คอลัมน์ Next Gen: ‘หุ่นยนต์เสริมพลัง’ช่วยทหารพิการจากสนามรบ

ทหารมีหน้าที่ที่สำคัญและถือเป็นเกียรติมากในการปกป้องประเทศชาติ และในการสู้รบหลีกเลี่ยงไม่ได้เลยที่จะต้องมีการบาดเจ็บ และหลายท่านที่ได้รับบาดเจ็บจนไม่สามารถขยับแขนขาได้ จึงเป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้ 3 หน่วยงานร่วมกันคิดค้น “หุ่นยนต์เสริมพลัง” เพื่อช่วยเหลือทหารที่ได้รับบาดเจ็บเหล่านี้

“หุ่นยนต์เสริมพลัง” เป็นผลงานที่ร่วมกันคิดค้นและวิจัยโดยบุคลากรจาก 3 สถาบัน นำโดย ดร.เดชฤทธิ์ มณีธรรม หัวหน้าสาขาวิศวกรรมเมคคาทรอนิกส์ คณะครุศาสตร์อุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล (มทร.) ธัญบุรี, ผศ.ดร.เบญจลักษณ์ เมืองมีศรี มหาวิทยาลัยราชภัฏวไลย อลงกรณ์ และ พ.อ.ผศ.นพ.อารมย์ ขุนภาษี ผู้อำนวยการกองเวชศาสตร์ฟื้นฟู พ.ต.นพ.ธงพงษ์หาญยุทธ โรงพยาบาลพระมงกุฎเกล้า พร้อมด้วย พ.อ.รศ.นพ.สุธี พานิชกุลวิทยาลัยแพทยศาสตร์พระมงกุฎเกล้า ร่วมกับโรงพยาบาลพระมงกุฎเกล้า ประดิษฐ์คิดค้นร่วมกับแพทย์และพยาบาล โดยใช้ชื่อว่า “PMK EXOSKELETON ROBOT”

พ.อ.ผศ.นพ.อารมย์ ขุนภาษี เปิดเผยว่า เนื่องจากโรงพยาบาลมีทหารที่ได้รับบาดเจ็บบริเวณไขสันหลัง อาจจะบาดเจ็บระดับหน้าอกลงไป ซึ่งผู้ป่วยเหล่านี้ขาทั้งสองข้างไม่สามารถขยับได้ แต่ยังใช้มือและแขนได้ดี จึงทำวิจัยร่วมกับทีม เพื่อที่จะผลิตหุ่นยนต์ต้นแบบที่จะใช้กับผู้ป่วยพิการจากราชการสนาม ที่มีปัญหาดังกล่าวดังนี้ โดยใช้ชื่อว่า “PMK EXOSKELETON ROBOT”

พ.ต.นพ.ธง พงษ์หาญยุทธ อธิบาย เพิ่มเติมว่า ในการเดินของคนปกตินั้นจะอาศัย การทำงานที่ประสานกัน ทั้งข้อเท้า ข้อเข่า ข้อตะโพก และกล้ามเนื้อมัดต่าง ๆ ซึ่งได้แก่ กล้ามเนื้อที่ใช้ในการกระดกข้อเท้าขึ้น-ลง กล้ามเนื้อที่ใช้ในการงอ-แอ่น-กาง ข้อตะโพก และกล้ามเนื้อที่ใช้ในการเหยียดเข่า ตลอดจนการทำงานของระบบประสาท ตั้งแต่สมองไปจนถึงเซลล์ประสาทรับสัมผัส เพื่อให้การเดินนั้นมีความต่อเนื่อง ราบรื่น และมั่นคง แต่สำหรับผู้ป่วยที่ได้รับบาดเจ็บรุนแรง บริเวณไขสันหลังระดับเอวลงไปจะเกิดอาการอัมพาตของขาทั้ง 2 ข้าง ซึ่งหมายความว่า สมองไม่สามารถสั่งการข้อและกล้ามเนื้อต่าง ๆ ให้เกิดการเดินได้อย่างปกติ

