ABB Technology Ventures (ATV) คือ โครงการลงทุนของบริษัท ABB ที่มีกลยุทธ์ในการลงทุนแบบร่วมลงทุน (Venture Capital) โดยที่โครงการ ATV นั้นจะหาพันธมิตรที่เป็นธุรกิจสตาร์ทอัพ (Startup Partners) ซึ่งจะเป็นพันธมิตรหรือหุ้นส่วนที่สามารถทำงานร่วมกับบริษัท ABB แล้วเกิดประโยชน์ร่วมกันสูงสุดทั้งในด้านกลยุทธ์ (Strategically) และด้านการเงิน (Financially) การทำงานร่วมกับพันธมิตรหรือหุ้นส่วน (Partnership) ในการพัฒนาSoft Robotics นั้นเป็นตัวอย่างที่แสดงให้เห็นได้ชัดว่าการทำงานร่วมกับธุรกิจสตาร์ทอัพ (Startup) ในเชิงรุก (Proactive Engagement) สามารถที่จะสร้างความแตกต่างได้ โดยเฉพาะในด้านการพัฒนานวัตกรรมต่างๆ
ด้วยความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัยฮาวาร์ด (Harvard University) กับองค์กร DARPA เป็นองค์กรในการพัฒนานวัตกรรมสำหรับใช้งานทางทหาร ซึ่งอยู่ภายใต้กระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ กลุ่มนักวิจัย Whitesides ได้มุ่งเน้นการศึกษาไปที่การกำเนิดสายพันธุ์ใหม่ทางชีวภาพซึ่งเป็นแรงบัลดาลใจในการพัฒนา Soft Robotics ในตอนแรกได้เกิดความท้าทายนี้ขึ้นมาเพื่อที่จะสร้างหุ่นยนต์ที่สามารถใช้หยิบจับแผ่นกระจก โดยเป็นการหยิบทางด้านบนซึ่งจะห่างจากผิวกระจก 20 มิลลิเมตร ในขณะที่วิศวกรออกแบบหุ่นยนต์ส่วนใหญ่ (Robotic Engineers) นั้นพยายามแก้ปัญหาโดยการใช้หุ่นยนต์แบบดั้งเดิม (Rigid Robots) แต่กลุ่มนักวิจัย Whitesides ได้รับแรงบัลดาลใจมาจากธรรมชาติในการที่จะสร้างหุ่นยนต์ให้เป็นแบบนุ่ม (Soft Robots) ซึ่งจะทำมาจากวัสดุพอลิเมอร์แบบยืดหยุ่น (Elastomeric Polymers) วิธีคิดอันชาญฉลาดแบบนี้ช่วยให้เกิดความก้าวหน้าทางด้านอุตสาหกรรมหุ่นยนต์
จุดกำเนิดของ Soft Robotics
ในช่วงแรกเทคโนโลยีที่เกิดจากความร่วมมือกับ DARPA นั้นได้ถูกประยุกต์ใช้ในงานด้านศัลยกรรมผ่าตัด (Surgery) และด้านชีวการแพทย์ (Biomedical) แต่อย่างไรก็ตามเนื่องจากมีความต้องการเกิดขึ้นสูงและมีโอกาสที่ดีในการพัฒนาต่อยอด เทคโนโลยีนี้จึงสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในงานด้านอุตสาหกรรมการผลิตแบบอัตโนมัติได้ (Automation Industry) โดยส่วนใหญ่แล้วเทคโนโลยีการหยิบจับของหุ่นยนต์ที่มีอยู่ในตลาดทุกวันนี้ถูกออกแบบมาจากวัสดุแบบแข็ง (Hard Linkage) ทำให้ยากต่อการหยิบจับสิ่งของที่อ่อนนุ่มและมีรูปร่างไม่แน่นอน เช่น ผักและผลไม้ นอกจากนี้ยังยากต่อการทำงานร่วมกับผู้ปฏิบัติงานได้อย่างปลอดภัยถ้าหากเทคโนโลยีการหยิบจับในรูปแบบใหม่นี้สามารถจัดการเคลื่อนย้ายของสด (เช่น ผักผลไม้ หรือเนื้อสัตว์) โดยไม่ทำให้ผิวหรือเนื้อเยื่อนั้นเสียหาย เทคโนโลยีเหล่านี้จะสามารถหยิบจับสิ่งของที่บอบบางและมีรูปร่างไม่คงที่ได้อย่างง่ายดาย เช่น ผักผลไม้ และเครื่องอุปโภคบริโภคต่างๆ ซึ่งสิ่งของเหล่านี้เคยเป็นข้อจำกัดของกระบวนการผลิตแบบอัตโนมัติ (Automation) แบบเดิม เทคโนโลยีแบบ Soft Robotics ได้ถือกำเนิดขึ้นเมื่อปี 2013 ซึ่งเป็นก้าวสำคัญและเป็นก้าวที่โดดเด่น (Spin-Off) ของกลุ่มนักวิจัย Whitesides
