Lab14 การใช้งานบอร์ดLotusNanoBotร่วมกับAI ด้วยPlatform CiRA CORE

เป้าหมาย : เพื่อใช้งานบอร์ดLotusNanoBotร่วมกับAI โดยใช้Platform CiRA CORE

สาระการเรียนรู้

1. ความหมายของปัญญาประดิษฐ์

ปัญญาประดิษฐ์ (AI : Artificial Intelligence) คือ สาขาหนึ่งของวิทยาการคอมพิวเตอร์ ซึ่งเน้นเรื่องที่จะทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้ใกล้เคียงมนุษย์มากขึ้น แบ่งย่อยเป็นสาขาต่างๆ เช่น การแปลภาษาด้วยเครื่องมือ ระบบผู้เชี่ยวชาญ วิทยาการ หุ่นยนต์ การรู้จำแบบ การรับรู้เยี่ยงมนุษย์ 

ความสามารถนี้เกิดจากคำสั่งหรือชุดคำสั่งที่สร้างขึ้น มิใช่เพียงเพื่อให้คอมพิวเตอร์ทำงานให้เกิดผลอย่างใดอย่างหนึ่งที่แน่นอน แต่ให้คอมพิวเตอร์สามารถรวบรวมข้อมูล วิเคราะห์และประมวลผลข้อมูลแล้วสั่งให้หุ่นยนต์ เครื่องอิเล็กทรอนิกส์ กระทำการหรือไม่กระทำการอย่างหนึ่งอย่างใดหรือหลายอย่าง เพื่อให้เกิดหรือระงับซึ่งผลอย่างหนึ่งอย่างใดหรือหลายอย่าง โดยปราศจากการสั่งการเพิ่มเติมของมนุษย์หรือร่วมกับการควบคุมของมนุษย์ เช่น โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่สร้างปัญญาประดิษฐ์ให้กับยานพาหนะอันเดินด้วยกำลังเครื่องจักรกลสามารถบังคับการเคลื่อนไหวของยานพาหนะโดยอัตโนมัติ (auto pilot) ไม่ว่าจะเป็นยานพาหนะทางบก ทางน้ำ หรือทางอากาศ  ปัญญาประดิษฐ์ที่ใช้กับการตรวจรักษาทางการแพทย์ การให้คำปรึกษาข้อกฎหมาย การวางแผนภาษี การวาดภาพ การประพันธ์วรรณกรรม การเล่นเกม ปัญญาประดิษฐ์แตกต่างจากปัญญาตามธรรมชาติ (natural intelligence) เช่น ปัญญาของมนุษย์ (human intelligence) ปัญญาของสัตว์ (animal intelligence) (ราชบัณฑิตสภา)

ปัญญาประดิษฐ์ (AI : Artificial Intelligence) เป็นเทคโนโลยีการสร้างความสามารถให้แก่เครื่องจักรและคอมพิวเตอร์ ด้วยอัลกอริทึมและกลุ่มเครื่องมือทางสถิติ  เพื่อสร้างซอฟต์แวร์ทรงปัญญาที่สามารถเลียนแบบความสามารถของมนุษย์ที่ซับซ้อนได้ เช่น การจดจำ แยกแยะ ให้เหตุผล ตัดสินใจ คาดการณ์ สื่อสารกับมนุษย์ เป็นต้น  ในบางกรณีอาจไปถึงขั้นเรียนรู้ได้ด้วยตนเอง (สำนักงานเทคโนโลยีดิจิทัล (องค์การมหาชน) หรือ สพร.)

ปัญญาประดิษฐ์ (AI : Artificial Intelligence)  คือ เครื่องจักร(machine) ที่มีฟังก์ชันทีมีความสามารถในการทำความเข้าใจ เรียนรู้องค์ความรู้ต่างๆ อาทิเช่น การรับรู้  การเรียนรู้ การให้เหตุผล และการแก้ปัญหาต่างๆ เครื่องจักรที่มีความสามารถเหล่านี้ก็ถือว่าเป็น ปัญญาประดิษฐ์  (AI : Artificial Intelligence) (thaiprogrammer.org )

ปัญญาประดิษฐ์ (AI : Artificial Intelligence)  คือ กลุ่มเครื่องมือทางสถิติและอัลกอริทึมที่ประสานงานกัน เพื่อสร้างซอฟต์แวร์ทรงปัญญาที่ช่วยให้เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถเลียนแบบพฤติกรรมมนุษย์ เช่น การเรียนรู้ การใช้เหตุผล การจำแนก สิ่งของเป็นต้น (Science and Technology Committree,House of Commons,UK : จากหนังสือ AI เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ สำหรับการบริหารงานและการบริการภาครัฐ)

2. ประเภทของปัญญาประดิษฐ์

ปัญญาประดิษฐ์มีการใช้งานในหลายภาคส่วน ทั้งในด้านอุตสาหกรรม การเกษตร ด้านการแพทย์ ฯลฯ ดังนั้นเราสามารถใช้เกณฑ์ของช่วงเวลาและความแม่นยำในการแบ่งประเภทของปัญญาประดิษฐ์  ได้ดังนี้

