UGV Beast : หุ่นยนต์ AI ล้อแบบตีนตะขาบสำหรับงานออฟโรด รองรับ Raspberry Pi 4/5

Waveshare UGV Beast เป็นหุ่นยนต์ออฟโรดแบบล้อยางตีนตะขาบ (tracked wheels) ที่ออกแบบมาสำหรับใช้งานร่วมกับ Raspberry Pi 4 หรือ Raspberry Pi 5 โดยให้บอร์ดหลักทำหน้าที่ประมวลผลด้าน AI Vision และการวางแผนกลยุทธ์ ขณะที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ ESP32 จะทำหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนที่และประมวลผลข้อมูลจากเซ็นเซอร์ต่าง ๆ

หากดีไซน์ดูคุ้นตา นั่นเป็นเพราะมันเป็นรุ่นต่อยอดจาก UGV Rover ที่เคยนำเสนอในปี 2024 โดยเปลี่ยนจากล้อ 6 ล้อของรุ่นเดิม มาเป็นตีนตะขาบ 2 ข้างแบบเดียวกับรถถัง เพื่อเพิ่มความสามารถในการขับเคลื่อนบนสภาพพื้นผิวที่ยากลำบากได้ดียิ่งขึ้น

สเปคของ Waveshare UGV Beast :

รองรับบอร์ด SBC – Raspberry Pi 4B หรือ Raspberry Pi 5
บอร์ดควบคุมหลัก /sub-controller
- ชิปหลัก (SoC)– ESP32 ไมโครคอนโทรลเลอร์แบบไร้สาย รองรับ WiFi, Bluetooth และ ESP-NOW
- ไดรเวอร์มอเตอร์ – 2x ชิป TB6612FNG
- อินเทอร์เฟซและพอร์ตต่าง ๆ
  - 4x คอนเนกเตอร์ควบคุมมอเตอร์
  - 2x คอนเนกเตอร์เซอร์โว
  - พอร์ต Lidar แบบ USB (4 พิน) และ UART (USB-C)
  - 2x คอนเนกเตอร์ I2C แบบ 4 พิน
- Sensor – เซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนไหว 9 แกน (ICM20948) สำหรับช่วยในการกันสั่นของภาพ
- อื่นๆ – ปุ่ม EN และปุ่มผู้ใช้งาน
- ระบบพลังงาน
  - 2x ควบคุมสวิตช์ 12V ผ่านขา IO4 และ IO5 ของ ESP32
  - ตรวจสอบแรงดันแบตเตอรี่ผ่าน INA219
ระบบเสียง
- ชิปเสียง USB SSS1629A5
- แอมป์เสียง APA2068
- ลำโพงสเตอริโอ
- ไมโครโฟนสเตอริโอ
- ช่องเสียบหูฟัง 3.5 มม.
- พอร์ต USB-C
- อินเทอร์เฟซ Lidar UART แบบ 4 พิน
กล้อง Pan-and-Tilt (อุปกรณ์เสริม)
- กล้องความละเอียด 5MP มุมมอง 160°
- เซอร์โว ST3215 แรงบิด 30kg.cm
- องศาอิสระ (DoF): 2 แกน (แพนและทิลต์)
- หมุนแนวนอน 360° และแนวตั้ง 120°
- ไฟ LED ความสว่างสูง สำหรับใช้งานในที่แสงน้อย
การเชื่อมต่อ
- Gigabit Ethernet, WiFi 5 และ Bluetooth 5 (ผ่าน Raspberry Pi)
- WiFi 2.4GHz และ Bluetooth บน ESP32 (รองรับ ESP-NOW)
- รองรับโมดูล 4G LTE / 5G (อุปกรณ์เสริม
การขยาย – GPIO header แบบ 40 พิน
โครงสร้างและกลไก
- โครงสร้างอลูมิเนียมอัลลอยหนา 2 มม
- 2x รางมาตรฐานยุโรป 1020 สำหรับติดตั้งอุปกรณ์เสริม เช่น Lidar รุ่น D500, STL-27L และกล้อง Pan-Tilt
- ระบบกันสะเทือน – สแตนเลส
- 2x ล้อตีนตะขาบ
  - ความกว้างตีนตะขาบ – 40 มม.
  - รัศมีการเลี้ยวต่ำสุด – 0 เมตร (หมุนอยู่กับที่ได้)
  - ความเร็วสูงสุดเริ่มต้น – 0.35 เมตร/วินาที (≈ 1.26 กม./ชม.)
- รองรับที่ยึดสมาร์ตโฟน
ตัวเลือกพลังงาน
- รองรับแบตเตอรี่ลิเธียม 18650 จำนวน 3 ก้อน
- โมดูล UPS แบบ 3S
ขนาดและน้ำหนัก
- ไม่ติดกล้อง – 232 × 197 × 122 มม. | 2.034 กก.
- พร้อมกล้อง Pan-Tilt – 232 × 197 × 252 มม. | 2.35 กก.

บอร์ด SBC Raspberry Pi 4/5

ใช้ระบบปฏิบัติการ Debian Bookworm (ซึ่งคาดว่าเป็น Raspberry Pi OS) และรัน ROS2 Humble Hawksbill โดยไม่จำเป็นต้องติดตั้งแอปพลิเคชันเพิ่มเติม เนื่องจากสามารถควบคุม UGV Beast ได้ผ่านเว็บเบราว์เซอร์จากสมาร์ตโฟน แท็บเล็ต หรือคอมพิวเตอร์, ทาง Waveshare ระบุว่าได้พัฒนาเว็บแอปแบบเบา (lightweight) ด้วย Flask ร่วมกับเทคโนโลยี WebRTC เพื่อให้สามารถสตรีมข้อมูลแบบเรียลไทม์ด้วยค่าหน่วงต่ำมาก (ultra-low latency) นอกจากนี้ บริษัทยังกล่าวถึงการใช้ JupyterLab สำหรับบทเรียนแบบโต้ตอบ (interactive tutorials), บทเรียนแบบกราฟิก และวิดีโอสอนใช้งาน แต่ในส่วนนี้ดูเหมือนว่ายังอยู่ระหว่างการพัฒนา (ยังไม่มีเนื้อหาแสดง)

หุ่นยนต์ยังสามารถเขียนโปรแกรมด้วยภาษา Python ได้ โดยรองรับไลบรารี OpenCV สำหรับงานด้านคอมพิวเตอร์วิทัศน์ เช่น การตรวจจับสี การเล็งเป้าอัตโนมัติ การจดจำใบหน้า การควบคุมด้วยท่าทาง การติดตามเส้น (line tracking) และอื่น ๆ นอกจากนี้ยังสามารถใช้งานร่วมกับ MediaPipe ซึ่งเป็นเฟรมเวิร์กโอเพ่นซอร์ส เพื่อพัฒนาแอปพลิเคชันด้านคอมพิวเตอร์วิทัศน์ที่ซับซ้อนมากขึ้น รวมถึงการวิเคราะห์วิดีโอแบบเรียลไทม์ ทางบริษัทยังเน้นถึงการรองรับโปรโตคอล ESP-NOW สำหรับการสื่อสารแบบเพียร์ทูเพียร์ระหว่างหุ่นยนต์ ที่มีค่าหน่วงต่ำ (low latency) สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับทรัพยากรซอฟต์แวร์และบทเรียนได้บน wiki

UGV Beast Web Interface — อินเทอร์เฟซผ่านเว็บ

นี่ไม่ใช่หุ่นยนต์ตีนตะขาบตัวแรกที่เราเคยพูดถึง โดยตัวเลือกอื่น ๆ เช่น Doly หุ่นยนต์อัตโนมัติที่ใช้โมดูล Raspberry Pi CM4 และ ชุดหุ่นยนต์เพื่อการศึกษา Makeblock Ultimate 2.0 ที่รองรับ Arduino แต่หุ่นยนต์เหล่านั้นเหมาะสำหรับใช้งานในอาคารเท่านั้น ขณะที่ UGV Beast เป็นหุ่นยนต์ขนาดใหญ่กว่าที่ใช้ Raspberry Pi 4 หรือ 5 และถูกออกแบบมาให้ใช้งานแบบออฟโรด พร้อมฟีเจอร์ที่หลากหลายมากกว่า

โครงแชสซีของ UGV Beast มีราคาเริ่มต้นประมาณ $360 (~11,600฿) บน AliExpress และ $370 (~11,900) บน Amazon ยังไม่รวม Raspberry Pi และกล้อง, นอกจากนี้บริษัทยังมีชุดคิทที่มาพร้อมกล้อง Pan-Tilt (PT) และชุดเต็มที่รวมทั้งกล้องและ Raspberry Pi 4 หรือ 5 ที่ติดตั้ง ROS2 มาให้เรียบร้อย โดยมีราคาสูงสุดประมาณ $591.55 (~19,000) บน AliExpress และ $899.99 (~29,000฿) บน Amazon, ซึ่งยังมีตัวเลือกชุดที่ใช้ NVIDIA Jetson Orin Nano 4GB ในราคาประมาณ $1,200 (~38,600฿) อีกทางเลือกหนึ่งสามารถสั่งซื้อได้โดยตรงจากร้าน Waveshare shop มีราคาอยู่ระหว่าง $264.99 (~8,500฿) ถึง $500.99 (~16,000฿) ไม่รวมค่าจัดส่ง