ดร.เดชฤทธิ์ มณีธรรม กล่าวว่า หุ่นยนต์เสริมพลังนี้ ประกอบไปด้วย 3 ส่วนสำคัญ ส่วนแรกเป็นโครงสร้าง (Hardware) จะประกอบไปด้วยโครงสร้างอะลูมิเนียมที่มีลักษณะคล้ายกับขามนุษย์ทั้งสองข้าง โดยจะเริ่มตั้งแต่เอวหรือตะโพก ขาด้านบน ขาด้านล่าง และเท้า (ขนาดความยาวของขาแต่ละข้างจะขึ้นอยู่กับความสูงต่ำของผู้ป่วย) ตะโพกด้านซ้ายและด้านขวาจะยึดติดกับ ดีซีมอเตอร์ (DC Motor) ขนาด 350 วัตต์ 24 โวลต์ แกนมอเตอร์ด้านหน้ายึดติดกับเกียร์บ๊อกซ์ (Gear Box) ขนาดอัตราทด 1:50 แกนมอเตอร์ด้านหลังยึดติดกับเอ็นโคเดอร์ (Encoder) ขนาด 1,000 รอบ ส่วนหัวเข่า ทั้งด้านซ้ายและขวาจะยึดติดกับดีซีมอเตอร์ ขนาด 250 วัตต์ 24 โวลต์ แกนมอเตอร์ด้านหน้ายึดติดกับเกียร์บ๊อกซ์ ขนาดอัตราทด 1:50 แกนมอเตอร์ด้านหลังยึดติดกับเอ็นโคเดอร์ ขนาด 1,000 รอบ เช่นกัน

ส่วนที่สองเป็นส่วนควบคุม (Control) โดยใช้ไมโครคอนโทรเลอร์ เป็นตัวควบคุมแบบ PID Control ทั้งการควบคุมแบบตำแหน่ง (Position Control) และควบคุมความเร็ว (Speed Control) และส่วนที่สาม คือ ซอฟต์แวร์ (Software) จะใช้ภาษาซีในการเขียนควบคุมการทำงานทั้งระบบ มีหลักการทำงานคือ เมื่อผู้ป่วยต้องการเคลื่อนที่ผู้ป่วยจะเลื่อนตัวต้านทานปรับค่าได้ (Variable Resistor) ด้วยมือขวาจนถึงค่าสูงสุด ทำให้ขาข้างขวาเคลื่อนที่ตามจังหวะการเดิน (Gait Cycle) และเลื่อนตัวต้านทานปรับค่าได้จนถึงค่าต่ำสุด ทำให้ดีซีมอเตอร์ที่ตะโพกเคลื่อนที่ทำให้ยืดตรง ส่วนการเคลื่อนที่ขาด้านซ้ายก็จะทำตามลำดับเหมือนด้านขวา ทำให้ผู้ป่วยพิการสามารถเดินได้ใกล้เคียงหรือเหมือนปกติได้

“ในอนาคตจะพัฒนาหุ่นยนต์เสริมพลังต้นแบบนี้ ให้เกิดการเคลื่อนไหวที่ราบรื่น และใกล้เคียงกับการทำงานของร่างกายจริงต่อไป รวมถึงนำไปพัฒนาเพื่อใช้กับผู้ป่วยอัมพาตจากโรคหลอดเลือดสมอง หรือเด็กพิการ และผู้ป่วยพิการจากราชการสนามที่ขาขาดทั้ง 2 ข้างระดับสูง ๆ ต่อไป”

และนี่ถือเป็นอีกสิ่งหนึ่งที่จะช่วยให้ทหารที่ได้รับบาดเจ็บ สามารถใช้ชีวิตได้อย่างสะดวกขึ้นตามอัตภาพ.

นภาพร พานิชชาติnapapornp@dailynews.co.th