สจล. สร้างนวัตกรรม “อีวีทัล (eVTOL)” อากาศยานไร้คนขับพลังไฟฟ้า บินสำรวจป่าไม้ 13 ล้านไร่ เตรียมเฟส 2 สำรวจชายฝั่งทะเลไทย

 

สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) ร่วมกับ กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม สร้างนวัตกรรม ‘อีวีทัล (eVTOL)’ เทคโนโลยีอากาศยานไร้คนขับ ขึ้นลงแนวดิ่ง ใช้พลังงานไฟฟ้า มี 3 ขนาด (ขนาด 2.2, 2.5 และ 3.3 เมตร ) เพื่อบริหารจัดการทรัพยากรธรรมชาติ อุบัติภัยไฟป่า-น้ำท่วม และปัญหาสิ่งแวดล้อม โดย เฟสที่ 1 บินนำร่องสำรวจทำแผนที่ทรัพยากรป่าไม้ของไทยให้อัพเดท 11 อุทยานแห่งชาติ 13 ล้านไร่ เผยสมรรถนะสูง บินได้นาน 3 ชม. น้ำหนักเบาและเงียบ ส่งมอบ 14 ลำ แก่กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม ค่าใช้จ่ายต่อวันถูกหลักพัน เมื่อเทียบกับใช้เฮลิคอปเตอร์หลักแสน เผยแผนงานเฟสที่ 2 เตรียมสำรวจชายฝั่งทะเลไทย และเฟสที่ 3 โครงการรักษาความปลอดภัยในเมือง

           

รศ.ดร.คมสัน มาลีสี อธิการบดี สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) กล่าวถึงที่มาของโครงการฯ ว่า ปัญหาป่าไม้และอุบัติภัยสิ่งแวดล้อมมีความรุนแรงและเกิดบ่อยขึ้น พื้นที่ป่าไม้ของกรมป่าไม้ พบว่า ในระหว่างปี พ.ศ. 2516 ถึงปี พ.ศ. 2563 พื้นที่ป่าไม้ของไทยลดลงอย่างต่อเนื่อง จากเดิม 138.6 ล้านไร่ เหลือเพียง 102.3 ล้านไร่ หรือคิดเป็นร้อยละ 31.54 ของพื้นที่ประเทศไทย การใช้อากาศยานเพื่อเฝ้าระวัง ติดตามสถานการณ์ และปฏิบัติการในการแก้ไขปัญหาการบุกรุกทำลายทรัพยากรป่าไม้ยังมีข้อจำกัด การใช้เฮลิคอปเตอร์ติดตามและเฝ้าระวังหลักนั้นไม่สามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพเต็มที่ และส่งผลให้เกิดภาระค่าใช้จ่ายแต่ละครั้งนับแสนบาท

ดังนั้น วิทยาลัยอุตสาหกรรมการบินนานาชาติ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) จึงได้ร่วมกับ ศูนย์เทคโนโลยีดิจิทัลและอากาศยาน สำนักงานปลัดกระทรวงทรัพยากรธรรมชาติ และสิ่งแวดล้อม ริเริ่ม “โครงการและศึกษาการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีอากาศยานไร้คนขับและเทคโนโลยีดิจิทัล เพื่อใช้ในการผลิตข้อมูลและจัดทำระบบฐานข้อมูลด้านทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมของประเทศไทยให้เป็นปัจจุบัน” โดยทีมวิจัย สจล.พัฒนานวัตกรรม‘อีวีทัล’ (eVTOL) หรือ Electric Vertical Takeoff and Landing ประกอบด้วย นาวาตรี ธีระพงษ์ สนธยามาลย์, นายณัฐ พลสาย, นาวาอากาศตรี ปรัชญา เรียนพืช, พันจ่าอากาศเอก ภูริวัฒน์ ศรีทอง, นายสิทธนนท์ สุขสำราญ และนายจิรายุส จันทะวงค์ ทั้งนี้โดยได้รับทุนวิจัยจาก กองทุนพัฒนาดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคม

