ผลงานทหารเรือ “สมองกลฝังตัว” ไม่ต้องใช้ภาษาซี พร้อมลุยตลาด

เป็นครั้งแรกของไทยและอาเซียนในการพัฒนาระบบสมองกลฝังตัวที่ไม่ต้องเขียนโปรแกรมด้วยภาษาซี แต่ใช้กล่องคำสั่งแทน ซึ่งช่วยย่นระยะเวลาในการทำงานกว่า 80% ช่วยให้นักพัฒนามีเวลาทำงานอื่นที่สนใจมากกว่า พร้อมได้ต่อยอดเชิงพาณิชย์ โดยทั้งสถาบันการศึกษาและภาคเอกชนต่างนำไปใช้สร้างผลงาน

ระบบสมองกลฝังตัว (Embedded System) นั้นเป็นระบบที่ย่อระบบแบบเดียวกับคอมพิวเตอร์ลงบนวงจรรวมหรือไอซีขนาดเล็ก แต่ความสามารถทั้งความเร็วและความจำที่ต่ำกว่าในระดับพันเท่าถึงล้านเท่า ซึ่งระบบสมองกลฝังตัวนี้จะนำไปใช้กับระบบที่ต้องทำงานเองอัตโนมัติ โดยไม่ต้องใช้การคำนวณที่ซับซ้อนและมีขนาดกะทัดรัด และนำไปใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น เครื่องซักผ้า ตู้เย็น หม้อหุงข้าว เป็นต้น

ปกติแล้ววิศวกรจะต้องเขียนโปรแกรมเพื่อควบคุมการทำงานของระบบสมองกลฝังตัวโดยใช้ภาษาคอมพิวเตอร์ เช่น ภาษาซี ที่มีความซับซ้อนและต้องอาศัยความชำนาญสูง จึงเป็นที่มาของการพัฒนาระบบสมองกลฝังตัวแบบกราฟิก นำโดย นาวาโท ดร.กฤษฎา แสงเพ็ชร์ส่อง อาจารย์ฝ่ายศึกษา โรงเรียนนายเรือ ผู้พัฒนาทั้งฮาร์ดแวร์ระบบสมองกลฝังแบบกราฟิก ซึ่งมีชื่อทางการค้าว่า “ฟิโอบอร์ด” (FiO Board) และซอฟต์แวร์สำหรับใช้งานร่วมกับฮาร์ดแวร์ในชื่อทางการค้าว่า “ราพิดเอสทีเอ็ม32” (RapidSTM32)

นาวาโท ดร.กฤษฎากล่าวว่า ฟิโอบอร์ดและราพิดเอสทีเอ็มนี้พัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้ร่วมกับโปรแกรมแมตแล็บ (MATLAB) ซึ่งจากเดิมที่ต้องเขียนโปรแกรมด้วยภาษาซี ผู้ใช้สามารถใช้เขียนโปรแกรมด้วยกราฟิกหรือรูปภาพเพื่อควบคุมการทำงานระบบสมองกลฝังตัวแทนได้ โดยกราฟิกดังกล่าวคือกล่องคำสั่งที่ผู้ใช้สามารถลากจากคอมพิวเตอร์ไปใส่ในอุปกรณ์ไอซีที่ติดตั้งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผ่านการเชื่อมต่อของสายสัญญาณยูเอสบี (USB) ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องมีความรู้หรือความชำนาญเกี่ยวกับภาษาซี และปัจจุบันทีมวิจัยจากโรงเรียนนายเรือได้พัฒนากล่องคำสั่งที่พร้อมใช้งานแล้ว 40 กล่องคำสั่ง

“สามารถยกตัวอย่างเปรียบเทียบเพื่อให้เข้าใจได้ง่าย เช่น คอมพิวเตอร์สมัยก่อนนั้น หากต้องการคัดลอกไฟล์ระหว่างดิสก์ ต้องใช้ชุดคำสั่งดอส (DOS) เป็นบรรทัดเพื่อสั่งการเครื่องคอมพิวเตอร์ แต่ปัจจุบันผู้ใช้โปรแกรมในวินโดวส์ (Windows) สามารถลากไฟล์จากต้นฉบับลงปลายทางที่ต้องการคัดลอกได้เลย ซึ่งผลงานของโครงการนี้ก็เปรียบเหมือนการสร้างโปรแกรมวินโดว์แทนดอส แต่ต่างกันที่ผลงานนี้อยู่ในโลกของระบบสมองกลฝังตัว” ผู้วิจัยอธิบายเปรียบเทียบ

นาวาโท ดร.กฤษฎาเริ่มต้นโครงการนี้โดยต่อยอดองค์ความรู้ที่ได้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการอากาศยานไร้นักบินหรือยูเอวี (UAV) เพื่อใช้งานในกองทัพเมื่อปี 2549-2550 โดยโครงการดังกล่าว เขามีส่วนร่วมในการพัฒนาต้นแบบระบบวัดมุมอ้างอิงเพื่อป้องกันเครื่องบินตก โดยรักษาระดับเครื่องบินไม่เอียงซ้าย-ขวา หลังโครงการดังกล่าวที่ได้อากาศยานไร้คนขับต้นแบบ เขาได้ขบคิดกับทีมวิจัยว่า จะต่อยอดความรู้อะไรที่นำไปสู่การพัฒนาผลงานที่มีคนนำไปใช้งานอย่างกว้าง และลงตัวที่ผลงานพัฒนาระบบสมองกลฝังตัวแบบกราฟิกซึ่งใช้เวลาพัฒนาทั้งหมด 5 ปี

