การมองเห็นของกั้งช่วยพัฒนาเทคโนโลยีรถยนต์ไร้คนขับ

Jennifer Leman (2018) ได้กล่าวในเว็บไซต์ Sciencenews.org ว่ากล้องรุ่นใหม่ที่เลียนแบบการมองเห็นของกั้ง (Mantis Shrimp) อาจดีกว่าระบบเซนเซอร์เดิมของรถยนต์ที่ติดตั้งเทคโนโลยีระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติ (Self-driving Car)

แม้ว่าการประดิษฐ์คิดค้นรถยนต์คันแรกมีมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1769 โดยชาวฝรั่งเศสชื่อ นิโคลัส-โจเซฟ คูโนท์ เป็นพาหนะที่มีสามล้อและใช้พลังงาน
ไอน้ำจากถ่านหินต้มน้ำ แต่หัวใจหลักในการขับเคลื่อนนั้นใช้การควบคุมจากผู้ขับเป็นสำคัญ อย่างไรก็ตาม แนวคิดเรื่องการขับเคลื่อนรถยนต์แบบอัตโนมัตินั้นได้เริ่มมีการทดลอง ในปี ค.ศ. 1925 บริษัท Houdina Radio Control แห่งเมืองนิวยอร์คได้ใช้รถในการทดลอง 2 คัน คันแรกติดตั้งภาครับสัญญาณคลื่นวิทยุที่สั่งการมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กและควบคุมโดยตรงไปยังชุดขับเคลื่อนของรถยนต์ ส่วนคันที่สองติดตั้งชุดควบคุมการส่งสัญญาณคลื่นวิทยุ ซึ่งการทดลองดังกล่าวได้จุดประกายการศึกษาทางด้านเทคโนโลยีขับเคลื่อนอัตโนมัติของรถยนต์ (Nguyen, 2018) และตามมาด้วยการวิจัยและประดิษฐ์คิดค้นอีกหลายชิ้นที่เป็นรากฐานการนำไปสู่การควบคุมโดยไร้คนขับอย่างแท้จริง

หากย้อนกลับไปก่อนที่บริษัทกูเกิ้ล เทสล่าและอูเบอร์จะสนใจในธุรกิจรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติ ในปี ค.ศ. 1986 รถตู้เมอร์ซีเดส เบนซ์ของนายเอิร์น ดิกมานส์ วิศวกรชาวเยอรมันได้ชื่อว่าเป็นรถที่ขับเคลื่อนด้วยระบบอัตโนมัติคันแรก ใช้ความเร็ว 63 กิโลเมตรต่อชั่วโมง บนถนนนที่ไร้การจราจรในเมืองมิวนิค ประเทศเยอรมัน เขาทดสอบการขับด้วยโปรแกรมสั่งการให้รถมองถนนให้เหมือนกับมุมมองของมนุษย์และใช้ระบบคอมพิวเตอร์ในการวิเคราะห์ภาพของรอยที่ทำตำหนิไว้บนถนน นับว่าเป็นผลสำเร็จในด้านการใช้นวัตกรรมทางด้านเทคนิคมุมมอง 4 มิติ (U, 2016)

นักวิจัยรายงานในวารสารทางวิชาการ Optica ฉบับที่ 10 เมื่อวันที่ 20 ตุลาคม 2018 ว่ากล้องที่ตรวจจับแสงโพลาไรซ์สามารถจับภาพแบบคร่าวๆในหนึ่งเฟรม เซ็นเซอร์แสดงรายละเอียดสีโทนมืดและโทนสว่างของกว่า 500,000 จุด ซึ่งคล้ายกับรูปแบบการมองเห็นของกั้ง (Leman, 2018) หลักการพื้นฐานของกล้องตรวจจับแสงโพลาไรซ์โดยภาพที่ปรากฎไม่ใช่ภาพจริง แต่จะจับพลังงานของรังสีอินฟราเรด ซึ่งแผ่จากวัตถุส่งผ่านเลนส์ของกล้อง และถูกโฟกัสโดยเลนส์ไปยังตัวตรวจจับ เซนเซอร์จะทำการแปลงรังสีอินฟราเรดให้อยู่ในรูปสัญญาณไฟฟ้า หลังจากนั้น เซนเซอร์อิเลคทรอนิกส์ทำการแปลงข้อมูลที่รับมาจากตัวตรวจจับและแสดงผลบนจอภาพ ภาพจะแสดงสีต่างจากที่เรามองเห็นด้วยตาเปล่า วัตถุที่ร้อนกว่าแสดงโทนสีสว่างและวัตถุที่เย็นกว่าแสดงโทนสีมืดกว่า

วิคเตอร์ กรูเยฟ วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ กล่าวว่า “นักวิจัยต้องการเลียนแบบความสามารถของสัตว์ดั่งเช่นการเคลื่อนที่เข้าออกตรงรอยแยกบริเวณน้ำตื้นของกั้งนั้นใช้การตรวจจับความเข้มข้นของแสงซึ่งมีหน่วยวัดเป็นเดซิเบล ส่วนเทคโนโลยีการจับภาพแสงและการวัดระยะห่างที่ใช้อยู่ก็มักจะมีปัญหาในเรื่องตอบสนองไม่ค่อยดีเวลาที่มีการเปลี่ยนแปลงของแสงสว่างและช่วงที่มีหมอกเกิดขึ้น แต่กล้องตรวจจับแสงโพลาไรซ์รุ่นใหม่นี้สามารถตรวจจับได้ถึง 140 เดซิเบล ซึ่งรุ่นก่อนหน้านี้ทำได้เพียง 60 เดซิเบลเท่านั้น (Leman, 2018)

แม้ว่าการค้นพบดังกล่าวจะเป็นเพียงการต่อยอดจากของเดิมในส่วนเทคโนโลยี “ระบบมองเห็น” (Computer Vision) ของรถยนต์ไร้คนขับ แต่อุตสาหกรรมนี้ยังมีอีก 3 เทคโนโลยีที่ต้องใช้ร่วมกัน ได้แก่ ระบบสมอง (Deep Learning) ระบบจักรกล (Robotics) และระบบนำทาง (Navigation) (Agarwal, 2017)

 

References:

• Leman, J. (2018) Self-driving cars see better with cameras that mimic mantis shrimp vision. [Online] Available from https://www.sciencenews.org/article/self-driving-cars-see-better-cameras-mimic-mantis-shrimp-vision) [Accessed 15/11/18].
• Agarwal, A. (2017) Everything about Self Driving Cars Explained for Non-Engineers. [Online] Available from https://medium.com/swlh/everything-about-self-driving-cars-explained-for-non-engineers-f73997dcb60c [Accessed 26/11/18].
• U, J. (N/A) The Road to Driverless Cars: 1925 – 2025. [Online] Available from https://www.energytoday.net/technology/the-road-to-driverless-cars-1925-2025/ [Accessed 18/11/18].
• Nguyen, T. C. (2018, April 29) History of Self-Driving Cars. [Online] Available from https://www.thoughtco.com/history-of-self-driving-cars-4117191 [Accessed 26/11/18].

Images:

• https://www.shutterstock.com/image-vector/how-self-driving-cars-work-illustrated-702386347
• https://www.shutterstock.com/image-photo/infrared-thermovision-image-showing-lack-thermal-522866404

เรียบเรียงโดย นายสาธิต ลาภวุฒิรัตน์