่นยนต์ได้
12. กรรมการขอสงวนสิทธิในการเปลี่ยนแปลงสนามแข่งขัน กติกา เงื่อนไข ตามแต่จะเห็นสมควร โดย จะแจ้งให้ทราบล่วงหน้า เท่าที่เป็นไปได้
13. กรรมการไม่ขอรับผิดชอบความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับหุ่นยนต์ ทรัพย์สิน และร่างกายผู้เข้าแข่งขัน ทั้งทางร่างกายและจิตใจ

ขั้นตอนการแข่งขัน
1. การแข่งขันในรอบแรก มีผู้เข้าแข่งขัน 220 คน โดยเมื่อเสร็จสิ้นการแข่งขัน จะทำการนำคะแนนมา เรียงกัน โดยผู้ที่ได้คะแนน 36 อันดับแรก จะได้แข่งขันในรอบต่อไป
2. การแข่งขันในรอบที่ 2 จะทำการแข่งขันกันใหม่ และเรียงลำดับคะแนนครั้งใหม่ ให้ผู้ที่มีคะแนน 4 อันดับแรก เข้าสู่รอบรองชนะเลิด
3. ในรอบรองชนะเลิศ จะทำการแข่งขันแบบแพ้คัดออก โดยเป็นการแข่งแต่ละคู่ ผู้ที่ได้คะแนนมากกว่า จะเป็นผู้ชนะ จนกระทั่งได้คู่ชิงชนะเลิศ
4. ในรอบชิงชนะเลิศ จะใช้กติกาการแข่งขันเป็น 3 เกม โดยผู้ที่ชนะอย่างน้อย 2 ใน 3 เกม จะได้เป็น แชมป์เปี้ยน หรือสุดยอดหุ่นยนต์เก็บกู้ระเบิดสมองแก้วในการแข่งขันครั้งนี้

รางวัลต่าง ๆ
1. ผู้ที่ได้เข้าชิงในรอบ 4 คนสุดท้าย ได้แก่ รางวัลที่ 1, 2, 3 และ ชมเชย
2. สีที่มีคะแนนรวมสูงที่สุด 3 สี เป็นอันดับ 1, 2 และ 3 (สำหรับผู้ที่ได้แข่งมากกว่า 1 ครั้ง นับรอบที่ดี ที่สุด)
3. รางวัลเทคนิคยอดเยี่ยม จำนวน 3 รางวัล
4. รางวัลความพยายามยอดเยี่ยม จำนวน 22 รางวัล (สีละ 2 รางวัล)
5. ผู้ที่ได้เข้ารอบที่สองทุกคน ได้รับรางวัลเล็ก ๆ น้อย ๆ
สาระน่ารู้ประจำสัปดาห์ (ฉบับที่ 105 ): 6-12 พ.ค. 2545