วัตถุประสงค์ของโครงการ 1. เพื่อพัฒนาระบบติดตามและเฝ้าระวังพื้นที่ป่าและป่าอนุรักษ์ รวมทั้งพื้นที่ชุมชนที่อยู่อาศัยและใช้ประโยชน์ในพื้นที่ป่าและพื้นที่ป่าอนุรักษ์ โดยอากาศยานไร้คนขับในรูปแบบขึ้นลงทางดิ่ง (Vertical Takeoff and Landing: VTOL) สำหรับการลาดตระเวนและการสำรวจจัดทำภาพถ่ายทางอากาศ 2. เพื่อพัฒนาระบบจัดเก็บ แลกเปลี่ยน และแสดงผลข้อมูลภาพถ่ายทางอากาศความละเอียดสูง สำหรับสนับสนุนการจัดการพื้นที่ทำกิน ให้บริการแก่ประชาชนและหน่วยงานภาครัฐที่เกี่ยวข้อง และแสดงผลข้อมูลสถานการณ์อุบัติภัย ในรูปแบบ Real Time บน Web Map Service และ Mobile Application และ 3. เพื่อจัดทำภาพถ่ายทางอากาศและการบินลาดตระเวนทางอากาศในการสนับสนุนภารกิจด้านทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม และการติดตามสถานการณ์ไฟป่าและน้ำป่าไหลหลาก

           

ผศ.ดร. เสริมศักดิ์ อยู่เย็น คณบดีวิทยาลัยอุตสาหกรรมการบินนานาชาติ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) กล่าวว่า จุดเด่นของ ‘อีวีทัล (eVTOL)’ เมดอินไทยแลนด์นี้เป็นเทคโนโลยีใหม่ ลูกผสมระหว่างโดรน กับเครื่องบิน ขึ้นลงแนวดิ่ง ไม่ต้องใช้รันเวย์ มีสมรรถนะสูง น้ำหนักเบา ประหยัดพลังงาน บินได้นาน 3 ชม. โดย 1 ชม.สามารถบินครอบคลุมพื้นที่ 1 หมื่นไร่ เสียงเงียบ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และมีความแข็งแรง ปลอดภัย กล้องมีความละเอียดสูงสามารถซูมเห็นทะเบียนรถ มากกว่า Google หลายเท่าตัว ‘อีวีทัล (eVTOL)’ ยังใช้สำรวจ-ป้องกันอุบัติภัยได้ เช่น การบินทำแผนที่ความลาดเอียงของพื้นที่ (Contour) ทำให้สามารถวิเคราะห์ทิศทางน้ำไหลหลาก เพื่อเตรียมการและป้องกันชุมชน หรือพื้นที่เกษตรได้ล่วงหน้า หากเจอจุดควันไฟ สามารถส่ง อีวีทัล ขึ้นบินไปดูว่าเกิดจากอะไรและหาพิกัดได้ หรือกรณีคนหลงในป่า สามารถใช้กล้องบน อีวีทัล ตรวจจับคลื่นความร้อนได้

นวัตกรรมนี้มีค่าใช้จ่ายถูกกว่าการนำเข้าประมาณ 20 - 30% ในระยะยาวการบำรุงรักษาจะถูกกว่า 50% โดยในการปฏิบัติงานแต่ละครั้ง มีค่าใช้จ่ายโดยเฉลี่ยเพียง 8,500 บาท ต่อวัน ต่อเจ้าหน้าที่ 4 คน เท่านั้น ซึ่งหากใช้เฮลิคอปเตอร์จะสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายนับแสนบาท

ทีม สจล. วิจัยพัฒนา‘อีวีทัล (eVTOL)’ ใช้ระยะเวลา 6 เดือน ในรูปแบบ Integration and Customization จำนวน 3 ขนาด รวม 14 ลำ เพื่อการใช้งานภารกิจนำร่องการบินลาดตระเวนทางอากาศและการทำภาพถ่ายทางอากาศทรัพยากรป่าไม้ของไทย ดังนี้

· อากาศยานไร้คนขับ ขนาดเล็ก ความยาวปีก 2.2 เมตร ลำตัวเครื่อง 1,200 มิลลิเมตร วัสดุ โฟม EPO, ฟิล์มอลูมิเนียม-พลาสติก, พีวีซี ระยะเวลาการบินสูงสุด 95 นาที (แบตเตอรี่ 1 ก้อน รุ่น 6S 25000 mAh High Voltage Lipo Battery, ไม่มีเพย์โหลด) 70 นาที (ถ้ามีกล้องถ่ายรูป) แรงดันไฟฟ้าที่ใช้ 24 โวลท์ ติดตั้งกล้องถ่ายภาพทางอากาศ แบบหลายช่วงคลื่น นำไปใช้ถ่ายภาพในพื้นที่เป้าหมาย

