นวัตกรรม Bin-bot AI ถังขยะแยกประเภทอัจฉริยะโรงเรียนประชานิเวศน์

เจ้าของนวัตกรรม 

1.  ศุภณัฐ ศรีสถาน  ระดับชั้นประถมศึกษาปีที่ 6

2.  จักรภัทร   พึ่งมั่น ระดับชั้นประถมศึกษาปีที่ 6

3.  ศรัณณ์กวิน  กอทอง. ระดับชั้นประถมศึกษาปีที่ 6

4.   แทนคุณ หุ่นทอง            ระดับชั้นประถมศึกษาปีที่ 6

ครูที่ปรึกษา  : นายศตวรรษ แก้วสุขใส 

ประเด็นที่ 1 :  จุดเริ่มแรงจูงในการพัฒนานวัตกรรมชิ้นนี้ 

• สถานการณ์และปัญหา: ปัญหาขยะในโรงเรียนประชานิเวศน์ขาดระบบการจัดการขยะที่มีประสิทธิภาพ ส่งผลให้ขยะถูกทิ้งรวมกันโดยไม่แยกประเภท ทำให้เกิดการสะสมของขยะมูลฝอยและสูญเสียโอกาสในการนำวัสดุกลับมารีไซเคิล นอกจากนี้ยังพบปัญหาสำคัญคือนักเรียนจำนวนมากไม่กล้าเปิดฝาถังขยะด้วยตนเองเนื่องจากกลัวมือสกปรก พฤติกรรมนี้ทำให้การทิ้งขยะไม่เป็นระเบียบ ไม่ถูกสุขลักษณะ และส่งผลเสียต่อภาพลักษณ์ของโรงเรียน

• ความตั้งใจและเป้าหมาย:ผู้จัดทำต้องการพัฒนาระบบแยกขยะภายในโรงเรียนให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นผ่านการประดิษฐ์ "ถังขยะแยกประเภทอัจฉริยะ" โดยมีเป้าหมายเพื่อแก้ปัญหาการทิ้งขยะไม่ถูกประเภท เสริมสร้างความรู้เรื่องการจัดการขยะ ส่งเสริมทักษะการใช้เทคโนโลยี และปลูกฝังจิตสำนึกในการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมให้แก่นักเรียนอย่างสร้างสรรค์

ประเด็นที่ 2 : ไอเดียการพัฒนา กระบวนการพัฒนามีลำดับขั้นตอนใดบ้าง

ไอเดียการพัฒนาและกระบวนการพัฒนา

• ไอเดียเริ่มต้น: ออกแบบนวัตกรรมถังขยะที่สามารถตรวจจับประเภทขยะด้วยกล้อง AI หากเลือกประเภทขยะถูกต้อง ถังขยะจะเปิดฝาอัตโนมัติและส่งเสียงแจ้งเตือน หากผิดจะส่งเสียงเตือนและเปิดฝาถังที่ถูกต้องแทน

• ขั้นตอนการพัฒนา:

  1. การจัดเตรียมอุปกรณ์: ใช้กล้อง Huskylens สำหรับแยกภาพ, เซนเซอร์ Ultrasonic วัดปริมาณขยะ, มอเตอร์ Servo สำหรับเปิดฝาถัง, โมดูลเสียง DFPlayer Mini, และบอร์ด Micro:bit ร่วมกับบอร์ดขยาย REKA:BIT

  2. การฝึก AI ให้เรียนรู้ภาพ: นำขยะชนิดต่าง ๆ มาให้กล้อง Huskylens เรียนรู้และจดจำ (Object Recognition) โดยแบ่งรหัสข้อมูลเป็น ขยะรีไซเคิล และ ขยะทั่วไป

  3. การประกอบโครงสร้าง: นำฟิวเจอร์บอร์ดมาตัดเป็นฝาถังขยะ ดัดแปลงไม้ไอติมเชื่อมกับมอเตอร์ Servo เพื่อยืดก้านกลไกเปิดฝา และติดตั้งเซนเซอร์รอบถัง