ก้าวเป็นผู้นำ (Getting the Upper Hand)
พื้นฐานของเทคโนโลยีการออกแบบของ Soft Robotics นั้นได้แรงบันดาลใจมาจากหนวดปลาหมึก เทคโนโลยีใหม่นี้ทำให้เกิดความเปลี่ยนแปลง ซึ่งจะมีความแตกต่างเทคโนโลยีการหยิบจับแบบเก่าที่เป็นถูกออกแบบมาจากวัสดุแบบแข็ง (Hard Linkage) ต้องใช้เซ็นเซอร์ (Sensors) และต้องใช้มอเตอร์ในการควบคุมตำแหน่ง (Servo Motors) แรงบันดาลใจจากหนวดปลาหมึกช่วยกระตุ้นให้เกิดการพัฒนานวัตกรรมSoft Robotics ซึ่งจะทำมาจากพอลิเมอร์ (Polymers) ไม่ต้องใช้เซ็นเซอร์ (Sensors) และไม่ต้องใช้ระบบเครื่องกลไฟฟ้า (Electromechanical Devices) ในการเดินเครื่อง เทคโนโลยีของ Soft Robotics นั้นได้ช่วยแก้ปัญหาโดยใช้ความรู้ทางด้านวัสดุศาสตร์ (Material Science) แทนที่จะใช้วิธีอื่นที่มีความยุ่งยากและมีความสิ้นเปลืองมากกว่า ระบบการควบคุมหรือประมวลผลนั้นถูกติดตั้งรวมอยู่ภายในตัวมือจับ (Gripper) ซึ่งจะเกิดจากการผสมผสานวัสดุหลายชนิดเข้าด้วยกัน นอกจากนี้ยังมีช่องทางไหลจุลภาค (Microfluidic Channels) ซึ่งเมื่อถูกกระตุ้นจะให้ความรู้สึกคล้ายกับมือของมนุษย์ งานวิจัยของศาสตราจารย์ Whitesides ซึ่งทำที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ได้ช่วยให้เกิดพื้นที่ใหม่หรือศาสตร์ใหม่ของการวิจัย งานวิจัยเรื่อง Soft Robotics นั้นได้ถูกทำที่มหาวิทยาลัยฮาวาร์ด (Harvard University) โดยได้รับความร่วมมือจากสถาบันไวซ์ (Wyss Institute) มหาวิทยาลัยคอร์เนล (Cornell) มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด (Stanford) สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) รวมไปถึงสถาบันอื่นๆ อีกมากมาย ในขณะที่ปัจจุบันมีงานวิจัยด้าน Soft Robotics ที่มีความสำคัญเกิดขึ้น บริษัท Soft Robotics Inc. ได้เป็นผู้บุกเบิกและเป็นผู้พัฒนาจนกลายเป็นบริษัทแรกและบริษัทเดียวที่สามารถวางจำหน่ายเทคโนโลยีเชิงพาณิชย์ได้ (Commercial Applications) ความต้องการเชิงพาณิชย์นั้นถูกขับเคลื่อนด้วยข้อเท็จจริงบางอย่าง นั่นก็คือมีเพียง 12% ของอุตสาหกรรมทั้งหมดที่ไม่ใช่อุตสาหกรรมผลิตยานยนต์ (12% of Non-Automotive Industry) มีกระบวนการผลิตแบบอัตโนมัติ เนื่องจากอุตสาหกรรมเหล่านั้นไม่มีโครงสร้างหรือแบบแผนที่ชัดเจน (Unstructured) หรืออุตสาหกรรมเหล่านั้นต้องการระบบที่สามารถรองรับผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย ซึ่งในขณะนั้นยังไม่มีเทคโนโลยีเหล่านี้