3.1 ปัญญาประดิษฐ์(Artificial Intelligence )  ในที่นี้จะหมายถึงปัญญาประดิษฐ์โดยทั่วๆไปในอดีตที่มีความแม่นยำในการประมวลผลน้อยกว่าการเรียนรู้ของเครื่อง(Machine Learning:ML) และการเรียนรู้เชิงลึก(Deep Learning : DL)

3.2 การเรียนรู้ของเครื่อง (Machine Learning:ML) คือ  ระบบที่สามารถเรียนรู้ได้ด้วยตัวเอง โดยที่ไม่ต้องมีการป้อนคำสั่งควบคุมจากมนุษย์  สามารถเรียนรู้ได้จากข้อมูลและสร้างผลลัพธ์ออกมาอย่างแม่นยำ การเรียนรู้ของเครื่องจะเป็นซับเซ็ตของปัญญาประดิษฐ์

3.3 การเรียนรู้เชิงลึก (Deep Learning : DL) คือ โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่มีการเรียนรู้แบบอัตโนมัติ เลียนแบบการทำงานของระบบโครงข่ายประสาทของมนุษย์(Neural Network) มาซ้อนกันหลายชั้น(Layer) โดยทำการเรียนรู้จากข้อมูลในการตรวจจับรูปแบบ(Pattern) หรือการจัดหมวดหมู่ข้อมูล(Classify) การเรียนรู้เชิงลึกเป็นซับเซ็ตของการเรียนรู้ของเครื่องและปัญญาประดิษฐ์

สำหรับแขนงในสาขาย่อยของปัญญาประดิษฐ์ เรายังสามารถแบ่งออกเป็น 5 แขนง ดังนี้

การแบ่งประเภทของการเรียนรู้ของเครื่อง(Machine learning:ML) สามารถแบ่งออกเป็นแขนงต่างๆ ได้ดังต่อไปนี้

สำหรับการแบ่งประเภทของการเรียนรู้เชิงลึก (Deep learning)นั้น เราสามารถแบ่งออกเป็นแขนงย่อยต่างๆ ได้เช่นกัน คือ 

ความแตกต่างระหว่างการเรียนรู้ของเครื่อง(Machine learning:ML)และการเรียนรู้เชิงลึก(Deep learning:DL)  จากกราฟข้างล่างจะแสดงให้เห็นความแตกต่างระหว่างการเรียนรู้ของเครื่องกับการเรียนรู้เชิงลึกได้อย่างชัดเจน  หากปริมาณข้อมูลน้อยๆจะทำให้การเรียนรู้ของเครื่องมีประสิทธิภาพมากกว่าการเรียนรู้เชิงลึกแต่จะได้เพียงแค่ระดับหนึ่งเท่านั้นหลังจากนั้นความฉลาดของปัญญาประดิษฐ์จะมีแนวโน้มคงที่   แต่ถ้าหากข้อมูลที่ใช้ในการสอนโมเดลมีปริมาณจำนวนมากจะทำให้การเรียนรู้เชิงลึกมีประสิทธิภาพมากกว่าการเรียนรู้ของเครื่องได้อย่างมาก ดังกราฟที่แสดงด้านล่าง

กราฟแสดงการเปรียบเทียประสิทธิภาพกับปริมาณของข้อมูล

ระหว่างการเรียนรู้ของเครื่องและการเรียนรู้เชิงลึก

อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลอง

1. บอร์ดLotusNanoBot

2. สายUSB Data

3. Servo Motor

4. DC Motor

5. Adaptor / แบตเตอรี่ 7 -9 Vdc

ตอนที่ 1 การรับค่าจากCiRA CORE มาที่บอร์ดLotusNanoBot

  เป้าหมาย : เพื่อส่งข้อมูลตัวอักษรจากCiRA COREไปที่บอร์ดLotusNanoBotผ่านพอร์ตSerial

วิธีทำการทดลอง

ผังการทำงานระหว่างCiRA CORE และบอร์ดLotusNanoBot

1. ทำการเขียนโค้ดในKB-IDE ดังตัวอย่างข้างล่าง เพื่อทำการรับค่าตัวอักษร X และ Y จาก Platform CiRA CORE และนำมาแสดงผลที่จอOLEDของบอร์ดLotusNanoBot

Download Codeที่นี่ : https://drive.google.com/file/d/19JDB9YOEyrbkCxiyWv_SjpaB4mmdBvUf/view?usp=sharing

2. ทำการเปิดโปรแกรม CiRA CORE แล้วเขียนFlow Data CodeในCiRA CORE ดังภาพ

Download Code ที่นี่ : https://drive.google.com/file/d/1pLRvKAGnqmo8LxjBbZtF9m4tfts7kfGE/view?usp=sharing