  4. การเขียนโปรแกรม: ใช้แพลตฟอร์ม MakeCode เขียนคำสั่งควบคุมกล้อง เงื่อนไขการกดปุ่ม การหมุนของมอเตอร์เพื่อเปิดฝาถัง และการแสดงผลเสียง/หน้าจอ LED

• อุปสรรคระหว่างทางและการแก้ปัญหา (ลองผิดลองถูก):

• ปัญหาจากบอร์ดควบคุม: ในตอนแรกทีมงานทดลองใช้บอร์ด Kidbright AI และ Kidbright 32 แต่พบอุปสรรคคือต้องลงโปรแกรมใหม่ทุกครั้ง หาโปรแกรมส่วนเสริม (Extensions) ได้ยาก และผู้จัดทำยังขาดความชำนาญ จึงตัดสินใจเปลี่ยนมาใช้บอร์ด Micro:bit ร่วมกับ REKA:BIT แทน

• ปัญหาจากการเดินสายไฟ: เมื่อประกอบอุปกรณ์และเดินสายไฟเสร็จ พบว่าฮาร์ดแวร์ไม่ทำงานเนื่องจากสายไฟมีความยาวเกินไป ทำให้กระแสไฟหรือสัญญาณส่งไปไม่ถึงอุปกรณ์

• วิธีข้ามผ่านปัญหา: ผู้จัดทำแก้ปัญหาโดยการปรับโค้ดและระบบให้สื่อสารกันผ่าน "คลื่นวิทยุ (Radio)" ระหว่างบอร์ดควบคุมหลักและบอร์ดที่ถังขยะแทนการเชื่อมต่อด้วยสายไฟโดยตรง ซึ่งทำให้ระบบกลับมาทำงานได้อย่างสมบูรณ์

ประเด็นที่ 3 : ผลลัพธ์/ประโยชน์ Feedback ผลจากผู้ใช้นวัตกรรม 

ความสำเร็จจากการใช้งานจริง: ระบบ Bin-bot AI สามารถจำแนกประเภทขยะผ่านกล้อง Huskylens ทำงานร่วมกับกลไกเปิด-ปิดฝาถัง และส่งเสียงโต้ตอบกับผู้ใช้งานได้จริง

• ความประทับใจจากผู้ใช้งาน: จากการนำไปให้นักเรียนทดลองทิ้งขยะจริง พบว่าผู้ใช้งานทุกคนชื่นชอบและรู้สึกสนุกกับการใช้งานระบบคัดแยกขยะอัตโนมัตินี้

• การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น: มีผู้ใช้งานหลายคนประทับใจถึงขั้นเข้ามาขอให้ทีมผู้จัดทำช่วยสอนวิธีการประดิษฐ์ เพราะมีความสนใจและอยากลองสร้างนวัตกรรมนี้ด้วยตนเอง ซึ่งผลตอบรับนี้สร้างความภาคภูมิใจและดีใจให้กับทีมผู้จัดทำเป็นอย่างมาก

ประเด็นที่ 4 : แนวทางการพัฒนาต่อยอดนวัตกรรมในอนาคต 

• การอัปเกรดความแม่นยำของ AI: ผู้จัดทำมีแผนที่จะฝึกสอนกล้อง Huskylens เพิ่มเติม โดยใช้ภาพตัวอย่างขยะจากหลายมุมมอง และเพิ่มความหลากหลายของชนิดขยะ เพื่อลดปัญหาการตรวจจับผิดพลาดและเปิดฝาถังผิดประเภทที่ยังพบเจอในการทดสอบ

• การพัฒนาโครงสร้างและฮาร์ดแวร์: วางแผนปรับปรุงปุ่มกดให้มีขนาดใหญ่ขึ้น และเปลี่ยนไปติดตั้งบนวัสดุที่แข็งแรงมั่นคง เช่น พลาสติกแข็งหรือแผ่นอะคริลิก แทนการติดบนแผ่นฟิวเจอร์บอร์ดที่ยืดหยุ่น เพื่อให้ผู้ใช้งานกดปุ่มได้สะดวกและแม่นยำยิ่งขึ้น