ผลงานของนาวาโท ดร.กฤษฎาได้ต่อยอดสู่เชิงพาณิชย์โดยการสนับสนุนทุนพัฒนาแผนธุรกิจจากสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) ซึ่ง บริษัท เอมเมจิน จำกัด ได้รับสิทธิในการผลิตออกมาจำหน่าย และบริษัทดังกล่าวยังได้รับการส่งเสริมจากคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน (BOI) ในระดับสูง ทั้งนี้ มีการบริการจัดการทรัพย์สินทางปัญญาและแบ่งผลประโยชน์ระหว่าง สกว. โรงเรียนนายเรือและบริษัท เอมเมจิน

ด้านนาวาโท ดร.ประกิต รำพึงกุล อาจารย์ฝ่ายศึกษา โรงเรียนนายเรือ และเป็นหนึ่งในทีมวิจัย กล่าวว่า เขาสอนวิชาวิศวกรรมเครื่องกลเรือ ซึ่งส่วนใหญ่นักเรียนเครื่องกลไม่อยากข้องเกี่ยวกับวิชาเกี่ยวกับระบบอัตโนมัติเท่าไรนัก แต่ผลงานของ นาวาโท ดร.กฤษฎาทำให้นักเรียนเข้าถึงง่าย และเร็วขึ้น โดยประหยัดเวลาไปกับการพัฒนาระบบสมองกลฝังตัวลงกว่า 80% ซึ่งหลายคนอาจตั้งข้อสังเกตว่าผู้เรียนจะไม่เข้าใจในระบบของไมโครคอนโทรลเลอร์ แต่สำหรับเขาแล้วเรื่องนั้นไม่ใช่จุดมุ่งหมายในการสอนของเขา

ส่วน ผศ.ดร.พีรยศ แสนโภชน์ อาจารย์ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ซึ่งได้นำระบบสมองกลฝังตัวแบบกราฟิกที่ นาวาโท ดร.กฤษฎาพัฒนาขึ้นไปใช้ในสอนนิสิต ซึ่งเขากล่าวว่าที่ผ่านมากว่าผู้เรียนจะศึกษาระบบจนเข้าใจตองใช้เวลา 1-2 ปี แล้วก็เรียนจบออกไปโดยที่ยังมองไม่เห็นหนทางว่าจะนำไปใช้งานอย่างไร ซึ่งทำให้มีปัญหาในการทำงานและได้รับคำท้วงติงจากภาคอุตสาหกรรม แต่ระบบสมองกลฝังตัวแบบกราฟิกนี้จะช่วยให้ผู้เรียนกระตือรือร้นในการเรียนและมองเห็นภาพมากได้ขึ้น

นอกจากนี้ นายปิยณัฐ อภัยศรี กรรมการผู้จัดการ บริษัท เอเทค จำกัด ผู้ผลิตระบบหัวฉีดสำหรับจักรยานยนต์ ได้นำระบบสมองกลฝังตัวแบบกราฟิกนี้ยังถูกนำไปใช้งานเพื่อผลิตอุปกรณ์ออกจำหน่าย และเขายังกล่าวอีกว่าตอนนี้นั้นโปรแกรมแมตแล็บถูกใช้งานแค่ในห้องปฏิบัติการ และเขาต้องรอถึง 15 ปีจึงมีซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ที่นำมาใช้กับโปรแกรมนี้ได้ ซึ่งจากการใช้งานนั้นช่วยให้เขาลดค่าใช้จ่ายในการออกแบบลงได้ 30-40% และย่นระยะเวลาในการทำงานให้รวดเร็วขึ้น

อย่างไรก็ดี นาวาโท ดร.กฤษฎา กล่าวว่าระบบสมองกลฝังตัวที่พัฒนาขึ้นมานี้ไม่ได้ทดแทนระบบเก่าที่เขียนด้วยภาษาซี เพราะในกลุ่ม “ฮาร์ดคอร์” ที่ยังต้องใช้ภาษาซีก็ยังคงต้องใช้อยู่ แต่ในกลุ่มวิศวกรที่ไม่ต้องการเขียนโปรแกรมลงลึกขนาดนั้นก็สามารถใช้ระบบนี้ซึ่งมีความสะดวกและรวดเร็ว หรือบางคนต้องการพิสูจน์สมการบางอย่างเท่านั้น อุปกรณ์และซอฟต์แวร์นี้จะช่วยให้ทำงานได้เร็วขึ้น โดยไม่ต้องเสียเวลากับการเขียนโปรแกรมด้วยภาษาซีให้ยุ่งยาก