วีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะควบคุมด้วยสายตา คว้ารางวัลนานาชาติ iCAN เพื่อสุขภาพ 4.0 รองรับสังคมสูงวัย

       วิถีชีวิต ไลฟ์สไตล์การใช้ชีวิตและการบริโภคที่เปลี่ยนไป ซึ่งตามมาด้วยปัญหาความเคร่งเครียดและสุขภาพของผู้คน ทำให้มีผู้ป่วยอัมพฤกษ์ อัมพาต หรือโรคหลอดเลือดสมอง (จากสาเหตุหลอดเลือดสมองตีบ อุดตัน และหลอดเลือดสมองแตก) เป็นสาเหตุการตายอันดับ 3 จากสถิติโลก และยังเป็นสาเหตุสำคัญของความพิการระดับรุนแรง ในแต่ละปีจะมีผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองเกิดใหม่ทั่วโลกราว 10-15 ล้านคน ในจำนวนนี้ 5 ล้านคนเสียชีวิต และอีก 5 ล้านคน กลายเป็นคนพิการถาวร

        จากการเปลี่ยนผ่านทางเทคโนโลยี ทำให้วิศวกรรมชีวการแพทย์เพื่อสุขภาพ (ฺBio-Medical Engineering) มีการพัฒนาก้าวไปไกล ก่อนหน้านี้มีผู้สร้างวีลแชร์ไฟฟ้าบังคับด้วยสมอง วีลแชร์บังคับด้วยเสียงก็มี โดยล่าสุดคนไทยได้สร้างความฮือฮาด้วยผลงานนวัตกรรมวีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะควบคุมด้วยสายตา (Smart Wheelchair Based on Eye Tracking) โดยทีมนักศึกษาและอาจารย์คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) สร้างชื่อเสียงให้ประเทศไทย โดยคว้ารางวัล Silver Award จากเวทีแข่งขันนวัตกรรมระดับโลก International Contest of Innovation 2017 หรือ iCAN ที่เมืองปักกิ่ง ประเทศจีน ซึ่งมีผู้เข้าประกวดนวัตกรรมจำนวนกว่า 5,000 คน จาก 20 ประเทศ

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

       รศ.ดร.ชูชาติ ปิณฑวิรุจน์ ภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ คณะวิศวลาดกระบัง กล่าวว่า “แรงบันดาลใจให้เราคิดค้นวิจัยนวัตกรรมนี้ขึ้นมา เนื่องจากประเทศไทยกำลังก้าวสู่สังคมสูงวัย และ มีผู้พิการเพิ่มมากขึ้น เฉพาะที่ลงทะเบียนมีจำนวนรวม 2.5 ล้านคน ในจำนวนนี้มี 3 - 5 % ต้องทุกข์ทรมานจากอัมพฤกษ์อัมพาต โดยคาดว่าในประเทศไทยมีผู้ป่วยใหม่ที่เป็นอัมพาตปีละกว่า 150,000 ราย วีลแชร์จึงเป็นอุปกรณ์สำคัญในการดำรงชีวิตประจำวันของผู้ป่วยเหล่านี้ รวมทั้งผู้สูงวัยและผู้พิการอื่นๆด้วย วีลแชร์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่มีในท้องตลาดมักจะควบคุมการใช้งานด้วยจอยสติ๊ก

       อย่างไรก็ตาม ในบางสถานการณ์ผู้ป่วยอัมพาตชนิด ALS หรือ พาร์กินสัน จะใช้วีลแชร์ที่มีอยู่ทั่วไปได้อย่างยากลำบาก จึงมีนักวิจัยได้ออกแบบสร้างวีลแชร์ไฟฟ้าที่บังคับด้วยเสียง (Voiced-control system), วีลแชร์ที่บังคับด้วยสมอง (Brain-control system), แต่วีลแชร์ 2 ชนิดนี้มักจะเกิดปัญหาด้านประสิทธิภาพใช้งานเมื่อมีสภาพแวดล้อมเสียงดังรบกวน ทีมคณะวิศวกรรมศาสตร์ สจล. จึงได้วิจัยพัฒนาวีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะควบคุมด้วยสายตา (Smart Wheelchair based on Eye Tracking) ที่ปฎิบัติการควบคุมการเคลื่อนไหวของวีลแชร์ด้วยเทคโนโลยี Eye tracking เพียงสายตาจ้องไปยังทิศทางที่ต้องการจะไป วีลแชร์นี้ก็จะเคลื่อนตัวมุ่งไปยังทิศทางนั้นทันที ระบบนี้ยังมีจุดเด่นน้ำหนักเบาและมีวิธีการใช้งานที่ง่ายดาย ”

      ดร.วิบูลย์ ปิยวัฒนเมธา หนึ่งในทีมนักวิจัย ภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ คณะวิศวลาดกระบัง 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 การกระพริบตาก็ยังสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับระบบนี้ได้เพื่อสั่งการเหมือนกับการกดแป้น Enter บนคีย์บอร์ดนั่นเอง

       ส่วน Wheelchair-Controlled Module เป็นที่รวมของเซอร์โว 2 ชุด ที่สามารถขับเคลื่อนไหวได้ 2 มิติ และปรับให้เข้ากับจอยสติ๊กได้ด้วย ระบบวีลแชร์นี้ยังสามารถควบคุมอุปกรณ์ต่าง ๆ ในระยะไกล และสื่อสารติดต่อกับแพทย์ผู้ดูแลสุขภาพผ่านการแจ้งข้อความในสมาร์ทโฟนได้ด้วย

ภาพ A. วีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะ เวอร์ชั่นแรก Smart Eye-Tracking System กล้องอยู่บนแว่น

