FermiLabs คือศูนย์นวัตกรรมที่โรงเรียนมัธยม IIS “E. Fermi – R. Guttuso” ใน Giarre ประเทศซิซิลี ซึ่งเป็นแหล่งรวมนักเรียนที่มีความกระตือรือร้นในการเรียนรู้ด้านวิศวกรรม โดยมีกิจกรรมห้องปฏิบัติการหลังเลิกเรียนที่เน้นหุ่นยนต์ ระบบอัตโนมัติ และฟิสิกส์เชิงทดลอง ความมุ่งมั่นนี้ส่งผลให้ทีม FermiLabs สามารถคว้ารางวัลจากการแข่งขัน RoboCupJunior Europe ซึ่งเป็นการแข่งขันหุ่นยนต์สำหรับนักเรียนที่ท้าทายที่สุดรายการหนึ่งของโลกมาแล้วหลายครั้ง
การแข่งขัน RoboCupJunior โดยเฉพาะประเภท Rescue ถือเป็นการทดสอบความสามารถของทีมในการออกแบบ สร้าง และตั้งโปรแกรมหุ่นยนต์อัตโนมัติให้สามารถนำทางในสถานการณ์จำลองภัยพิบัติ ตั้งแต่การเคลื่อนที่ตามเส้นบนพื้นที่ขรุขระ ไปจนถึงการสำรวจเขาวงกตหลายระดับ และให้ความช่วยเหลือผู้ประสบภัยจำลอง สำหรับฤดูกาล 2026 ทีม FermiLabs สองทีมกำลังผลักดันขีดจำกัดของหุ่นยนต์ที่สร้างโดยนักเรียน โดยมี Arduino เป็นหัวใจสำคัญของหุ่นยนต์ทั้งสองตัว
ทีม Tachyons: พิชิตเขาวงกตด้วย Arduino GIGA R1 WiFi
การแข่งขัน RoboCupJunior Rescue Maze กำหนดให้หุ่นยนต์ต้องสำรวจเขาวงกตที่ซับซ้อนหลายระดับ ระบุตำแหน่งผู้ประสบภัย และส่งชุดกู้ภัยได้อย่างแม่นยำ กฎการแข่งขันปี 2026 ได้เพิ่มความท้าทายด้วยการนำเสนอ “เป้าหมายการรับรู้ภาพที่ซับซ้อน” ซึ่งเป็นวงกลมสีหลายชั้นที่หุ่นยนต์ต้องถอดรหัสแบบเรียลไทม์เพื่อจำแนกประเภทของผู้ประสบภัย ซึ่งต้องอาศัยพลังการประมวลผลและการรวมเซ็นเซอร์ที่สูงขึ้นอย่างมาก
ทีม Tachyons ซึ่งนำโดย Etto Fins ยูทูบเบอร์และนักพูด TEDx ได้ตอบสนองความท้าทายนี้โดยใช้ Arduino GIGA R1 WiFi เป็นแกนหลักของหุ่นยนต์ โดยใช้ประโยชน์จากความสามารถของบอร์ดในการจัดการงานแบบมัลติเธรดที่ซับซ้อน ด้วยความน่าเชื่อถือและเวลาแฝงต่ำที่จำเป็นสำหรับการแข่งขัน หุ่นยนต์นี้มี “Arduino shield” ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะทำหน้าที่เป็นระบบประสาทส่วนกลาง ด้วยมอเตอร์ Stepper 4 ตัวที่ให้ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งระดับซับมิลลิเมตร และชุดเซ็นเซอร์นำทางความแม่นยำสูง (IMU และ ToF) ที่ผสานรวมข้อมูลเพื่อควบคุมหุ่นยนต์ให้อยู่กึ่งกลางของแต่ละช่องได้อย่างแม่นยำ แม้บนทางลาดหรือพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอ นอกจากนี้ ซอฟต์แวร์ยังสร้างแผนที่เขาวงกตแบบ 3 มิติแบบเรียลไทม์ ทำให้หุ่นยนต์สามารถย้อนกลับและปรับเส้นทางให้เหมาะสมได้
การออกแบบทางกลก็มีความคิดสร้างสรรค์ไม่แพ้กัน ล้อซิลิโคนแบบกำหนดเองที่หล่อขึ้นเองภายในด้วยโครงสร้างแบบไร้อากาศ ช่วยเพิ่มแรงยึดเกาะในขณะที่ลดน้ำหนักและดูดซับแรงกระแทก กลไกการปล่อยชุดกู้ภัยใช้สปริงคู่เพื่อยิง “rescue cubelets” ด้วยความเร็วสูง และชุดกู้ภัยก็ได้รับการออกแบบให้มีค่าสัมประสิทธิ์การคืนตัวต่ำที่สุด เพื่อให้ตกลงสู่ตำแหน่งที่ต้องการเมื่อถึงผู้ประสบภัยโดยไม่กระดอนออกไป หลังจากการคัดเลือกในระดับภูมิภาค ทีม Tachyons ได้อันดับที่สองในการแข่งขันระดับประเทศของอิตาลีด้วยหุ่นยนต์รุ่นใหม่ที่ใช้บอร์ด UNO Q 4GB ซึ่งทำให้พวกเขาได้รับโอกาสบินไป Incheon ประเทศเกาหลีใต้ เพื่อแข่งขันกับนักเรียนหุ่นยนต์ 3,000 คนที่ดีที่สุดในโลก
ทีม Yellow Radiators: การตามเส้นด้วยระบบ Vision-First และ Arduino UNO Q
