“ม.มหิดล” เผย 8 นวัตกรรมสุดล้ำ เพื่อคนพิการ-ผู้ป่วยทางสมอง เปิดตัว “BCI” ระบบสั่งการบังคับรถยนต์-วีลแชร์ด้วยคลื่นสมอง พิการแขน-ขาก็สามารถขับรถได้ “FES” จักรยานไฮเทค กระตุ้นกล้ามเนื้อขาที่อ่อนแรงให้ปั่นจักรยานได้ พร้อมทั้งเร่งพัฒนา “แขนเทียม” ที่สามารถหยิบจับของได้เหมือนมือจริง ล่าสุด ยังคว้ารองแชมป์โลก จากการแข่งขัน “ไซบาธลอน” โอลิมปิกนวัตกรรมเพื่อคนพิการ
ปัจจุบัน จำนวนคนพิการในไทยมีเพิ่มมากขึ้น ทั้งผู้ที่พิการโดยกำเนิด พิการจากสาเหตุความเจ็บป่วย และพิการเพราะอุบัติเหตุ ซึ่งทำให้พวกเขาต้องดำรงชีวิตด้วยความยากลำบาก ที่ผ่านมา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้เล็งเห็นถึงปัญหาเหล่านี้จึงคิดค้นนวัตกรรมเพื่อผู้พิการ ตลอดจนนวัตกรรมสำหรับผู้ที่มีความผิดปกติทางสมองซึ่งอาจนำไปสู่ความพิการทางสมองได้ เพื่อให้พวกเขาเหล่านี้สามารถใช้ชีวิตได้สะดวกสบายขึ้น และฟื้นฟูสุขภาพให้แข็งแรงมากยิ่งขึ้นด้วย
รศ.ดร.จักรกฤษณ์ ศุทธากรณ์ คณบดีคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ระบุว่า ผลสำรวจจากสำนักงานสถิติแห่งชาติร่วมกับองค์การยูนิเซฟ เมื่อปี พ.ศ.2560 พบว่าประเทศไทยมีคนพิการถึง 3.7 ล้านคน คิดเป็น 5.5% ของประชากรประเทศ โดยเป็นผู้พิการที่อยู่ในวัยทำงาน (อายุ 15-59 ปี) 61.3% และผู้พิการที่อยู่ในวัยสูงอายุ ซึ่งมีความพิการทางการเคลื่อนไหวหรือทางร่างกายมากที่สุด อยู่ประมาณ 38.7% มหาวิทยาลัยมหิดลจึงทุ่มเทในการพัฒนาเทคโนโลยีและประดิษฐ์คิดค้นนวัตกรรมเพื่อช่วยให้พวกเขามีโอกาสก้าวพ้นขีดจำกัดความพิการทั้งทางร่างกายและสมอง
ขณะที่ รศ.ดร.ยศชนัน วงศ์สวัสดิ์ รองคณบดีฝ่ายวิจัยและวิเทศสัมพันธ์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล เปิดเผยว่า มหาวิทยาลัยมหิดลได้มีการวิจัยและพัฒนานวัตกรรมเพื่อผู้พิการมากว่า 30 ปีแล้ว เพียงแต่ไม่ค่อยมีการประชาสัมพันธ์ คนทั่วไปจึงไม่ค่อยทราบ ที่ผ่านมา มหิดลมีนวัตกรรมเพื่อคนพิการออกมามากมาย โดยหลายชิ้นได้นำไปใช้จริง บางชิ้นเราผลิตและมอบให้โรงพยาบาลต่างๆ นำไปใช้ประโยชน์ ขณะที่อีกจำนวนไม่น้อยเป็นนวัตกรรมต้นแบบที่รอความร่วมมือจากภาคเอกชนที่สนใจนำไปผลิตออกสู่ตลาดในวงกว้าง
“ปัจจุบันเราพยายามดึงผู้ที่มีความพิการในด้านต่างๆ มาร่วมในการออกแบบนวัตกรรมเพื่อผู้พิการอีกด้วย เพราะนอกจากบุคคลเหล่านี้จะเป็นผู้ที่มีศักยภาพแล้ว เขายังรู้ดีที่สุดว่าผู้พิการต้องการอะไร นวัตกรรมแบบไหนที่จะตอบโจทย์ความต้องการของเขา ขณะเดียวกัน หากเอกชนนำนวัตกรรมที่เราคิดค้นไปผลิตเป็นสินค้าก็จะทำให้ผู้พิการมีโอกาสเข้าถึงนวัตกรรมเหล่านี้มากขึ้นและมีราคาถูกลง” รศ.ดร.ยศชนัน ระบุ
ทั้งนี้ มหาวิทยาลัยมหิดลได้เปิดเผยถึง 8 ผลงานนวัตกรรมเพื่อผู้พิการและผู้ป่วยทางสมอง ซึ่งแต่ละชิ้นล้วนน่าทึ่งและมีรายละเอียดที่น่าสนใจอย่างยิ่ง อันได้แก่
1.นวัตกรรมอุปกรณ์ BCI หรือ Brain-Computer Interface เป็น “ระบบสั่งการขับรถด้วยคลื่นสมอง” สำหรับผู้ที่แขนพิการหรือกล้ามเนื้อแขนอ่อนแรง ไม่สามารถใช้มือและแขนบังคับรถได้ โดยระบบของ BCI ใช้เทคโนโลยีสัญญาณคลื่นสมองเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ (Brain-Computer Interface : BCI) ร่วมกับ AI เพื่อสั่งการควบคุม ประกอบด้วย ชุดอุปกรณ์สัญญาณสมอง ได้แก่ หมวกที่มีอิเล็กโทรดสำหรับวัดสัญญาณสมองจากผิวบนหนังศีรษะ และวงจรขยายสัญญาณสมอง เชื่อมต่อเข้ากับซอฟต์แวร์วิเคราะห์รูปแบบของสัญญาณที่พัฒนาขึ้น เพื่อใช้ในการแยกแยะสัญญาณสมองออกจากสัญญาณชีวภาพชนิดอื่น
จากนั้นจึงแยกแยะแต่ละคำสั่งออกมาในรูปแบบที่ต้องการ เช่น ใช้การยกแขนซ้าย-ขวา แทนคำสั่งในการบังคับรถให้เลี้ยวซ้าย-ขวา และเปิดไฟหน้าตามต้องการ ซึ่งขณะนี้นวัตกรรม “ระบบสั่งการขับรถด้วยคลื่นสมอง” ของมหาวิทยาลัยมหิดลนั้นเป็นนวัตกรรมต้นแบบ ที่รอความร่วมมือจากผู้ผลิตยานยนต์ที่จะนำไปเชื่อมต่อกับรถยนต์รุ่นต่างๆ เพื่อให้ผู้พิการสามารถใช้งานได้จริง
2.วีลแชร์ไฟฟ้าควบคุมด้วยคลื่นสัญญาณสมอง เป็นระบบควบคุมรถวีลแชร์อัตโนมัติด้วยสัญญาณสมองและการเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นหลักการเดียวกับนวัตกรรม “ระบบสั่งการขับรถด้วยคลื่นสมอง” พัฒนาขึ้นเพื่ออำนวยความสะดวกในการเคลื่อนที่สัญจรสำหรับผู้พิการขั้นรุนแรง จุดเด่นคือ ใช้เทคโนโลยี BCI ร่วมกับ AI เพื่อสั่งการควบคุมวีลแชร์ไฟฟ้า ร่วมกับระบบหลีกเลี่ยงอุปสรรคอัตโนมัติ และระบบแผนที่นำทาง (GOS) ซึ่งจะช่วยเพิ่มคุณภาพการใช้ชีวิตประจำวันของผู้พิการรุนแรงระดับต้นคอลงมาให้สามารถพึ่งพาตนเองได้มากขึ้น
3.นวัตกรรมอุปกรณ์จักรยานไฮเทค FES เพื่อให้ผู้พิการที่กล้ามเนื้อขาอ่อนแรงสามารถขี่จักรยานได้ โดยเป็นการใช้พหุศาสตร์ เทคโนโลยีขั้นสูงที่มหาวิยาลัยมหิดลออกแบบเองตั้งแต่ชิปวงจร ฮาร์ดแวร์ เครื่องกล ไฟฟ้าและไอที ประกอบด้วย 2 ส่วนสำคัญ ได้แก่ วงจรกระตุ้นกล้ามเนื้อด้วยไฟฟ้า ซึ่งจะมีแผ่นอิเล็กโทรดติดที่ขาแล้วปล่อยกระแสไฟฟ้าทำให้กล้ามเนื้อยืดหดตัวเป็นจังหวะเพื่อใช้ในการปั่นจักรยาน อีกส่วนหนึ่งคือ ตัวจักรยานที่ออกแบบเป็นพิเศษให้รองรับสรีระของผู้ขี่ ทั้งยังออกแบบระบบขับเคลื่อนและโครงสร้างจักรยานให้สอดคล้องกับการใช้งานในแต่ละรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็นการขี่จักรยานบนถนนคอนกรีต การขี่บนถนนลูกรัง การแข่งในสนามแข่ง เช่น มีระบบทดกำลัง และระบบดูดซับแรงสั่นสะเทือนจากพื้นถนน โดยในระบบกระตุ้นไฟฟ้านั้นจะมีชุดประมวลผลที่สามารถตรวจสอบสถานะของจักรยานและปรับเปลี่ยนรูปแบบการปล่อยไฟฟ้าลงบนกล้ามเนื้อให้มีประสิทธิภาพสูงสุดทำให้ผู้พิการสามารถใช้ขาปั่นจักรยานได้อย่างน่าทึ่ง
4.หุ่นยนต์ช่วยเดิน...เพื่อฟื้นฟูผู้ป่วย-ผู้พิการ (ExoSkeleton) ช่วยให้ผู้พิการจากการประสบอุบัติเหตุซึ่งส่งผลให้กระดูกสันหลังส่วนล่างเสียหาย ไม่สามารถขยับขาได้ ทำให้ต้องนั่งวีลแชร์ตลอดเวลา สามารถจะเคลื่อนที่ไปไหนมาไหนได้เช่นเดียวกับคนปกติ โดยการสวม ExoSkeleton ซึ่งอุปกรณ์นี้จะออกแบบโครงสร้างเป็นโลหะตามแนวขาด้านนอก มีข้อต่อตรงข้อเท้าและหัวเข่า มีเซ็นเซอร์ตรวจสอบ ตัวควบคุมและแบตเตอรี่อยู่ด้านหลังผู้ใช้ พร้อมโหมดลุก-นั่ง-ขึ้นบันได และปุ่มควบคุมความปลอดภัย สามารถหยุดได้ยามฉุกเฉิน
5.Ankle-Foot Passive Motion Device for Footdrop เป็นสิ่งประดิษฐ์เพื่อใช้ในการฟื้นฟูผู้ป่วยที่มีภาวะข้อเท้าตก โดยเฉพาะจากอาการอัมพฤกษ์อัมพาต อุปกรณ์มีทั้งส่วนของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ สำหรับการทำงานจะคล้ายกับการปั่นจักรยานแต่เป็นการช่วยยกข้อเท้าขึ้นลงในท่ากึ่งนอน ทำหน้าที่ฟื้นฟูภาวะเท้าตก ฮาร์ดแวร์จะทำงานร่วมกับซอฟต์แวร์แบบเกมที่พัฒนาขึ้นโดยเฉพาะในการควบคุมจังหวะ
6.อุปกรณ์ "ฝึกฝน"...นวัตกรรมฟื้นฟูสมองผู้ป่วยอัมพฤกษ์ และเด็กที่ป่วยด้วยโรคทางสมอง เป็นอุปกรณ์ที่ผสมผสานในรูปแบบของเกมซึ่งออกแบบมาสำหรับใช้ในการบำบัดรักษาผู้ป่วยอัมพฤกษ์ที่เกิดจากโรคหลอดเลือดสมองตีบหรือแตก ซึ่งปัจจุบันมีจำนวนถึง 4 แสนคนทั่วประเทศ ผู้ป่วยเหล่านี้ต้องทำการฟื้นฟูสมรรถภาพทางร่างกายอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้กลับมาช่วยเหลือตัวเองได้ในการใช้ชีวิตประจำวัน นอกจากนี้ ยังมีเด็กที่ป่วยทางสมองอื่นๆ เช่น ออทิสติก สมองพิการ ดาวน์ซินโดรม ซึ่งสามารถนำอุปกรณ์นี้ไปใช้ในการพัฒนาสมองของเด็กที่ป่วยได้
โดยหลักการทำงานและวิธีการใช้งานของนวัตกรรม “ฝึกฝน” จะช่วยพัฒนาการใช้แขนและมือในผู้ป่วยอัมพฤกษ์ และผู้ป่วยทางสมอง โดยใช้การเคลื่อนที่ของแขนไปควบคุมเกมแอนิเมชัน ซึ่งมีให้เลือกหลากหลาย เช่น เกมทำอาหาร เก็บขยะ ซึ่งข้อดีคือ ผู้ป่วยได้ฝึกใช้สมองและแขนไปพร้อมๆ กัน มีดิจิทัลอิเล็กทรอนิกส์ตรวจจับการเคลื่อนที่ของปลายมือ โดยจะมีเซ็นเซอร์ตรวจจับสีที่อยู่บนพื้นโต๊ะซึ่งแทนตำแหน่งซ้าย-กลาง-ขวา บน-ล่าง เมื่อผู้ป่วยเคลื่อนมือไปยังสีต่างๆ จะแทนคำสั่งการควบคุมเกมบนจอคอมพิวเตอร์ ส่งสัญญาณไปสู่แอนดรอยบ็อกซ์ แล้วก็ส่งภาพออกจอทีวี ดังนั้นตอนใช้งานผู้ป่วยจะได้ฝึกทั้งสายตา การตัดสินใจและการสั่งการแขน ทำให้เกิดการเคลื่อนที่แขนแบบมีวัตถุประสงค์ ช่วยให้การบำบัดฟื้นฟูสุขภาพมีความสนุกเพลิดเพลิน อีกทั้งช่วยให้นักกายภาพบำบัดทำงานได้ดียิ่งขึ้น แก้ปัญหาการขาดแคลนนักกายภาพบำบัด เพิ่มโอกาสผู้ป่วยในพื้นที่ห่างไกลทั่วประเทศไทยได้เข้าถึง “ฝึกฝน” พร้อมไปกับลดการนำเข้าอุปกรณ์ราคาแพงอีกด้วย โดยปัจจุบันคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้มอบ “ฝึกฝน” แก่โรงพยาบาลต่างๆ ไปแล้วถึง 70 แห่ง ซึ่งการใช้งานได้ผลเป็นที่น่าพอใจ
7.ไจโร โรลเลอร์(Gyro Roller) เป็นอุปกรณ์เพื่อการบำบัดและฟื้นฟูผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมอง โดยในการฟื้นฟูผู้ป่วยจะควบคุมเครื่องไจโรโรลเลอร์ซึ่งเชื่อมต่อกับเกมคอมพิวเตอร์ ทำให้การฟื้นฟูมีความสนุก และไม่น่าเบื่อ รวมถึงเกมต่างๆ ที่ออกแบบขึ้นยังช่วยฝึกฟังก์ชันด้านการรับรู้และความเข้าใจ (Cognitive function) แก่ผู้ป่วยอีกด้วย โดยผลงานชิ้นนี้คว้ารางวัลจากทั้งในและต่างประเทศมาแล้วมากมาย
8.หุ่นยนต์เสริมการกระตุ้นพัฒนาการเด็กออทิสติก เป็นหุ่นยนต์ที่ช่วยกระตุ้นพัฒนาการสำหรับเด็กที่มีความต้องการพิเศษหลากหลายแบบ ใช้เป็นเครื่องมือสำหรับนักบำบัด ครูหรือผู้ดูแลในการจัดกิจกรรมการบำบัดหรือการสอนได้อย่างต่อเนื่อง สม่ำเสมอ ช่วยลดภาระการเตรียมการสอนและเพิ่มประสิทธิภาพในการจัดการและดูแลเด็กออทิสติกได้อย่างทั่วถึง โดยหุ่นยนต์มีบทเรียนสำหรับการฝึกสอนซึ่งออกแบบโดยครูและนักบำบัด สามารถตอบสนองกับเด็กในรูปแบบของการให้กำลังใจหรือชื่นชม เมื่อเด็กสามารถตอบคำถามได้อย่างเหมาะสม
นวัตกรรมหุ่นยนต์นี้ได้สร้างชื่อเสียงแก่ประเทศไทย โดยได้รับรางวัลเหรียญทองเกียรติยศ ในการประกวดสิ่งประดิษฐ์ “41st International Exhibition of Inventions of Geneva” และรางวัลอื่นๆ อีกมากมายทั้งในและต่างประเทศ
นอกจากนั้น ขณะนี้คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ยังอยู่ระหว่างการพัฒนานวัตกรรมมือและแขนเทียม ซึ่งจะช่วยให้ผู้พิการที่สวมแขนเทียมสามารถหยิบจับสิ่งของต่างๆ ได้เหมือนมือคนปกติ ไม่ว่าจะเป็นการเปิดประตู เปลี่ยนหลอดไฟ หรือแม้แต่หยิบจับสิ่งของชิ้นเล็กๆ ได้เอง
รศ.ดร.ยศชนัน ยังได้เปิดเผยว่า นอกจากการวิจัยพัฒนานวัตกรรมเพื่อคนพิการโดยตรงแล้ว มหาวิทยาลัยมหิดลยังเป็นตัวแทนประเทศไทยเข้าร่วม การแข่งขันไซบาธลอน (Cybathlon) ซึ่งเปรียบเสมือน “โอลิมปิกทางเทคโนโลยีระดับโลกสำหรับผู้พิการและนวัตกรรม” เป็นการนำนวัตกรรมเพื่อคนพิการจากประเทศต่างๆ ทั่วโลกมาแข่งขันกัน แต่เนื่องจากปีนี้ประเทศต่างๆ ได้รับผลกระทบจากโควิด-19 การแข่งขัน Cybathlon 2020 ซึ่งจัดขึ้นเมื่อวันที่ 13-14 พ.ย.ที่ผ่านมา จึงจัดการแข่งแบบออนไลน์แทนเพื่อลดความเสี่ยงจากการติดเชื้อโควิด-19
โดยมหาวิทยาลัยมหิดล ซึ่งใช้ชื่อทีมว่า “MAHIDOL BCILAB” ส่งเข้าแข่งขัน 2 รายการ คือ 1.ประเภทแข่งรถด้วยคลื่นสมองเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ (BCI) และ 2.ประเภทจักรยานที่ใช้อุปกรณ์กระตุ้นกล้ามเนื้อขาด้วยระบบไฟฟ้า (FES) ซึ่ง นายเกรียงไกร เตชะดี ตัวแทนประเทศไทยสามารถคว้ารองแชมป์โลกได้รับรางวัลเหรียญเงินจากการแข่งรถด้วยคลื่นสมองเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ (BCI) ทำสถิติ 2 นาที 56 วินาที โดยผู้เข้าแข่งขันจากอิตาลีซึ่งได้เหรียญทองเฉือนชนะไทยไปเพียง 4 วินาทีเท่านั้น ถือเป็นการประกาศศักยภาพในการสร้างสรรค์นวัตกรรมเพื่อผู้พิการของไทยว่ามีฝีมือและคุณภาพเทียบเท่าระดับโลก
