AI ขั้นสูงและหุ่นยนต์ จากศูนย์ถึงสร้างเอง

สร้าง AI จำแนกภาพของเราเอง

ใช้เว็บไซต์ Teachable Machine ที่ใช้ได้ฟรีบนเบราว์เซอร์ สอน AI ให้แยกของสองสามอย่างจากกล้องของคอมพิวเตอร์ เช่น ดินสอ ยางลบ และมือเปล่า นี่คือสิ่งเดียวกับที่ทำบนกระดานแมวกับหมาในบทที่ 15 แต่ใช้ภาพจริง

1. ให้ผู้ใหญ่เปิดเว็บไซต์ teachablemachine.withgoogle.com แล้วเลือกโปรเจกต์ภาพ
2. ตั้งชื่อกลุ่มแรกว่า ดินสอ กลุ่มที่สองว่า ยางลบ แล้วกดเพิ่มกลุ่มที่สามชื่อ ไม่มีอะไร
3. กดปุ่มกล้องของแต่ละกลุ่ม ถือของหมุนไปหลายมุม เก็บภาพกลุ่มละอย่างน้อย 50 ภาพ ทั้งใกล้ ไกล สว่าง และมืด
4. กดปุ่มฝึก รอไม่ถึงนาที ห้ามปิดหน้าต่างระหว่างฝึก
5. ถือของหน้ากล้องแล้วดูแถบความมั่นใจของแต่ละกลุ่ม ลองถือของที่ไม่เคยสอน เช่น กรรไกร แล้วดูว่า AI ตอบอะไร
6. ทดลองให้เห็นความลำเอียง สอนเฉพาะดินสอสีเหลือง แล้วลองถือดินสอสีดำ AI ยังจำได้ไหม ถ้าไม่ได้ ให้เพิ่มตัวอย่างที่หลากหลายแล้วฝึกใหม่

หุ่นยนต์เดินตามเส้นดำ

หุ่นยนต์ตัวแรกที่นักเรียนหุ่นยนต์ทั่วโลกสร้าง ใช้ความรู้ระดับ 1 ถึง 5 ครบทุกระดับ เซ็นเซอร์อินฟราเรดสองตัวมองพื้น เส้นสีดำสะท้อนแสงน้อย พื้นสีขาวสะท้อนแสงมาก หุ่นยนต์จึงรู้ว่าตัวเองเยื้องไปทางไหน

อุปกรณ์

การต่อสาย

กราวด์ของทุกบอร์ดต้องต่อถึงกัน ถ้าลืม บอร์ดจะสั่งมอเตอร์ไม่ได้ นี่คือความผิดพลาดที่มือใหม่เจอบ่อยที่สุด ให้ขาเอ็นเอบีของบอร์ดขับมีจัมเปอร์เสียบอยู่ตามเดิมจากโรงงาน

โปรแกรม

// Line follower: two IR sensors straddle a black line
const int SL = 2, SR = 3;             // left and right sensors
const int L1 = 5, L2 = 6, R1 = 9, R2 = 10;  // motor driver inputs

void drive(int left, int right) {     // speeds from -255 to 255
  analogWrite(L1, left  > 0 ? left  : 0);
  analogWrite(L2, left  < 0 ? -left : 0);
  analogWrite(R1, right > 0 ? right : 0);
  analogWrite(R2, right < 0 ? -right : 0);
}

void setup() {
  pinMode(SL, INPUT);  pinMode(SR, INPUT);
  pinMode(L1, OUTPUT); pinMode(L2, OUTPUT);
  pinMode(R1, OUTPUT); pinMode(R2, OUTPUT);
}

void loop() {
  bool left  = digitalRead(SL) == HIGH;   // HIGH = sensor sees black
  bool right = digitalRead(SR) == HIGH;
  if (!left && !right)     drive(150, 150);  // line is between: go straight
  else if (left && !right) drive(0, 160);    // drifted right: turn left
  else if (!left && right) drive(160, 0);    // drifted left: turn right
  else                     drive(0, 0);      // both black: stop
}

1. ติดตั้งโปรแกรม Arduino IDE ในคอมพิวเตอร์ เสียบสาย USB ต่อบอร์ด เลือกชนิดบอร์ดเป็น Arduino Uno
2. พิมพ์หรือคัดลอกโปรแกรมข้างบน กดปุ่มอัปโหลด ระหว่างนี้ยกล้อให้ลอยจากพื้นไว้ก่อน
3. ติดเทปดำเป็นวงโค้งบนกระดาษขาวแผ่นใหญ่ ความกว้างเส้นราว 2 เซนติเมตร โค้งไม่หักศอก
4. ปรับสกรูบนเซ็นเซอร์ จนไฟบนเซ็นเซอร์ติดเมื่ออยู่บนพื้นขาว และดับเมื่ออยู่บนเส้นดำ หรือกลับกัน ขึ้นกับรุ่น
5. วางหุ่นยนต์ให้เส้นอยู่ระหว่างเซ็นเซอร์สองตัว เปิดสวิตช์รางถ่าน แล้วดูมันวิ่ง

หุ่นยนต์หลบสิ่งกีดขวาง

ใช้ฐานรถเดิมจากโครงงาน 2 เปลี่ยนตาจากเซ็นเซอร์มองพื้นเป็นเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก HC-SR04 ที่ส่งเสียงความถี่สูงเกินกว่าหูเราได้ยินออกไป แล้วจับเวลาว่าเสียงสะท้อนกลับมาเมื่อไร เหมือนค้างคาวหาทางในที่มืด เสียงเดินทางราว 343 เมตรต่อวินาที เราจึงคำนวณระยะทางได้จากเวลา

// Obstacle avoider: keep drive() and the motor pins from project 2,
// then replace setup() and loop() with these
const int TRIG = 7, ECHO = 8;

long distanceCm() {
  digitalWrite(TRIG, LOW);  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG, HIGH); delayMicroseconds(10);   // send a short ping
  digitalWrite(TRIG, LOW);
  long us = pulseIn(ECHO, HIGH, 30000);              // wait for the echo
  if (us == 0) return 999;                          // nothing in range
  return us * 0.0343 / 2;                           // there and back, so halve it
}

void setup() {
  pinMode(TRIG, OUTPUT); pinMode(ECHO, INPUT);
  pinMode(L1, OUTPUT); pinMode(L2, OUTPUT);
  pinMode(R1, OUTPUT); pinMode(R2, OUTPUT);
}

void loop() {
  if (distanceCm() < 20) {       // something within 20 cm
    drive(0, 0);        delay(200);
    drive(-140, -140);  delay(300);   // back up
    drive(150, -150);   delay(350);   // spin to the right
  } else {
    drive(150, 150);                  // path is clear
  }
  delay(50);
}

1. ติดเซ็นเซอร์ไว้หน้ารถ ให้ตาสองข้างของมันหันไปข้างหน้าตรงๆ
2. ก่อนใส่ล้อ ลองเปิดหน้าต่าง Serial Monitor แล้วพิมพ์ค่า distanceCm ออกมาดู ขยับมือเข้าออกเพื่อเช็กว่าระยะถูกต้อง
3. อัปโหลดโปรแกรมเต็ม วางหุ่นยนต์ในห้องที่มีกล่องกระดาษเป็นกำแพง แล้วดูมันหาทาง
4. ทดลองเปลี่ยนเลข 20 เป็น 10 หรือ 40 แล้วสังเกตว่าหุ่นยนต์ระวังมากขึ้นหรือน้อยลง