เครื่องแยกขยะอัตโนมัติด้วยระบบ AR: Augmented Reality
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
พลกฤต อนงค์ชัย, อภิเทพ เอี่ยมสะอาด, ปุณิกา จรจอม
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
นรินทร์ อนงค์ชัย, ปิยะพงษ์ พรหมบุตร
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ปัจจุบัน “มลพิษจากขยะพลาสติก” ได้กลายเป็นวิกฤติสำคัญด้านสิ่งแวดล้อม เทียบเคียงกับ “ปัญหาภาวะโลกร้อน” ไปแล้ว นั่นแสดงให้เห็นว่าขยะพลาสติกกำลังส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรง เพราะ ขยะพลาสติก ที่ใช้เวลาผลิต 5 วินาที ถูกนำไปใช้แค่ 5 นาที และใช้เวลาในการกำจัดพวกมันอีก 500 ปี ได้เข้าไปเป็นส่วนหนึ่งในชีวิตประจำวันของผู้คนไม่ว่าในเมืองใหญ่หรือชุมชนในชนบท ถุงพลาสติกกลายเป็นที่นิยมอย่างแพร่หลาย เพราะอำนวยความสะดวกสบายให้ทุกคน เมื่อต้องไปจับจ่ายสินค้าตามห้างสรรพสินค้า ร้านสะดวกซื้อ และร้านค้าชุมชน รวมทั้งใช้ใส่อาหารและเครื่องดื่ม
ปริมาณขยะพลาสติกจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และกลายเป็นเรื่องใหญ่ที่ประชาคมโลกต่างพากันออกมาแสดงความตั้งใจ รวมถึงกำหนดมาตรการเพื่อสร้างความเปลี่ยนแปลงเชิงนโยบายเกี่ยวกับขยะพลาสติก ไม่ว่าจะเป็นการเก็บภาษีพลาสติก แบน หรือห้ามร้านขายของแจกถุงพลาสติก รวมถึงรณรงค์การใช้พลาสติกอื่นๆ เช่น หลอดดูดน้ำ การเลิกใช้พลาสติกหุ้มฝาขวดน้ำดื่ม หรือแคปซีล เป็นต้น ที่สำคัญ ปัญหาขยะพลาสติก ไม่ใช่แค่เรื่องรณรงค์เท่านั้น แต่ยังมีการเรียกร้องให้องค์กรระดับประเทศ ตั้งแต่ภาครัฐ เอกชน และประชาชน ลุกขึ้นมาสู้ด้วยการคิดค้นนวัตกรรมใหม่ๆที่มากไปกว่าแค่การกำจัดขยะ (ไทยรัฐ : 5 มิ.ย. 2561 )
เทคโนโลยี AR (Augmented Reality) เป็นเทคโนโลยีที่ผสมผสานโลกในความเป็นจริง และโลกเสมือนที่สร้างขึ้นมาผสานเข้าด้วยกันผ่านซอฟต์แวร์และอุปกรณ์เชื่อมต่อ ต่าง ๆ ซึ่งถือว่าเป็นการสร้างข้อมูลอีกข้อมูลหนึ่งที่เป็นส่วนประกอบบนโลกเสมือน (virtual world) เช่น ภาพกราฟิก วิดีโอ รูปทรงสามมิติ และข้อความ ตัวอักษร ให้ผนวกซ้อนทับกับภาพในโลกจริงที่ปรากฏบนกล้อง
เทคโนโลยี AR แบ่งเป็น 2 ประเภท ได้แก่ แบบที่ใช้ภาพสัญลักษณ์ และ แบบที่ใช้ระบบพิกัดในการวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อสร้างข้อมูลบนโลกเสมือนจริง ซึ่งในทางเทคนิคแล้วภาพสัญลักษณ์ที่ใช้ จะนิยมเรียกว่า “Marker” หรือในเว็บไซต์ vuforia.com เรียกว่า “Target” อาจจะเรียกว่า “AR Code” ก็ได้ โดยใช้กล้องเว็บแคมในการรับภาพ เมื่อซอฟท์แวร์ที่เราใช้งานอยู่ประมวลผลรูปภาพเจอสัญลักษณ์ที่กำหนดไว้ก็จะแสดงข้อมูลภาพสามมิติที่ถูกระบุไว้ในโปรแกรมให้เห็นเราสามารถที่จะหมุนดูภาพที่ปรากฏได้ทุกทิศทางหรือเรียกว่าหมุนได้ 360 องศา
Vuforia เป็น SDK สำหรับการพัฒนาแอพ AR ซึ่ง รวมทุกอย่างไว้ใน SDK เดียว สามารถตรวจจับวัตถุประเภทที่ต่างกันออกไปได้ เช่นรูปภาพ วัตถุ หรือตัวอักษรภาษาอังกฤษ ทั้งแบบ 2 และ 3 มิติ รองรับการทำ Virtual Buttons, การสร้างแผนที่ 3 มิติ ด้วย Smart Terrain ได้อย่างดี
กลุ่มเราเห็นว่า หากนำประโยชน์ จากเทคโนโลยี Image Processing ไปสู่ การทำงานของกลไล Mechanism ที่ควบคุมการทำงานโดย บอร์ดสมองกล Arduino ในการประยุกต์ใช้งานด้านต่างๆ ได้อย่างไม่จำกัด ขอบเขตของโครงงานนี้ เป็นการนำโประโยชน์จาก เทคโนโลยี AR มาสร้างสรรค์ใน โปรแกรม Unity3d โดยเขียนคำสั่งให้ วิเคราะห์ภาพขยะที่ถูกทิ้งลงมาในช่องรับ แล้วทำการจำแนก จากนั้น ทำการเชื่อมต่อประสานกันกับ บอร์ดสมองกล Arduino ที่ควบคุมเซ็นเซอร์และโมดุลแขนกล หรือ มอเตอร์ต่างๆ ให้ทำงานลำเลียงขยะเหล่านั้นไปยังกล่องที่รองรับแยกตามประเภทขยะที่กำหนดไว้ โดยการพัฒนาจากระบบเครื่องแยกขยะแบบเดิม ที่ยังไม่สามารถจำแนก ขยะได้หลากหลายประเภท เครื่องแยกขยะอัตโนมัติด้วยระบบ Augmented Reality สามารถแยกขยะได้มากกว่าเดิม เพราะให้วิธีจดจำภาพแบบ Image Processing แตกต่างจากเครื่องเดิมที่สามารถแยกได้เฉพาะขยะที่เป็นขวดแก้วกับพลาสติก หรืออลูมิเนียมเท่านั้น ที่ใช้วิธีการแยกแบบให้เช็นเชอร์ที่มีข้อจำกัดในด้านอื่น ๆ นอกจากนี้ ยังพัฒนาระบบแต้มสะสมคะแนนให้กับผู้ใช้งานเพื่อจูงใจในการร่วมกันแยกขยะด้วย