◎ ความท้าทาย：

การประเมินระดับความเสียหายจากการทรุดตัวของพื้นดินในรัฐไอโอวา สหรัฐอเมริกา ซึ่งส่งผลกระทบต่อพื้นที่ทำเหมืองขนาดประมาณ 9 เฮกตาร์ ได้อย่างรวดเร็ว โดยไม่ต้องนำบุคลากรไปเสี่ยงอันตราย

◎ วิธีแก้ปัญหา：

Artec Jet, Artec Twins

◎ ผลลัพธ์：

ภายในเวลา 48 ชั่วโมงหลังจากได้รับแจ้งเหตุฉุกเฉิน อุปกรณ์ Artec Jet ที่ติดตั้งบนโดรนได้ทำการสร้างแผนที่พื้นที่ทั้งหมดโดยอัตโนมัติ ข้อมูล point cloud ที่ได้เผยให้เห็นถึงความอ่อนแอของเสาโครงสร้างโดยรอบ รวมถึงร่องรอยการรั่วซึมของน้ำซึ่งเป็นปัจจัยที่บั่นทอนเสถียรภาพจนนำไปสู่การพังถล่มในตอนแรก

◎ ทำไมต้อง Artec 3D ?：

ขีดความสามารถในการนำทางอัตโนมัติของ Artec Jet กลายเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในภารกิจที่มนุษย์ไม่สามารถเข้าไปปฏิบัติงานได้ ในกรณีนี้ อุปกรณ์ดังกล่าวถูกติดตั้งเข้ากับโดรน ทำให้สามารถนำทางเข้าไปยังพื้นที่ที่เข้าถึงได้ยาก เก็บข้อมูลที่มีความแม่นยำสูง และเดินทางกลับได้อย่างปลอดภัย

Artec Jet ที่ติดตั้งบนโดรนขณะทำการทำแผนที่เหมือง

ในแวดวงการทำเหมือง การพังทลายของโครงสร้างถือเป็นสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุดอย่างหนึ่ง เพราะเมื่อใดก็ตามที่พื้นดินหรือโครงสร้างทรุดตัวลง ย่อมก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อคนงานเหมือง และบ่อยครั้งก็นำไปสู่การปิดเหมืองในที่สุด

เมื่อยืนยันตำแหน่งของคนงานเหมืองทุกคนได้ครบถ้วนแล้ว ก็ถึงเวลาเริ่มปฏิบัติการกู้ภัยและกู้คืนพื้นที่อย่างแท้จริง ทัศนวิสัยที่จำกัดมักทำให้ยากต่อการประเมินสถานการณ์แบบเรียลไทม์ อีกทั้งระบบระบายอากาศอาจถูกปิดกั้นและมีความเสี่ยงสูงที่เหมืองจะถล่มซ้ำ จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะส่งเจ้าหน้าที่เข้าไปตรวจสอบพื้นที่

ที่ไซต์งานแห่งหนึ่งในสหรัฐฯ ผู้ปฏิบัติงานเพิ่งประสบปัญหาดินและหินถล่ม ทำให้ไม่สามารถใช้วิธีการตรวจสอบแบบดั้งเดิมได้เลย สภาพเหมืองมีความไม่มั่นคงสูงและมีหินร่วงหล่นลงมาอย่างต่อเนื่อง อีกทั้งยังมีข้อจำกัดเพิ่มเติมจากทางเข้าออกที่คับแคบและปัญหาน้ำท่วมขัง ประกอบกับสภาพที่เป็นเหมืองใต้ดินทำให้ไม่มีสัญญาณ GPS การวางแผนรับมือสถานการณ์จึงเป็นเรื่องที่ยากลำบากอย่างยิ่ง

วิศวกรถูกส่งเข้าไปปฏิบัติงานภายในปล่องเหมือง

ในขั้นตอนนี้ พวกเขาได้ติดต่อผู้ให้บริการด้านงานอุตสาหกรรมชั้นนำเพื่อนำระบบ LiDAR รุ่น Artec Jet ซึ่งทำงานด้วยเทคโนโลยี SLAM มาให้กับผู้ปฏิบัติงานในเหมือง แม้ว่าอุปกรณ์นี้จะสามารถใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็นการถือด้วยมือ, การสะพายหลัง, การติดตั้งบนยานพาหนะ, ภายในโครงป้องกัน, บนด้ามยืดหดได้ หรือการติดตั้งร่วมกับหุ่นยนต์ แต่ในกรณีนี้มีการเลือกใช้โดรนเพื่อปฏิบัติงาน เพื่อใช้ประโยชน์จากความสามารถในการสำรวจแบบอัตโนมัติของ Artec Jet

เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเข้าถึงพื้นที่ที่ยากต่อการเข้าถึงโดยปราศจากความเสี่ยง ซึ่งแนวทางนี้ช่วยให้ทีมงานสามารถเก็บรวบรวมข้อมูลแผนที่ที่มีรายละเอียดครบถ้วนตามที่จำเป็นสำหรับการวางแผนรับมือสถานการณ์อย่างเร่งด่วน