• การส่งต่อนวัตกรรมและภาพความสำเร็จ:จากความสนใจของเพื่อนนักเรียน ทีมผู้จัดทำเตรียมต่อยอดโดยการจัดกิจกรรมหรือเวิร์กช็อปเล็ก ๆ ภายในโรงเรียน เพื่อแบ่งปันองค์ความรู้ในการสร้างหุ่นยนต์แยกขยะ โดยมุ่งหวังที่จะช่วยกระตุ้นให้เกิดการเรียนรู้เชิงสร้างสรรค์ และสร้างเครือข่ายนักประดิษฐ์รุ่นเยาว์ที่ใส่ใจสิ่งแวดล้อมในอนาคต

เปลี่ยนจาก “ความกลัวมือเลอะ” สู่ Bin-Bot AI ถังขยะอัจฉริยะที่ทำให้การทิ้งขยะ สะอาด สนุก และแยกประเภทได้ถูกต้อง 100%!

เคยสงสัยไหมว่าทำไมขยะถึงชอบกองอยู่รอบถัง? ที่โรงเรียนประชานิเวศน์ พวกเราพบว่าปัญหาไม่ได้เกิดจากเพื่อนๆ “ไม่รู้เรื่องการแยกขยะ” แต่เป็นเพราะ “ไม่อยากเปิดฝาถังเพราะกลัวมือสกปรก” ต่างหาก ขยะรีไซเคิลจำนวนมากเลยหมดโอกาสนำกลับมาใช้ใหม่ไปอย่างน่าเสียดาย

พวกเราเลยแก้ปัญหาด้วยการสร้าง Bin-Bot AI ถังขยะแยกประเภทอัจฉริยะแบบไร้การสัมผัส แค่นำขยะมาจ่อ กล้อง Huskylens จะสแกนแยกประเภทอัตโนมัติ สั่งมอเตอร์ Servo เปิดฝาถังที่ถูกต้องให้ทันที พร้อมมีระบบเสียงโต้ตอบผ่าน DFPlayer Mini ขอบคุณคนทิ้ง และมีเซนเซอร์ Ultrasonic คอยวัดปริมาณขยะภายในถัง กว่าจะสำเร็จ พวกเราผ่านการลองผิดลองถูกมาไม่น้อย ทั้งการเปลี่ยนมาใช้บอร์ด Micro:bit + REKA:BIT เพื่อให้ระบบเสถียรขึ้น และยกเลิกการลากสายไฟยาวๆ หันมาใช้ “คลื่นวิทยุ (Radio)” ส่งสัญญาณไร้สายระหว่างบอร์ดแทน ทำให้ระบบทำงานได้ลื่นไหลไม่มีสะดุด

ผลลัพธ์คือพฤติกรรมเพื่อนๆ เปลี่ยนไปทันที! จากที่เคยหลีกเลี่ยง กลายเป็น ต่อแถวถือขยะมาให้ AI สแกนด้วยความสนุกสนาน แถมยังจุดประกายให้หลายคนเดินเข้ามาถามว่า "สอนทำหน่อยได้ไหม?" กลายเป็นแรงบันดาลใจด้านเทคโนโลยีให้เพื่อนในโรงเรียนไปโดยปริมาณ

ก้าวต่อไป พวกเราตั้งใจจะเทรน AI ให้แม่นยำขึ้น ปรับโครงสร้างถังให้แข็งแรงด้วยอะคริลิก และเตรียมจัด Workshop ถ่ายทอดความรู้นี้ เพื่อสร้างเครือข่ายนักประดิษฐ์รุ่นเยาว์ร่วมเปลี่ยนสังคมให้สะอาดและยั่งยืนไปด้วยกัน!

รูปภาพนวัตกรรม