· อากาศยานไร้คนขับ ขนาดกลาง ความยาวปีก 2.5 เมตร ขนาด 1260 x 440 x 460 มิลลิเมตร ลำตัวเครื่อง 1,440 มิลลิเมตร น้ำหนัก 12 กิโลกรัม (รวมแบตเตอรี่) ใช้วัสดุเคฟลาร์ (Kevlar) และวัสดุเชิงประกอบความหนาแน่นสูง เพดานการบินสูงสุด 3,000 เมตร ความเร็วสูงสุด 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง แบตเตอรี่ที่ใช้ หกเซลล์ (6S) 12500 มิลลิแอมป์ ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ 3 ก้อน และแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 5000 มิลลิแอมป์ จำนวน 2 ก้อน โดยติดตั้งกล้องถ่ายภาพทางอากาศ และนำไปใช้ในพื้นที่เป้าหมาย

· อากาศยานไร้คนขับ ขนาดใหญ่ ความยาวปีก 3.3 เมตร ขนาด 1260 x 440 x 460 มิลลิเมตร ลำตัวเครื่อง 1,750 มิลลิเมตร น้ำหนัก 20 กิโลกรัม (รวมแบตเตอรี่) ใช้วัสดุเคฟลาร์ (Kevlar) เพดานการบินสูงสุด 3,000 เมตร ความเร็วสูงสุด 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง แบตเตอรี่ที่ใช้ ฟ็อกซ์เท็ค หกเซลล์ (Foxtech 6S) 8,000 มิลลิแอมป์ Lipo แบตเตอรี่ 2 ก้อน (สำหรับการขึ้นลงแนวดิ่ง) และ Lipo แบตเตอรี่ 16,000 มิลลิแอมป์ จำนวน 4 ก้อน (สำหรับอากาศยานปีกนิ่ง) โดยติดตั้งกล้อง และใช้ในงานลาดตระเวนพื้นที่เป้าหมาย

 

             

 

วิธีการบิน ทีม อีวีทัล สจล.ซึ่งมีประสบการณ์และความเชี่ยวชาญระดับประเทศ จะหาจุดที่มีสัญญานดีเพื่อตั้งเสาสัญญาน และกำหนดจุดขึ้น-ลง ใช้คอมพิวเตอร์ออกแบบ คำนวณพื้นที่ วางแผนเส้นทางการบินที่เหมาะสมกับภารกิจ โหลดคำสั่งลงอีวีทัล จากนั้นจึงใช้ Auto Pilot ปล่อยอากาศยานขึ้นสู่ท้องฟ้าในแนวดิ่งแล้วบินในแนวราบไปตามเส้นทางที่กำหนดไว้ ทีมภาคพื้นดินจะตรวจสอบการบินและข้อมูลทางจอแสดงผล หากเจออุปสรรค เช่น บินผ่านพื้นที่อับสัญญาน หรือเจอเมฆฝน ก็สามารถสั่งการแก้ปัญหา เช่น บินเลี่ยงอุปสรรค หลบฝน หรือบินกลับได้

ในโครงการฯ นี้ ได้มีการพัฒนาเว็บไซต์ทางการ ให้เป็นแหล่งข้อมูลที่สำคัญสำหรับผู้บริหาร เจ้าหน้าที่ ประชาชน และเกษตรกรสามารถใช้ประโยชน์และเข้าถึงได้ผ่านโปรแกรม Web Browser และ Mobile Web Browser ได้โดยตรง ในชื่อโดเมน https://data.warroomuav.com และยังได้พัฒนาแอปพลิเคชันในชื่อ War Room UAV ที่เข้าถึงได้ผ่าน Mobile Application ในระบบปฏิบัติการ iOS และ Android

ผลการทดสอบ ‘อีวีทัล (eVTOL)’ อากาศยานไร้คนขับพลังงานไฟฟ้า ตลอดระยะเวลา 8 เดือน ประสบความสำเร็จอย่างสูง ไม่ว่าจะเป็นการปฏิบัติการบินในบริเวณที่ราบ หรือเทือกเขาสูง โดยให้ข้อมูลภาพถ่ายที่มีคุณภาพสูง สามารถนำไปวิเคราะห์และจัดทำเป็นฐานข้อมูลได้อย่างสมบูรณ์ และในอากาศยานไร้คนขับขนาดใหญ่ สามารถถ่ายทอดภาพเคลื่อนไหวกลับมายังสถานีภาคพื้นดินได้อย่าง Real-Time ครอบคลุมพื้นที่เป็นบริเวณกว้าง อีกทั้งยังให้ข้อมูลภาพที่แสดงแผนที่ความร้อน เช่น ไฟป่า ได้อีกด้วย สร้างสถิติครั้งแรกในประเทศไทยทั้งในด้านจำนวนพื้นที่และชั่วโมงบิน โดยทำการบินลาดตระเวนทางอากาศ 10 ล้านไร่ สำรวจเพื่อจัดทำแผนที่ภาพถ่ายทางอากาศ 3 ล้านไร่ ชั่วโมงบินโดยเฉลี่ยของการบินจัดทำแผนที่ภาพถ่ายทางอากาศและการบินลาดตระเวน 100 ชั่วโมงบิน และจำนวนพื้นที่บิน 11 อุทยานแห่งชาติฯ

ประโยชน์ของนวัตกรรม ‘อีวีทัล (eVTOL)’ ส่งผลดีต่อการพัฒนาอากาศยานไร้คนขับฝีมือคนไทย ที่เทียบเท่าระดับโลก เพิ่มประสิทธิภาพการบริหารจัดการทรัพยากรป่าไม้ ธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมของไทย ได้แก่ อากาศยานไร้คนขับ eVTOL เข้ามาเป็นส่วนหนึ่งที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของอากาศยานหลัก (เฮลิคอปเตอร์ และอากาศยานปีกตรึง) ให้ครอบคลุมพื้นที่ปฏิบัติการบิน ตรวจ ลาดตระเวนได้ทั่วถึงมากขึ้น โดยที่ความเสี่ยงและต้นทุนลดลง อัพเดทแผนที่ทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมให้เป็นปัจจุบัน ทำให้การปฏิบัติงานเป็นไปอย่างถูกต้อง แม่นยำ มีประสิทธิภาพและยั่งยืน ตลอดจนพัฒนาบุคลากรด้านทรัพยากรป่าไม้ให้รองรับเทคโนโลยีดิจิทัลและเทคโนโลยีอากาศยาน ทั้งสามารถพัฒนาในด้าน Remote Sensing ในอนาคต นอกจากนี้ยังนำมาประยุกต์ใช้ในงานด้านสิ่งแวดล้อมได้อีกมาก เช่น ประเมินแปลงเกษตร หรือแปลงปลูกป่ากับปริมาณกักเก็บคาร์บอน ประเมินและจำแนกพืชพันธุ์ในพื้นที่ การวิเคราะห์อุบัติภัย เช่น สถานการณ์ไฟป่า ดินถล่ม น้ำป่าไหลหลาก

แผนการพัฒนาในอนาคต สจล.ยังมีแผนงานความร่วมมือเพื่อประโยชน์ต่อคนไทยและประเทศไทย คือ ในเฟสที่ 2 จะนำฝูงอากาศยาน อีวีทัล (eVTOL) ออกบินสำรวจชายฝั่งทะเลไทย โดยร่วมกับกระทรวงทรัพยากร ธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม เพื่อถ่ายภาพและทำแผนที่ชายฝั่งให้เป็นปัจจุบัน พัฒนาฐานข้อมูลชายฝั่งของประเทศ เป็นประโยชน์ต่อการวิเคราะห์ปัญหาการกัดเซาะและความเปลี่ยนแปลง นอกจากนี้ในอนาคตเฟสที่ 3 อีวีทัล (eVTOL) ยังมุ่งสร้างประโยชน์ความปลอดภัยในพื้นที่เมือง โดย สจล.มีการหารือเบื้องต้นกับหน่วยงานตำรวจในแนวทางโครงการจัดตั้งศูนย์เฝ้าระวังภัยเพื่อประชาชน โดยใช้เทคโนโลยี อีวีทัล (eVTOL) บินลาดตระเวนสังเกตุการณ์ และบริหารจัดการในเมืองเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉินหรืออุบัติภัยในอนาคต