‘หุ่นยนต์เสริมพลัง’ช่วยเหลือผู้ป่วยพิการจากราชการสนาม

“หุ่นยนต์เสริมพลัง” ผลงานบุคลากรจาก 3 สถาบันร่วมวิจัยคิดค้น 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.ธง พงษ์หาญยุทธ โรงพยาบาลพระมงกุฎเกล้า พร้อมด้วย พ.อ.รศ.นพ.สุธี พานิชกุล วิทยาลัยแพทยศาสตร์พระมงกุฎเกล้า ผนึกกำลังคิดค้นร่วมกับโรงพยาบาลพระมงกุฎเกล้า ประดิษฐ์คิดค้นร่วมกับแพทย์และพยาบาล โดยใช้ชื่อว่า “PMK EXOSKELETON ROBOT”

พ.อ.ผศ.นพ.อารมย์ ขุนภาษี เปิดเผยว่า เนื่องจากโรงพยาบาลมีทหารที่ได้รับบาดเจ็บบริเวณไขสันหลัง อาจจะบาดเจ็บระดับหน้าอกลงไปซึ่งผู้ป่วยเหล่านี้ขาทั้งสองข้างไม่สามารถขยับได้แต่ยังใช้มือและแขนได้ดี จึงทำวิจัยร่วมกับทีม เพื่อที่จะผลิตหุ่นยนต์ต้นแบบที่จะใช้กับผู้ป่วยพิการจากราชการสนาม ที่มีปัญหาดังกล่าวดังนี้โดยใช้ชื่อว่า “PMK EXOSKELETON ROBOT”

พ.ต.นพ.ธง พงษ์หาญยุทธ อธิบายเพิ่มเติมว่า ในการเดินของคนปกตินั้น จะอาศัยการทำงานที่ประสานกัน ทั้งข้อเท้า ข้อเข่า ข้อสะโพก และกล้ามเนื้อมัดต่างๆ ซึ่งได้แก่กล้ามเนื้อที่ใช้ในการกระดกข้อเท้าขึ้น-ลง กล้ามเนื้อที่ใช้ในการงอ-แอ่นกาง ข้อสะโพก และกล้ามเนื้อที่ใช้ในการเหยียดเข่า ตลอดจนการทำงานของระบบประสาท ตั้งแต่สมองไปจนถึงเซลล์ประสาทรับสัมผัส เพื่อให้การเดินนั้นมีความต่อเนื่อง ราบรื่น และมั่นคง แต่สำหรับผู้ป่วยที่ได้รับบาดเจ็บรุนแรง บริเวณไขสันหลังระดับเอวลงไปจะเกิดอาการอัมพาตของขาทั้ง 2 ข้าง ซึ่งหมายความว่าสมองไม่สามารถสั่งการข้อและกล้ามเนื้อต่างๆ ให้เกิดการเดินได้อย่างปกติ

“หุ่นยนต์เสริมพลังนี้ ประกอบไปด้วย 3 ส่วนสำคัญ ส่วนแรกเป็นโครงสร้าง (Hardware) จะประกอบไปด้วยโครงสร้างอะลูมิเนียมที่มีลักษณะคล้ายกับขามนุษย์ทั้งสองข้าง โดยจะเริ่มตั้งแต่เอวหรือสะโพก ขาด้านบน ขาด้านล่างและเท้า (ขนาดความยาวของขาแต่ละข้างจะขึ้นอยู่กับความสูงต่ำของผู้ป่วย) สะโพกด้านซ้ายและด้านขวาจะยึดติดกับดีซีมอเตอร์ (DC Motor) ขนาด 350 วัตต์ 24 โวลต์ แกนมอเตอร์ด้านหน้ายึดติดกับเกียร์บล็อก (Gear Box) ขนาดอัตราทด 1:50 แกนมอเตอร์ด้านหลังยึดติดกับเอ็นโครเดอร์ (Encoder) ขนาด 1,000 รอบ ส่วนหัวเข่าทั้งด้านซ้ายและขวาจะยึดติดกับดีซีมอเตอร์ ขนาด 250 วัตต์ 24 โวลต์ แกนมอเตอร์ด้านหน้ายึดติดกับเกียร์บล็อก ขนาดอัตราทด 1:50 แกนมอเตอร์ด้านหลังยึดติดกับเอ็นโครเดอร์ (Encoder) ขนาด 1,000 รอบ เช่นกัน ส่วนที่สองเป็นส่วนควบคุม (Control) โดยใช้ไมโครคอนโทรเลอร์เป็นตัวควบคุมแบบ PID Control ทั้งการควบคุมแบบตำแหน่ง (Position Control) และควบคุมความเร็ว (Speed Control) และส่วนที่สาม คือ ซอฟต์แวร์ (Software) จะใช้ภาษาซีในการเขียนควบคุมการทำงานทั้งระบบ มีหลักการทำงานคือเมื่อผู้ป่วยต้องการเคลื่อนที่ผู้ป่วยจะเลื่อนตัวต้านทานปรับค่าได้ (Variable Resistor) ด้วยมือขวาจนถึงค่าสูงสุด ทำให้ขาข้างขวาเคลื่อนที่ตามจังหวะการเดิน (Gait Cycle) และเลื่อนตัวต้านทานปรับค่าได้จนถึงค่าต่ำสุด ทำให้ดีซีมอเตอร์ที่สะโพกเคลื่อนที่ทำให้ยืดตรง ส่วนการเคลื่อนที่ขาด้านซ้ายก็จะทำตามลำดับเหมือนด้านขวา ทำให้ผู้ป่วยพิการสามารถเดินได้ใกล้เคียงหรือเหมือนปกติได้” ดร.เดชฤทธิ์ กล่าว

“ในอนาคตจะพัฒนาหุ่นยนต์เสริมพลังต้นแบบนี้ ให้เกิดการเคลื่อนไหวที่ราบรื่น และใกล้เคียงกับการทำงานของร่างกายจริงต่อไป รวมถึงนำไปพัฒนาเพื่อใช้กับผู้ป่วยอัมพาตจากโรคหลอดเลือดสมอง หรือเด็กพิการ และผู้ป่วยพิการจากราชการสนามที่ขาขาดทั้ง 2 ข้างระดับสูงๆ ต่อไป” ทีมวิจัย กล่าว