ด้วยการยกระดับคุณสมบัติของวัสดุที่นุ่ม (Soft Material) และยืดหยุ่น (Compliant Material) จึงทำให้ Soft Robotics สามารถสร้างรากฐานใหม่ในการสร้างมือจับที่มีความยืดหยุ่น (Adaptive and Dexterous Robotic Hands) และสร้างรากฐานใหม่ในการออกแบบระบบการผลิตแบบอัตโนมัติ (Automation Systems) ให้สามารถรองรับการใช้งานในรูปแบบใหม่ๆ ได้ อุตสาหกรรมที่ขาดแคลนแรงงาน (Labor-Starved Industry) เช่น อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม อุตสาหกรรมการผลิตขั้นสูง รวมไปถึงอุตสาหกรรมพาณิชย์อิเล็กทรอนิกส์ (E-Commerce) สามารถใช้ประโยชน์จากระบบอุตสาหกรรมแบบอัตโนมัติได้ (Robotic Automation) เทคโนโลยี Soft Robotics ช่วยให้สามารถจัดการหยิบจับสิ่งของที่มีรูปร่าง (Shape) ขนาด (Size) และน้ำหนัก (Weight) ที่แตกต่างกันได้ และที่สำคัญคือสามารถหยิบจับสิ่งของที่บอบบางได้ กลุ่มอุตสาหกรรมที่ต้องการใช้เทคโนโลยีนี้อย่างเร่งด่วนก็คือ อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม อุตสาหกรรมการผลิตขั้นสูง รวมไปถึงอุตสาหกรรมพาณิชย์อิเล็กทรอนิกส์ (E-Commerce) ซึ่งเป็นอุตสาหกรรมที่ต้องการใช้กระบวนการผลิตแบบอัตโนมัติ (Automation) ไม่เพียงแค่จะช่วยตอบสนองต่อความต้องการของตลาดและตอบสนองต่อการขาดแคลนแรงงาน แต่จะช่วยในการหยิบจับสินค้าที่มีความแตกต่างทั้งทางด้านขนาด รูปร่าง และน้ำหนัก รวมไปถึงสามารถหยิบจับสินค้าที่เปราะบางแตกหักได้ด้วย
ความท้าทายในการสร้างหุ่นยนต์ (Productization Challenges)
ในขณะที่มหาวิทยาลัยฮาวาร์ด (Harvard University) และองค์กร DARPA นั้นร่วมกันพัฒนาแพลตฟอร์มในการพัฒนานวัตกรรม (IP Platform) จนแข็งแรงและเป็นพื้นฐานที่สำคัญตลอด 9 ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยี Soft Robotics นั้นได้เผชิญกับความท้าทายในการนำเทคโนโลยีจากงานวิจัย (Academic Technology) ไปพัฒนาจนสามารถวางขายเชิงพาณิชย์ได้ โดยการออกแบบนั้นสามารถตอบสนองต่อความต้องการขั้นสูงสุดตามมาตรฐานของลูกค้ากว่า 100 รายได้ ในขณะที่มหาวิทยาลัยฮาวาร์ด (Harvard University) และองค์กร DARPA นั้นสามารถสร้างอุปกรณ์มือจับ (Gripper) ได้เรียบร้อยแล้ว แต่บริษัท Soft Robotics นั้นต้องหาวิธีการในการควบคุมและพัฒนาเทคโนโลยีต่างๆ ในการที่จะทำให้อุปกรณ์มีความน่าเชื่อถือ (Reliability) สามารถทำงานซ้ำๆ ได้อย่างรวดเร็ว พร้อมรองรับอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม อุตสาหกรรมการผลิตขั้นสูงรวมไปถึงอุตสาหกรรมพาณิชย์อิเล็กทรอนิกส์ (E-Commerce) บริษัทได้พัฒนาอุปกรณ์มือจับ (Gripper) จนผ่านมาตรฐานขององค์การอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา (FDA-Complaint Material) สามารถใช้ในการหยิบจับอาหารได้อย่างปลอดภัยถูกหลักสุขอนามัย ระบบควบคุมนิวเมติกไฟฟ้า (Electro-Pneumatic Control System) ทำงานร่วมกับเฟิร์มแวร์ (Firmware) ซึ่งถูกออกแบบและพัฒนามาโดยเฉพาะ ทำให้ลูกค้าสามารถควบคุมระบบต่างๆ ได้อย่างสมบูรณ์ เช่น ความเร็ว (Speed) แรง (Speed) ระยะในการหยิบ (Gripper Spacing) และความกว้างในการทำงาน (Opening Width) การทำงานร่วมกันของเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) และเทคโนโลยีเรียนรู้ด้วยตนเองของหุ่นยนต์ (Machine Learning) เป็นสิ่งที่ถูกให้ความสำคัญ นอกจากที่หุ่นยนต์นั้นสามารถทำงานแทนมือของมนุษย์ได้แล้ว เรายังสามารถใช้เทคโนโลยีเรียนรู้ด้วยตนเอง (Machine Learning) เพื่อสอนให้หุ่นยนต์เรียนรู้ที่จะจัดการหยิบจับสิ่งของต่างๆ ได้หลากหลายมากขึ้น โดยเฉพาะการทำงานที่ไม่มีโครงสร้างหรือแบบแผนที่ชัดเจน (Unstructured Tasks) เช่น การหยิบของจากตะกร้า (Bin Picking) การจัดเรียงสิ่งของ (Sorting) หรือแม้กระทั่งการเก็บเกี่ยวพืชผลทางการเกษตร (Harvesting) ก็สามารถเป็นจริงขึ้นมาได้ วิสัยทัศน์ในการทำงานร่วมกันระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์ หรือ “Robotic-Human Alliance” ช่วยทำให้เกิดเทคโนโลยีใหม่เวอร์ชั่น 2.0 หรือเทคโนโลยี SuperPick ซึ่งถูกออกมาโดยเฉพาะเพื่อรองรับการทำงานที่ไม่มีโครงสร้างหรือแบบแผนที่ชัดเจน (Unstructured Environment) ในอุตสาหกรรมพาณิชย์อิเล็กทรอนิกส์ (E-Commerce) และอุตสาหกรรมโลจิสติกส์ (Logistics)
ทำงานร่วมกับผลิตภัณฑ์อื่นได้อย่างราบรื่น (Robotic synergies)
บริษัท ABB เป็นผู้บุกเบิกในอุตสาหกรรมการผลิตแบบอัตโนมัติ (Industrial Automation) และด้วยประสบการณ์ที่มีมามากกว่าทศวรรษได้ถูกพิสูจน์แล้ว ด้วยทีมผู้ผลิต Soft Robotic ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่สามารถตอบสนองต่อความต้องการของลูกค้าได้เป็นอย่างดี บริษัท ABB เป็นทั้งผู้ลงทุน (Investor) และพันธมิตรหรือหุ้นส่วน (Partner) ในบริษัท Soft Robotic โดยที่การใช้เทคโนโลยีหุ่นยนต์จาก ABB นั้นจะทำให้ผลิตภัณฑ์ Soft Robotic สามารถทำงานได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ในกรณีที่ Soft Robotic นั้นทำงานร่วมกับหุ่นยนต์แขนกลจาก ABB เช่น หุ่นยนต์แขนกลรุ่น IRB360 Flex Picker จะทำให้สามารถทำงานได้หลากหลายรูปแบบมากยิ่งขึ้น และด้วยการทำงานร่วมกันในรูปแบบพันธมิตรหรือหุ้นส่วน ทั้งสองบริษัทได้ช่วยกันพัฒนาผลิตภัณฑ์สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม สามารถตอบโจทย์ทั้งทางด้านความปลอดภัย (Food Safety) ประสิทธิภาพในการผลิต (Productivity) และสอดคล้องกับมาตรฐานสากล (Regulatory Compliance) ตัวอย่างเช่น ร้านขายพิซซ่าที่ใหญ่ที่สุดในโลกซึ่งดำเนินกิจการแบบ E-Commerce ด้วย ต้องส่งแป้งพิซซ่าไปที่ร้านสาขาในทั่วทุกมุมโลก บริษัทนี้จึงพยายามพัฒนากระบวนการผลิตด้วยระบบอัตโนมัติ (Automate) ในการจัดการแป้งพิซซ่า โดยใช้เวลานานถึง 2 ปีแต่ก็ยังไม่ประสบความสำเร็จ ในทางตรงกันข้ามบริษัท Soft Robotic สามารถพัฒนาระบบการผลิตแบบอัตโนมัติ (Automate) ให้สอดคล้องกับความต้องการของลูกค้าได้ภายในเวลาเพียง 1 สัปดาห์ ระบบการผลิตแบบอัตโนมัตินี้เกิดจากการทำงานร่วมกันระหว่างระบบมือจับ (Gripping System) ของ Soft Robotic และหุ่นยนต์แขนกล ABB IRB360 Flex Picker โดยสามารถทำงานได้อย่างคล่องแคล่ว ช่วยให้การผลิตแป้งพิซซ่านั้นทำได้อย่างรวดเร็วมากยิ่งขึ้น ระบบการผลิตที่ได้กล่าวมานี้ได้ถูกติดตั้งลงบนโรงงานการผลิตของลูกค้ารายนี้ในทั่วทุกมุมโลก
ร่วมกันสร้างอนาคตไปด้วยกัน (A partnership for the future)
ข้อตกลงที่สำคัญก็คือบริษัท Soft Robotic จะไม่ประดิษฐ์หรือผลิตสินค้าที่ซ้ำกับผลิตภัณฑ์ของ ABB แต่จะเป็นการพัฒนาเพื่อเพิ่มฟังก์ชั่นในหุ่นยนต์ของ ABB ซึ่งจะช่วยเพิ่มคุณค่าให้กับผลิตภัณฑ์ของ ABB ด้วยการเป็นผู้นำทางด้านเทคโนโลยีการผลิตแบบอัตโนมัติ (Automated Manipulation) ซึ่งเป็นอุตสาหกรรมที่มีการเปลี่ยนแปลงและพัฒนาไปอย่างรวดเร็ว โครงการ Soft Robotic เป็นสิ่งที่แสดงให้เห็นว่าการลงทุนกับธุรกิจสตาร์ทอัพ (Startup) ของโครงการ ATV นั้นจะช่วยทำให้ธุรกิจนั้นเติบโตขึ้นไปได้ ซึ่งสอดคล้องกับสิ่งที่ แกรนท์ ออลเลน กรรมการผู้จัดการและหัวหน้าฝ่ายการลงทุนของโครงการ ABB Technology Venture (Grant Allen, Managing Director and Head of Ventures at ABB Technology Ventures) ได้กล่าวไว้ว่า “บริษัท ABB เป็นหนึ่งในผู้นำด้านการลงทุนในอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ พวกเราได้เห็นความจำเป็นในตลาดด้านต่างๆ เช่น กระบวนการผลิตอาหาร (Food Processing) กระบวนการผลิตแบบรวดเร็ว (Agile Manufacturing) และอุตสาหกรรมโลจิสติกส์ (Logistics) ซึ่งเป็นอุตสาหกรรมที่สามารถประยุกต์ใช้ระบบมือจับแบบ Soft Gripping Mechanism บริษัท Soft Robotic จึงได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์ที่สามารถตอบโจทย์เหล่านั้นได้เป็นอย่างดี” ธุรกิจนี้ประสบความสำเร็จเนื่องจากความช่วยเหลือจากบริษัท ABB แต่อย่างไรก็ตามวิศวกรของบริษัท Soft Robotic จะมุ่งมั่นทำงานต่อไปในการที่จะพัฒนาเทคโนโลยีในการหยิบจับ (Intelligent Grasping) ให้ดียิ่งขึ้น และในปัจจุบันนี้เหล่าวิศวกรกำลังให้ความสนใจกับธุรกิจพาณิชย์อิเล็กทรอนิกส์ (E-Commerce) โดยจะพัฒนาหุ่นยนต์ที่จะใช้คลังสินค้า (Fulfillment Center) โดยที่หุ่นยนต์จะต้องสามารถแยกแยะสิ่งของได้ (Identify) นอกจากนี้ยังต้องสามารถหยิบสิ่งของ (Reach-in and Grab) เพื่อนำมาเข้าสู่กระบวนการห่อได้ (Packing) กระบวนการหยิบของจากตะกร้า (Bin Picking) เป็นปัญหาดั้งเดิมที่ถูกแก้ด้วยเทคโนโลยี Soft Robotic ซึ่งจะช่วยให้การทำงานในคลังสินค้าเป็นไปอย่างอัตโนมัติและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ทั้งหมดนี้ต้องขอบคุณกลุ่มสตาร์ทอัพ (Startup) ทั้งจากเคมบริดจ์ (Cambridge) และแมสซาชูเซตส์ (Massachusetts)
Writer:
Vistoria Lietha
ABB Technology Ventures, Investment Company
Zurich, Switzerland
