วีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะควบคุมด้วยสายตา คว้ารางวัลระดับนานาชาติ

โดย วราภรณ์

ด้วยการใช้ชีวิตทำงานที่เคร่งเครียดของคนในสังคมไทย ส่งผลไปสู่สุขภาพทำให้มีผู้ป่วยอัมพฤกษ์ อัมพาต หรือโรคหลอดเลือดสมอง (จากสาเหตุหลอดเลือดสมองตีบ อุดตัน และหลอดเลือดสมองแตก) เป็นสาเหตุการตายอันดับ 3 จากสถิติโลก และยังเป็นสาเหตุสำคัญของความพิการระดับรุนแรง

ในแต่ละปีจะมีผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองเกิดใหม่ทั่วโลก ราว 10-15 ล้านคน ในจำนวนนี้ 5 ล้านคน เสียชีวิต และอีก 5 ล้านคน กลายเป็นคนพิการถาวร

ปัญหาดังกล่าวทำให้วิศวกรรมชีวการแพทย์เพื่อสุขภาพมีการพัฒนาก้าวไปไกล ก่อนหน้านี้มีผู้สร้างวีลแชร์บังคับด้วยสมอง บังคับด้วยเสียงก็มี โดยล่าสุดคนไทยได้สร้างความฮือฮาด้วยผลงานนวัตกรรมวีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะควบคุมด้วยสายตา (Smart Wheelchair Based on Eye Tracking)

ทีมนักศึกษาและอาจารย์คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) สร้างชื่อเสียงให้ประเทศไทยโดยคว้ารางวัล Silver Award จากเวทีแข่งขันนวัตกรรมระดับโลก International Contest of Innovation 2017 หรือ iCAN ที่เมืองปักกิ่ง ประเทศจีน ซึ่งมีผู้เข้าประกวดนวัตกรรมจำนวนกว่า 5,000 คน จาก 20 ประเทศ

 ทีมไทยนับเป็นทีมหนึ่งเดียวในอาเซียนที่ได้เข้ารอบและสามารถคว้ารางวัล Silver Award มาครองได้ ประกอบด้วยสมาชิกทีมคือ รศ.ดร.ชูชาติ ปิณฑวิรุจน์ ดร.วิบูลย์ ปิยวัฒนเมธา อนิวัฒน์ จูห้อง และ ศุภกร สุวรรณ

รศ.ดร.ชูชาติ ทีมวิจัย ภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ คณะวิศวะฯ ลาดกระบัง กล่าวว่า แรงบันดาลใจให้เราคิดค้นวิจัยนวัตกรรมนี้ขึ้นมา เนื่องจากประเทศไทยกำลังก้าวสู่สังคมสูงวัย และมีผู้พิการเพิ่มมากขึ้น เฉพาะที่ลงทะเบียนมีจำนวนรวม 2.5 ล้านคน

“ในจำนวนนี้มี 3-5% ต้องทุกข์ทรมานจากอัมพฤกษ์และอัมพาต โดยคาดว่าในประเทศไทยมีผู้ป่วยใหม่ที่เป็นอัมพาตปีละกว่า 1.5 แสนราย วีลแชร์จึงเป็นอุปกรณ์สำคัญในการดำรงชีวิตประจำวันของผู้ป่วยเหล่านี้ รวมทั้งผู้สูงวัยและผู้พิการอื่นๆ ด้วย วีลแชร์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่มีในท้องตลาดมักจะควบคุมการใช้งานด้วยจอยสติ๊ก”

อย่างไรก็ตาม ในบางสถานการณ์ผู้ป่วยอัมพาตชนิด ALS หรือพาร์กินสัน จะใช้วีลแชร์ที่มีอยู่ทั่วไปได้อย่างยากลำบาก จึงมีนักวิจัยได้ออกแบบสร้างวีลแชร์ไฟฟ้าที่บังคับด้วยเสียง (Voiced-Control System) วีลแชร์ที่บังคับด้วยสมอง (Brain-Control System) แต่วีลแชร์ 2 ชนิดนี้มักจะเกิดปัญหาด้านประสิทธิภาพใช้งาน เมื่อมีสภาพแวดล้อมเสียงดังรบกวน

ทีมคณะวิศวกรรมศาสตร์ สจล.จึงได้วิจัยพัฒนาวีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะควบคุมด้วยสายตา (Smart Wheelchair based on Eye Tracking) ที่ปฏิบัติการควบคุมการเคลื่อนไหวของวีลแชร์ด้วยเทคโนโลยี Eye Tracking เพียงสายตาจ้องไปยังทิศทางที่ต้องการจะไป วีลแชร์นี้ก็จะเคลื่อนตัวมุ่งไปยังทิศทางนั้นทันที ระบบนี้ยังมีจุดเด่นน้ำหนักเบาและมีวิธีการใช้งานที่ง่ายดาย

ดร.วิบูลย์ หนึ่งในทีมนักวิจัย ภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ คณะวิศวะฯ ลาดกระบัง บอกถึงส่วนประกอบสำคัญและการทำงานของวีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะควบคุมด้วยสายตา มี 4 ส่วนหลัก คือ 1.Image Processing Module 2.Wheelchair-Controlled Module 3.Appliances-Controlled Module 4.SMS Manager Module

“เมื่อ Image Processing Module ซึ่งมีกล้อง Webcam และ C++customized image processing จับภาพเคลื่อนไหวของดวงตา และส่งสัญญาณไปยัง Rasberry Pi โมโครคอนโทรลเลอร์ เชื่อมต่อประสานกับลูกตา ซึ่งจะทำหน้าที่เหมือนเป็น Cursor control ตัวจอของ Rasberry Pi ในการควบคุมระบบ นอกจากความเคลื่อนไหวของสายตาแล้ว การกะพริบตาก็ยังสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับระบบนี้ได้เพื่อสั่งการเหมือนกับการกดแป้น Enter บนคีย์บอร์ดนั่นเอง

ส่วน Wheelchair-Controlled Module เป็นที่รวมของเซอร์โว 2 ชุด ที่สามารถขับเคลื่อนไหวได้ 2 มิติ และปรับให้เข้ากับจอยสติ๊กได้ด้วย ระบบวีลแชร์นี้ยังสามารถควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ ในระยะไกล และสื่อสารติดต่อกับแพทย์ผู้ดูแลสุขภาพผ่านการแจ้งข้อความในสมาร์ทโฟนได้ด้วย”

อนิวัฒน์ หนุ่มนักศึกษาปริญญาโท วิศวกรรมชีวการแพทย์ หนึ่งในทีมนักวิจัย กล่าวว่า วิธีการใช้งาน วีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะบังคับด้วยสายตา ภายในวีลแชร์อัจฉริยะนี้จะมีเครื่องมือตรวจจับความเคลื่อนไหวของดวงตา ที่จะคอยตรวจจับการเคลื่อนไหวของดวงตาผู้ที่ใช้งาน ซึ่งติดตั้งอยู่กับจอแสดงผลโดยจะมีคำสั่งต่างๆ ที่สามารถมองได้อย่างชัดเจน

“บนจอแสดงผลของวีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะนี้ จะมีสัญลักษณ์คำสั่งต่างๆ ที่จะให้ผู้ใช้งานได้เลือกใช้ ด้วยการมองไปยังสัญลักษณ์นั้น เพื่อสั่งงานตามความต้องการ ทั้งนี้ผู้ใช้ยังสามารถลิงก์เข้ากับระบบบ้านอยู่อาศัยแบบสมาร์ท โฮม โดยจะมีคำสั่งบนหน้าจอที่เป็นสัญลักษณ์ต่างๆ เพิ่มขึ้นมา ที่จะสามารถควบคุมระบบไฟ หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าระบบอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ภายในบ้าน เช่น เปิด-ปิดประตูบ้าน โคมไฟฟ้า เครื่องปรับอากาศ เครื่องรับโทรทัศน์ ได้อีกด้วย

นอกจากนี้ ยังสามารถสื่อสารระหว่างผู้ป่วยกับผู้ดูแลผู้ป่วย ผ่านการส่งข้อความไปยังสมาร์ทโฟนของผู้ดูแลผู้ป่วยว่า ผู้ป่วยต้องการความช่วยเหลือ หรือเกิดเหตุฉุกเฉินอะไรขึ้น”