ระบบนำทางอัตโนมัติสำหรับภารกิจสำคัญ

เมื่อ Artec Jet ไปถึงหน้างาน ก็ต้องเผชิญกับความท้าทายมากมายที่อาจทำให้ระบบโดรนทั่วไปไม่สามารถปฏิบัติงานได้ เนื่องจากไม่มีสัญญาณ GPS เลยและสัญญาณขาดหายเมื่อระยะทางเกินกว่า 100 เมตร อุปกรณ์จึงจำเป็นต้องพึ่งพาระบบนำทางภายในตัวเครื่องเพียงอย่างเดียวเพื่อให้สามารถทำงานต่อไปได้ นอกจากนี้ ยังต้องเคลื่อนที่ผ่านช่องทางที่แคบมาก โดยมีพื้นที่ว่างเหลือเพียง 15-20 เซนติเมตรเท่านั้น

แต่ผลปรากฏว่า Artec Jet สามารถรับมือกับความท้าทายนี้ได้อย่างยอดเยี่ยม ระบบนี้ทำงานโดยปราศจากการช่วยเหลือจาก GNSS อย่างสิ้นเชิง โดยอาศัยเทคโนโลยี LiDAR ร่วมกับ SLAM แบบเรียลไทม์ในการนำทางผ่านทางแยกที่แคบและหลบหลีกสิ่งกีดขวาง พร้อมทั้งรักษาระดับตำแหน่งของตนเองไว้ได้ การที่ระบบต้องปฏิบัติงานนอกระยะสัญญาณสื่อสารเป็นเวลานานถึง 20 นาที ทำให้ความสามารถในการตัดสินใจแบบอัตโนมัติได้ทันทีถือเป็นหัวใจสำคัญที่นำไปสู่ความสำเร็จของภารกิจ

การวิเคราะห์ข้อมูล ณ หน้างานโดยใช้แท็บเล็ต

ภายในเวลา 48 ชั่วโมงหลังจากได้รับแจ้งเหตุฉุกเฉิน Artec Jet สามารถทำแผนที่พื้นที่ทรุดตัวขนาด 9 เฮกตาร์ได้สำเร็จ ด้วยความเร็วในการเก็บข้อมูลเกือบสองล้านจุดต่อวินาที ข้อมูลกลุ่ม 3D point cloud ที่มีความละเอียดสูงนี้ช่วยเผยให้เห็นสภาพของเสาค้ำยันโดยรอบ ร่องรอยการสะสมของน้ำซึ่งส่งผลต่อความไม่มั่นคงของโครงสร้าง รวมถึงเส้นทางเข้าถึงที่ปลอดภัยสำหรับการดำเนินงานกู้คืนพื้นที่ในลำดับถัดไป

การใช้ LiDAR ควบคู่ไปกับภาพจากกล้องแบบ 360 องศา ช่วยให้ได้ทั้งบริบททางภาพและข้อมูลเชิงพื้นที่ที่แม่นยำ โดยไม่จำเป็นต้องมีใครเข้าไปในพื้นที่อันตราย ด้วยระดับน้ำที่ลึกกว่า 12 เมตร สภาพหินที่แขวนตัวอยู่และเสี่ยงจะถล่มลงมาได้ทุกเมื่อ รวมถึงความมืดมิดสนิท การนำทางเข้าไปในเหมืองแห่งนี้คงเป็นเรื่องยากลำบากอย่างยิ่งสำหรับมนุษย์ ดังนั้น การทำแผนที่ด้วยระบบอัตโนมัติจึงเป็นทางออกเดียวที่ทำได้จริง

การรวบรวมข้อมูลเชิงลึกที่นำไปปฏิบัติได้จริง

คุณค่าของการสแกนในสถานการณ์ฉุกเฉินด้วย Artec Jet ยิ่งทวีความสำคัญขึ้นเมื่อทีมงานค้นพบข้อมูล LiDAR เดิมของเหมืองแห่งเดียวกันซึ่งบันทึกไว้เมื่อหนึ่งปีก่อน การนำข้อมูลการสแกนใหม่มาซ้อนทับกับข้อมูลอ้างอิงดังกล่าวช่วยให้วิศวกรสามารถวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงได้อย่างแม่นยำ ทำให้เห็นภาพชัดเจนว่าสภาพพื้นดินเสื่อมสภาพลงอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งเป็นสิ่งที่อาจมองไม่เห็นจากการตรวจสอบด้วยสายตาตามปกติที่ทำอยู่เป็นประจำ

มีการค้นพบว่าเมื่อไม่กี่ปีก่อนหน้านั้น เคยเกิดเหตุการณ์ดินยุบตัวอีกจุดหนึ่งซึ่งส่งผลให้เสาค้ำยันภายในเหมืองมีลักษณะคอดกิ่วคล้ายรูปนาฬิกาทราย นอกจากนี้ ข้อมูลจาก LiDAR ยังเผยให้เห็นว่ามีน้ำจากพื้นที่เพาะปลูกของเกษตรกรในละแวกใกล้เคียงไหลซึมเข้าสู่บริเวณที่ดินยุบตัวดังกล่าวอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน การไหลของน้ำที่รวมตัวกันในลักษณะนี้ส่งผลให้หินปูนโดยรอบค่อย ๆ เสื่อมสภาพและอ่อนกำลังลง จนนำไปสู่การยุบตัวของผิวดินในที่สุด

“คุณค่าที่ซ่อนอยู่” ของ Artec Jet นี้ได้เปลี่ยนการดำเนินงานจากการบันทึกข้อมูลแบบตอบสนองต่อเหตุการณ์ไปสู่การวิเคราะห์ทางวิศวกรรมเชิงรุก การทำความเข้าใจปัจจัยที่ก่อให้เกิดความเสียหายอย่างแม่นยำ เช่น การกักเก็บน้ำและการเสียรูปของเสาอย่างต่อเนื่อง ทำให้ผู้ประกอบการเหมืองสามารถตัดสินใจบนพื้นฐานของข้อมูลเกี่ยวกับการรักษาความปลอดภัยในพื้นที่ในอนาคตและเปิดดำเนินการอีกครั้งให้เร็วที่สุด

การแสดงภาพผลการวิเคราะห์ข้อมูลที่ซ้อนทับบนโครงสร้างปล่องเหมือง

หากปราศจากโซลูชันการทำแผนที่แบบไร้คนควบคุม ก็คงเป็นไปไม่ได้เลยที่จะได้ข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการวิเคราะห์นี้มาตั้งแต่ต้น ดังนั้น การติดตั้ง Artec Jet เข้ากับโดรนแล้วเปิดใช้งานโหมดทำแผนที่อัตโนมัติที่นำทางด้วยจุดอ้างอิงอัจฉริยะ (smart waypoint-guided autonomous mapping) เพื่อหลบหลีกสิ่งกีดขวางภายในปล่องเหมืองที่ถล่มลงมา จึงเป็นหนทางเดียวที่จะสามารถสำรวจพื้นที่ได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ โดยปราศจากความเสี่ยงต่อบุคลากร

การทำแผนที่เชิงรุกด้วย Artec Jet

ภายหลังเหตุการณ์ดังกล่าว ผู้ประกอบการเหมืองตระหนักว่า Artec Jet ไม่ได้เป็นเพียงเครื่องมือสำหรับใช้ในกรณีฉุกเฉินเท่านั้น แต่ยังเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบโครงสร้างพื้นฐานด้านความปลอดภัยอีกด้วย บริษัทจึงได้ลงทุนจัดหาระบบเป็นของตนเองและกำหนดตารางการสแกนพื้นที่อย่างเข้มงวด โดยเริ่มจากความถี่ระดับสัปดาห์และปรับเป็นรายเดือนในเวลาต่อมา เพื่อติดตามสภาพของพื้นดินในระหว่างที่สภาพพื้นที่เริ่มเข้าสู่ภาวะเสถียร แนวทางเชิงรุกนี้ช่วยให้บริษัทสามารถกำหนดค่ามาตรฐานอ้างอิงใหม่และตรวจพบสัญญาณความไม่มั่นคงที่อาจเกิดขึ้นซ้ำได้ทันที

ท้ายที่สุดแล้ว การป้องกันย่อมดีกว่าการรักษาใด ๆ แม้ว่า Artec Jet จะโดดเด่นในด้านการใช้งานอย่างรวดเร็วในช่วงวิกฤต แต่คุณค่าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของมันอยู่ที่ข้อมูลที่รวบรวมได้ระหว่างการปฏิบัติงานตามปกติ ด้วยการช่วยป้องกันโศกนาฏกรรมแทนที่จะเพียงแค่บันทึกเหตุการณ์ การทำแผนที่ 3 มิติแบบอัตโนมัติกำลังเปลี่ยนแปลงวิธีการจัดการความเสี่ยงของอุตสาหกรรม และนำการวิเคราะห์ทางธรณีเทคนิคไปสู่พื้นที่ใหม่ ๆ

ด้วยระยะการทำงานที่ครอบคลุมถึง 300 เมตรและโหมดการทำงานที่แตกต่างกันถึง 7 โหมด Artec Jet จึงสามารถนำไปใช้เก็บข้อมูลในพื้นที่ขนาดใหญ่ด้วยความแม่นยำสูงถึง 5 มิลลิเมตร ไม่ว่าจะนำไปใช้ในงานเหมืองแร่ งานด้านความปลอดภัยสาธารณะ หรือการก่อสร้าง อุปกรณ์นี้จะช่วยให้ได้ข้อมูลที่มีรายละเอียดครบถ้วน ซึ่งถือเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการตรวจสอบในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย