ในยุคที่เทคโนโลยีเข้ามามีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวัน หนึ่งในนวัตกรรมที่กำลังเป็นที่สนใจอย่างมากคือ “หุ่นยนต์สวมใส่เพื่อช่วยการเคลื่อนไหว” โดยเฉพาะสำหรับผู้สูงอายุและผู้ที่มีปัญหาทางการเคลื่อนไหว ซึ่งเป็นกลุ่มที่กำลังเพิ่มจำนวนขึ้นอย่างต่อเนื่องในปัจจุบัน
คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย มีการพัฒนานวัตกรรมที่น่าสนใจสำหรับผู้สูงอายุและผู้ที่มีปัญหาการเคลื่อนไหว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ““หุ่นยนต์สวมใส่บนร่างกายผสานการขับเคลื่อนด้วยล้อเพื่อสนับสนุนการเคลื่อนไหวของมนุษย์” (Transformable Wheelchair–Exoskeleton Hybrid Robot for Assisting Human Locomotion) เรียกสั้น ๆ ว่า Wheelchair Exoskeleton
ทดลองสวมใส่ Wheelchair Exoskeleton
รองศาสตราจารย์ ดร.รณพีร์ ชัยเชาวรัตน์ อาจารย์จากสำนักบริหารหลักสูตรวิศวกรรมนานาชาติ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กล่าวถึงแรงบันดาลใจในการประดิษฐ์นวัตกรรมว่า “ผมอยากประดิษฐ์วีลแชร์ที่เดินได้ วีลแชร์ปกติเคลื่อนที่ได้ตามทางปกติเท่านั้น แต่ขึ้นรถเมล์ไม่ได้ ขึ้นลงบันไดไม่ได้ ผมเลยมองว่าถ้าวีลแชร์สามารถพับขึ้นมาแล้วช่วยให้ผู้นั่ง ลุกขึ้นมาเดินได้ ก็จะทำให้ผู้ที่มีปัญหาทางการเคลื่อนไหวเดินได้สะดวกขึ้น”
หุ่นยนต์ตัวนี้ได้รับการสนับสนุนทุนวิจัยจากสำนักการวิจัยแห่งชาติในปี พ.ศ. 2564 – 2565 และล่าสุด ได้ผ่านเข้ารอบสุดท้ายในโครงการรางวัลนักเทคโนโลยีรุ่นใหม่ ประจำปี 2567 จัดโดยมูลนิธิส่งเสริมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในพระบรมราชูปถัมภ์
หุ่นยนต์ Wheelchair Exoskeleton คืออะไร?
รศ.ดร.รณพีร์กล่าวว่า Wheelchair Exoskeleton เป็นหุ่นยนต์สวมใส่บนร่างกายเพื่อช่วยการเคลื่อนไหวของมนุษย์ มีลักษณะเป็นได้ทั้งวีลแชร์และแปลงเป็นหุ่นยนต์
“ชื่อ Exoskeleton มาจาก 2 คำ คือ Exo แปลว่าข้างนอก และ Skeleton แปลว่าโครงกระดูก เมื่อรวม 2 คำนี้ด้วยกัน แปลได้ตรงตัวว่า “โครงกระดูกภายนอก” จะว่าไปแล้วไอเดียก็คล้ายกับไอรอนแมน ที่เมื่อสวมใส่แล้วจะช่วยให้ผู้สวมใส่มีพละกำลังมากกว่าเดิม ในทางเทคนิคคือการใช้เครื่องจักรกลประกอบหุ่นยนต์ให้ผู้สวมใส่สามารถออกแรงได้มากขึ้น”
จาก concept design ดังกล่าว รศ.ดร.รณพีร์ออกแบบชิ้นส่วนทุกชิ้นของหุ่นยนต์อย่างละเอียด โดยใช้โปรแกรมสามมิติจากคอมพิวเตอร์ และหาซื้อวัสดุเอง ซึ่งอาจารย์รณพีร์เลือกใช้คาร์บอนไฟเบอร์ ที่มีน้ำหนักเบาและผลิตโดยเครื่องพิมพ์สามมิติ บางชิ้นส่วนตัดโดยเครื่องกลึง CNC (Computer Numerical Control)
เมื่อผลิตชิ้นส่วนต่าง ๆ ของหุ่นยนต์ครบแล้ว ก็นำมาประกอบเป็นตัวหุ่น ต่อไปก็เป็นเรื่องของการควบคุมการเคลื่อนไหว ซึ่งแบ่งเป็น 2 ส่วน ส่วนแรก คือ ล้อ ซึ่งได้กลุ่มนิสิตมาเขียนโปรแกรมล้อหน้าให้สามารถวิ่งตรงและเลี้ยวโค้งได้ ส่วนที่สองเป็นมอเตอร์ควบคุมข้อต่อสะโพกกับหัวเข่า ที่อาจารย์รณพีร์เขียนโปรแกมควบคุมเอง
“หุ่นยนต์มีลักษณะเป็นหุ่นยนต์ไฮบริดแบบใหม่ ผสมผสานรถเข็นและ Exoskeleton เข้าด้วยกัน ขาช่วงล่าง สามารถเปลี่ยนโหมดการใช้งานได้ระหว่างนั่งและเดิน โดยใช้มอเตอร์ช่วยในการเคลื่อนไหวของข้อต่อสะโพกและหัวเข่า ส่วนข้อต่อข้อเท้าเป็นข้อต่ออิสระ ไม่มีการขับเคลื่อน ล้อซ้ายและขวาสามารถเก็บเข้าไปในส่วนขาส่วนล่าง เพื่อเปลี่ยนเป็นท่าเดินหรือข้ามสิ่งกีดขวาง” รศ.ดร.รณพีร์อธิบายการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์
ขณะนี้ รศ.ดร.รณพีร์ กำลังพัฒนาหุ่นยนต์ Wheelchair Exoskeleton ต้นแบบตัวที่สอง โดยแก้ไขเรื่องการนั่ง การลุกให้มั่นคงและเดินได้สะดวกกว่าเดิม และกำลังอยู่ระหว่างการยื่นขอจดทรัพย์สินทางปัญญา ขั้นตอนต่อจากนี้จะเป็นการทดสอบการใช้งานจริงกับผู้ป่วยและผู้สูงอายุ
สนใจเกี่ยวกับหุ่นยนต์สนับสนุนการเคลื่อนไหวของมนุษย์ และแล็บหุ่นยนต์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ สอบถามได้ที่ ronnapee.c@chula.ac.th หรือ 08-66364617
หากนวัตกรรมนี้ถูกนำไปใช้กับผู้สูงอายุหรือผู้ป่วยจริง ๆ จะเป็นก้าวสำคัญที่ช่วยให้พวกเขาสามารถใช้ชีวิตประจำวันได้สะดวกและเป็นอิสระมากขึ้น ลดข้อจำกัดในการเคลื่อนไหว และเสริมสร้างคุณภาพชีวิตในบั้นปลายให้ดียิ่งขึ้น
ขอคุณข้อมูลและรูปภาพจาก : จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