               ผลงานในเวอร์ชั่น ครั้งแรก วีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะควบคุมด้วยสายตา (Smart Wheelchair based on Eye Tracking) แม้จะสามารถทำงานควบคุมอุปกรณ์ต่างๆได้ แต่ตำแหน่งกล้องที่ติดตั้งอยู่บนกรอบแว่นตาของผู้ใช้ นั้นยังมีขนาดใหญ่ ตามภาพ A ซึ่งอาจจะรบกวนการมองเห็นของผู้ใช้วีลแชร์นี้ ทีมนักวิจัยจึงได้พัฒนาโดยการย้ายติดกล้องใต้จอมอนิเตอร์ ทำให้เกิดความสะดวกสบายยิ่งขึ้น ดังในภาพ B นี้ครับ”

ภาพฺ B : การต่อยอดพัฒนา วีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะ เวอร์ชั่นที่ 2 Smart-Eye Tracking System

           อนิวัฒน์ จูห้อง หนุ่มนักศึกษาปริญญาโท วิสวกรรมชีวการแพทย์ หนึ่งในทีมนักวิจัย กล่าวว่า “วิธีการใช้งาน วีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะบังคับด้วยสายตา(Smart Wheelchair based on Eye Tracking) ภายในวีลแชร์อัจฉริยะนี้จะมีเครื่องมือตรวจจับความเคลื่อนไหวของดวงตา ที่จะคอยตรวจจับการเคลื่อนไหวของดวงตาผู้ที่ใช้งาน ซึ่งติดตั้งอยู่กับจอแสดงผลโดยจะมีคำสั่งต่าง ๆ ที่สามารถมองได้อย่างชัดเจน

           โดยบนจอแสดงผลของวีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะนี้จะมีสัญลักษณ์คำสั่งต่างๆ ที่จะให้ผู้ใช้งานได้เลือกใช้ ด้วยการมองไปยังสัญลักษณ์นั้น เพื่อสั่งงานตามความต้องการ โดยมีคำสั่งพื้นฐานซึ่งจะประกอบไปด้วยการสั่งให้วีลแชร์นี้สามารถเลี้ยวซ้าย - เลี้ยวขวา หรือเคลื่อนไปข้างหน้า เพียงแค่ผู้ใช้งานมองไปยังสัญลักษณ์นั้น ระบบระบบก็จะมีการประมวลผล พร้อมทั้งสั่งงาน เหมือนกับการคลิกเมาส์ ในระบบคอมพิวเตอร์ทั่วไป ก็จะสั่งงานให้ วีลแชร์เคลื่อนที่ไปตามตำแหน่งที่สั่งงานของผู้ใช้งานได้ทันที ซึ่งจะสะดวกต่อผู้ป่วยที่ไม่สามารถเคลื่อนไหวร่างกายได้ด้วยตัวเอง

           ทั้งนี้ ผู้ใช้ยังสามารถลิงค์เข้ากับระบบบ้านอยู่อาศัยแบบ Smart Home ได้อีกด้วย โดยจะมีคำสั่งบนหน้าจอที่เป็นสัญลักษณ์ต่างๆ เพิ่มขึ้นมา ที่จะสามารถควบคุมระบบไฟ หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าระบบอิเล็กทรอนิกส์ ต่างๆ ภายในบ้าน เช่น เปิด-ปิดประตูบ้าน โคมไฟฟ้า เครื่องปรับอากาศ เครื่องรับโทรทัศน์ ได้อีกด้วย นอกจากนี้ยังสามารถ สื่อสารระหว่างผู้ป่วยกับผู้ดูแลผู้ป่วย ผ่านการส่งข้อความไปยังสมาร์ทโฟนของผู้ดูแลผู้ป่วยว่าผู้ป่วยต้องการความช่วยเหลือ หรือเกิดเหตุฉุกเฉินอะไรขึ้น ”

คำอธิบายภาพ (ตามหมายเลขภาพ)

1.ทีมนักวิจัย (ยืนจากซ้าย) ดร.วิบูลย์ ปิยวัฒนเมธา , รศ.ดร.ชูชาติ ปิณฑวิรุจน์ และ (นั่งเก้าอี้) อนิวัฒน์ จูห้อง

2.หนึ่งเดียวในอาเซียน ที่สร้างความฮือฮา คว้ารางวัลบนเวทีประกวดนานาชาติ iCAN   ที่ปักกิ่ง

8 -8.2 นวัตกรรมวีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะควบคุมด้วยสายตา (Smart Wheelchair Based on Eye Tracking)

9,10,11 ส่วนประกอบหลัก ของวีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะควบคุมด้วยสายตา

12. ภาพ A -วีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะ เวอร์ชั่นแรก Smart Eye-Tracking System กล้องอยู่บนแว่น

13.ภาพ B- การต่อยอดพัฒนา วีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะ เวอร์ชั่นที่ 2 กล้องอยู่ที่ขอบจอด้านล่าง

14.บนหน้าจอแสดงผลของวีลแชร์ไฟฟ้าอัจฉริยะนี้จะมีสัญลักษณ์คำสั่งต่างๆ ที่จะให้ผู้ใช้งานได้เลือกใช้ ด้วยการมองไปยังสัญลักษณ์นั้น เพื่อสั่งงานตามความต้องการ

15, 15.1, 15.2 ผู้ใช้ยังสามารถลิงค์เข้ากับเครื่องใช้ไฟฟ้า Smart Appliance และระบบบ้านแบบ Smart Home ได้ด้วย เช่น เปิดโคมไฟ ด้วยสายตามองไปที่สัญญลักษณ์โคมไฟ บนจอภาพ