3. เปิดโปรแกรมROS CORE หลังจากนั้นให้เปิดโปรแกรมCiRA Edu Serial ดังรูป

4. ผลการทำงาน  (ดังวีดีโอข้างล่าง)

•  เมื่อกดปุ่มButton Run ที่เขียนโค้ดในserail ="X" จะปรากฎตัวอักษรX ที่จอ OLED

•  เมื่อกดปุ่มButton Run ที่เขียนโค้ดในserail ="Y" จะปรากฎตัวอักษรY ที่จอ OLED

2. ทำการเขียนโค้ดในKB-IDE และอัพโหลดโค้ดลงในบอร์ดLotusNanoBot ดังรูป

Download code ที่นี่ : https://drive.google.com/file/d/10UFtH_W7UM4zVi2mp25-zZXx1owDQ6Nu/view?usp=sharing

3. ทำการเปิดโปรแกรม CiRA CORE แล้วเขียนFlow Data CodeในCiRA CORE ดังภาพ

1. Download Flow Data code : https://drive.google.com/file/d/10UX-yZ1AZ8yyUKKUm_ddCHjMfa-FjUi7/view?usp=sharing

2. Download ภาพทดสอบในกล่อง Image Slide : https://drive.google.com/drive/folders/16zqipEpDIzJXniVPvnjmWc5SUKVvhQjv?usp=sharing

3. Download Model : https://drive.google.com/drive/folders/1i9thZEXhafiXiGGwbYu-EJ4tPubtkj4_

4. เปิดโปรแกรมROS CORE หลังจากนั้นให้เปิดโปรแกรมCiRA Edu Serial ดังรูป

5. ผลการทำงาน หลังจากกดปุ่มButton Run  (ดังวีดีโอข้างล่าง)

•  เมื่อพบหน้าคนที่ไม่สวมหน้ากาก จะปรากฎตัวอักษร bad ที่จอ OLED และหลอดLED จะติด

• หากเป็นกรณีอื่นๆ จะปรากฎตัวอักษร good ที่จอ OLED และหลอดLED จะดับ

ตอนที่ 3 การส่งค่าสัญญาณAnalogจากบอร์ดLotusDevkitมาแสดงในDebugของCiRA CORE

เป้าหมาย : เพื่อนำค่าสัญญาณAnalogจากบอร์ดLotusDevkitมาแสดงในDebugของCiRA CORE ผ่านSerial port

วิธีทำการทดลอง

1. ทำการเขียนโปรแกรมในKB-IDE และCiRA CORE แล้วทำการอัพโหลดโค้ด ดังรูปข้างล่าง

2. ทำการเปิดโปรแกรม CiRA CORE แล้วเขียนFlow Data CodeในCiRA CORE ดังภาพข้างล่าง

• Download Code KB-IDE : https://drive.google.com/file/d/14wHrNGqTlqxUky9YP4z6UevDMUqqpkZk/view?usp=sharing

• Download Code CIRA CORE : https://drive.google.com/file/d/1P5zYyqlrkkjwAN3eqd9BMAk47LlPk-35/view?usp=sharing

3. ทำการเปิดโปรแกรม CiRA CORE แล้วเขียนFlow Data CodeในCiRA CORE ดังภาพ

4. ผลการทำงาน หลังจากกดปุ่มButton Run  (ดังวีดีโอข้างล่าง)

•  เมื่อหมุนPotentiometer ที่บอร์ดLotusNanoBotจะแสดงผลผ่านจอOLEDและส่งข้อมูลผ่านSerial port ไปแสดงที่กล่องDebugในโปรแกรมCiRA CORE

  อ้างอิงจาก :

  1.Science and Technology Committree,House of Commons,UK : จากหนังสือ AI เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ สำหรับการบริหารงานและการบริการภาครัฐ

 2.thaiprogrammer.org

  3.สำนักงานเทคโนโลยีดิจิทัล (องค์การมหาชน) หรือ สพร.

  4.หนังสือAI ไม่ยาก เข้าใจได้ด้วยเลข ม.ปลาย  ผู้แต่ง :  จตุรพัชร์  พัฒนทรงศิวิไล

  5. หนังสือ เรียนรู้Data Science และ AI : Machine Learning ด้วยPython ผู้แต่ง : ผศ.ดร กอบเกียรติ  สระอุบล

  6. สไลซ์การบรรยาย CiRA CORE Education ผู้แต่ง :  นายธีรวัฒน์  ทองลอย

7.เอกสาร สรุปรายงานความก้าวหน้าครั้งที่ 3 โครงการ “การพัฒนาแพลตฟอร์มเทคโนโลยีฐาน การบูรณาการระบบ(System Integration)เพื่องานหุ่นยนต์ระบบอัตโนมัติ และปัญญาประดิษฐ์ สำหรับใช้งานในระบบอุตสาหกรรม 4.0 (CIRACORE Platform)” ผู้แต่ง :  รศ.ดร ศิริเดช บุญแสง และคณะ