การแข่งขัน Rescue Line กำหนดให้หุ่นยนต์อัตโนมัติต้องตามเส้นสีดำข้ามสนามแข่งแบบโมดูลาร์ที่เต็มไปด้วยสิ่งกีดขวาง เศษซาก และภูมิประเทศที่หลากหลาย เพื่อค้นหาและช่วยเหลือผู้ประสบภัยจำลองก่อนที่จะนำทางไปยังเขตสกัดกู้ ความเร็ว ความน่าเชื่อถือ และการประมวลผลภาพแบบเรียลไทม์คือหัวใจสำคัญ
ทีม Yellow Radiators เลือกที่จะละทิ้งเซ็นเซอร์ตามเส้นแบบดั้งเดิมทั้งหมด โดยหันมาใช้สถาปัตยกรรมที่เน้นการมองเห็นเป็นหลัก ซึ่งสร้างขึ้นรอบ Arduino UNO Q การเลือกนี้ช่วยให้พวกเขารวมตรรกะระดับสูงและการควบคุมมอเตอร์ระดับต่ำเข้าไว้ในแพลตฟอร์มเดียวแทนที่จะแยกบอร์ด
เลเยอร์ Python ที่รัน OpenCV ทำหน้าที่ประมวลผลข้อมูลกล้องแบบเรียลไทม์เพื่อระบุเส้นและอ่านเครื่องหมายทางแยก ในขณะที่ฝั่ง Arduino จัดการวงจรควบคุมมอเตอร์ความถี่สูงและการรวมเซ็นเซอร์ไปพร้อมกัน สะพานการสื่อสารแบบกำหนดเองระหว่างเลเยอร์ Python vision และเลเยอร์ฮาร์ดแวร์ภาษา Arduino ทำให้การทำงานแบบสองสมองนี้เป็นไปได้อย่างราบรื่น สำหรับการแข่งขัน ทีมได้สร้างแผงควบคุมบนเว็บแบบกำหนดเองที่ช่วยปรับวิธีการสอบเทียบหุ่นยนต์ ณ สถานที่แข่งขัน ผ่านเครือข่าย Wi-Fi ในพื้นที่ สมาชิกในทีมสามารถดูภาพจากกล้องแบบสด สลับไปมาระหว่างมาสก์ภาพต่างๆ เพื่อดีบักการตรวจจับเส้นแบบเรียลไทม์ และปรับการสอบเทียบสีหรือเกณฑ์เซ็นเซอร์แบบไร้สายโดยใช้แถบเลื่อนบนหน้าจอ โดยไม่ต้องอัปโหลดโค้ดใหม่ แดชบอร์ดยังอนุญาตให้เรียกใช้ฟังก์ชันระยะไกลไปยัง Arduino core ได้โดยตรง เพื่อทดสอบระบบย่อยเฉพาะ เช่น กลไกจับชุดกู้ภัยด้วยตนเอง ในสภาพแสงที่เปลี่ยนแปลงของการแข่งขัน ความสามารถในการดีบักแบบสดนี้ถือเป็นข้อได้เปรียบในการแข่งขันอย่างแท้จริง
ในส่วนของ AI ทีมได้ใช้โมเดลตรวจจับวัตถุ YOLO ที่ได้รับการฝึกฝนแบบกำหนดเอง โดยใช้รันไทม์ NCNN ที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับชิป SoC ของ Qualcomm Technologies ที่ใช้ ARM บน UNO Q เป้าหมายต่อไปคือการเปิดใช้งาน GPU passthrough เพื่อใช้ประโยชน์จากการเร่งความเร็วของ Vulkan บน Qualcomm Adreno GPU ในตัว ซึ่งจะช่วยลดเวลาแฝงในการอนุมานได้อีก การพัฒนาได้รับการอำนวยความสะดวกอย่างมากโดยระบบปฏิบัติการ Debian เต็มรูปแบบที่รันบนบอร์ด ทำให้นักเรียนสามารถทำงานได้โดยตรงจาก VS Code ผ่าน Remote Development ซึ่งเป็นเวิร์กโฟลว์ระดับมืออาชีพบนอุปกรณ์ Edge ขนาดกะทัดรัด
จากซิซิลีสู่การแข่งขันระดับโลก
ทั้งสองโครงการแสดงให้เห็นถึงสิ่งที่ FermiLabs ได้แสดงให้เห็นมาโดยตลอดว่า ด้วยเครื่องมือที่เหมาะสม ทีมโรงเรียนมัธยมก็สามารถสร้างโซลูชันทางวิศวกรรมที่เทียบเท่ากับระบบระดับมืออาชีพได้ บทบาทของ Arduino ในหุ่นยนต์ทั้งสองตัวไม่ใช่เรื่องบังเอิญ แต่เป็นแพลตฟอร์มที่ช่วยให้นักเรียนสามารถทำซ้ำการพัฒนาได้อย่างรวดเร็ว ควบคุมฮาร์ดแวร์ และเชื่อมต่อระบบต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้พวกเขาสามารถสร้างสิ่งที่ใช้งานได้จริงภายใต้ความกดดัน หลังจากการประสบความสำเร็จหลายครั้งในระดับชาติที่ Catania ในเดือนเมษายน FermiLabs กำลังเตรียมส่งสองทีมไปแข่งขัน RoboCupJunior European Championships ที่กรุงเวียนนา และอีกสองทีมไปแข่งขัน RoboCup Federation Junior World Championships ที่เกาหลีใต้
🏷️ หมวดหมู่: Arduino, GIGA R1 WiFi, UNO Q, RoboCup, RoboCup Junior Europe, robotics, robots
🔗 Refer: arduino
