วีลแชร์เดินได้ Wheelchair Exoskeleton หุ่นยนต์ต้นแบบ นั่ง ยืน เดินฝีมือคนไทย

06 Mar 2025

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยเปิดตัวหุ่นยนต์ต้นแบบ "Wheelchair Exoskeleton" นวัตกรรมที่ผสานเทคโนโลยีหุ่นยนต์เข้ากับกายวิภาคมนุษย์ เพื่อช่วยให้ผู้สูงอายุและผู้มีปัญหาด้านการเคลื่อนไหวสามารถลุกขึ้นจากรถเข็น ยืน และเดินได้อย่างอิสระในหุ่นยนต์ตัวเดียว

SHORT CUT

Wheelchair Exoskeleton เป็นหุ่นยนต์ช่วยเดินที่พัฒนาโดยจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
ช่วยให้ผู้สูงอายุและผู้มีปัญหาการเคลื่อนไหวสามารถลุกขึ้น ยืน และเดินได้อย่างอิสระ
หุ่นยนต์นี้สามารถเปลี่ยนโหมดระหว่าง "วีลแชร์" และ "หุ่นยนต์ช่วยเดิน" โดยใช้เทคโนโลยีเสริมพละกำลังและออกแบบให้เข้ากับกายวิภาคมนุษย์

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยเปิดตัวหุ่นยนต์ต้นแบบ "Wheelchair Exoskeleton" นวัตกรรมที่ผสานเทคโนโลยีหุ่นยนต์เข้ากับกายวิภาคมนุษย์ เพื่อช่วยให้ผู้สูงอายุและผู้มีปัญหาด้านการเคลื่อนไหวสามารถลุกขึ้นจากรถเข็น ยืน และเดินได้อย่างอิสระในหุ่นยนต์ตัวเดียว

แนวคิดและแรงบันดาลใจในการพัฒนา

รองศาสตราจารย์ ดร.รณพีร์ ชัยเชาวรัตน์ อาจารย์จากสำนักบริหารหลักสูตรวิศวกรรมนานาชาติ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กล่าวว่า แนวคิดนี้เริ่มต้นจากการมองหาทางเลือกใหม่ในการพัฒนานวัตกรรมช่วยเหลือผู้ที่มีข้อจำกัดด้านการเคลื่อนไหว

"ผมอยากสร้างวีลแชร์ที่เดินได้ เพราะวีลแชร์ปกติแม้จะช่วยให้เคลื่อนที่ได้สะดวก แต่ไม่สามารถขึ้นลงบันไดหรือขึ้นรถโดยสารสาธารณะได้ หากสามารถพัฒนาให้วีลแชร์พับขึ้นมาและช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถลุกขึ้นและเดินได้ ก็จะช่วยเพิ่มคุณภาพชีวิตให้พวกเขาได้มากขึ้น"

หุ่นยนต์ "Wheelchair Exoskeleton" นับเป็นนวัตกรรมแรกของโลกที่พัฒนาโดยฝีมือคนไทย ได้รับทุนวิจัยจากสำนักการวิจัยแห่งชาติ (วช.) ในปี พ.ศ. 2564 – 2565 และล่าสุดผ่านเข้ารอบสุดท้ายในโครงการรางวัลนักเทคโนโลยีรุ่นใหม่ ประจำปี 2567 จัดโดยมูลนิธิส่งเสริมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในพระบรมราชูปถัมภ์

Wheelchair Exoskeleton คืออะไร ?

Wheelchair Exoskeleton เป็นหุ่นยนต์สวมใส่ที่สามารถแปลงร่างได้ระหว่างโหมด "วีลแชร์" และ "หุ่นยนต์ช่วยเดิน" มีโครงสร้างคล้ายกับแนวคิดของชุดไอรอนแมน โดยใช้เทคโนโลยีเครื่องจักรกลเพื่อเสริมพละกำลังของผู้สวมใส่

"คำว่า Exoskeleton มาจาก 'Exo' ที่แปลว่าภายนอก และ 'Skeleton' ที่แปลว่าโครงกระดูก ซึ่งหมายถึงโครงสร้างภายนอกที่ช่วยเสริมความสามารถในการเคลื่อนไหวของมนุษย์"

การออกแบบและพัฒนาหุ่นยนต์

การออกแบบ Wheelchair Exoskeleton อาศัยหลักการทางวิศวกรรมผสมผสานกับสรีรศาสตร์ของมนุษย์ โดย รศ.ดร.รณพีร์ ออกแบบชิ้นส่วนทุกชิ้นผ่านโปรแกรมคอมพิวเตอร์สามมิติ พร้อมคัดเลือกวัสดุที่เหมาะสม เช่น คาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งมีน้ำหนักเบาและผลิตผ่านเครื่องพิมพ์สามมิติ บางชิ้นส่วนใช้กระบวนการตัดแต่งด้วยเครื่องกลึง CNC (Computer Numerical Control) เพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงสุด

ระบบการเคลื่อนไหววีลแชร์เดินได้ Wheelchair Exoskeleton

ล้ออัจฉริยะ – ควบคุมโดยโปรแกรมที่พัฒนาขึ้นโดยนิสิต ช่วยให้ล้อหน้าเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและเลี้ยวโค้งได้อย่างคล่องตัว

ระบบขับเคลื่อนสะโพกและหัวเข่า – ใช้มอเตอร์ที่สามารถช่วยขยับข้อต่อหลักของร่างกายเพื่อเปลี่ยนจากท่านั่งไปยืน

ข้อต่อข้อเท้าอิสระ – ออกแบบให้เลียนแบบการเคลื่อนไหวตามธรรมชาติของมนุษย์ โดยไม่มีมอเตอร์ควบคุม

โหมดเปลี่ยนการใช้งาน – สามารถสลับระหว่างโหมด "วีลแชร์" และ "เดิน" ได้ง่าย โดยล้อซ้ายและขวาสามารถเก็บเข้าไปในส่วนขาส่วนล่างเพื่อให้สามารถเดินข้ามสิ่งกีดขวางได้

ผสานเทคโนโลยีกับสรีรศาสตร์วีลแชร์เดินได้ Wheelchair Exoskeleton

หนึ่งในความท้าทายสำคัญของการพัฒนา Exoskeleton คือการออกแบบให้สามารถเคลื่อนไหวได้อย่างเป็นธรรมชาติและเข้ากับสรีระของมนุษย์

"หุ่นยนต์ต้องสามารถเคลื่อนที่ได้สอดคล้องกับข้อต่อของร่างกาย เช่น เมื่อเหวี่ยงขาออกไป หุ่นยนต์ต้องเหวี่ยงตาม เมื่อพับหัวเข่า หุ่นยนต์ก็ต้องงอหัวเข่าไปพร้อมกัน"

การออกแบบนี้ใช้หลักการ Kinematics Compatibility หรือความเข้ากันได้เชิงจลศาสตร์ โดยอาศัยข้อต่อแบบ Linkage เพื่อให้แนวหมุนของข้อต่อสอดคล้องกับกระดูกของมนุษย์ เช่น ใช้ Four-bar Linkage เพื่อให้จุดหมุนเปลี่ยนไปตามข้อต่อ

นอกจากนี้ยังใช้หลักการ Biomechanics (ชีวกลศาสตร์) ในการคำนวณแรงบิดที่เกิดขึ้นจากรอบข้อเท้า หัวเข่า และสะโพก เพื่อให้หุ่นยนต์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและรองรับน้ำหนักของผู้ใช้งานได้อย่างมั่นคง

ทิศทางในอนาคต

ปัจจุบัน รศ.ดร.รณพีร์ กำลังพัฒนาต้นแบบ Wheelchair Exoskeleton รุ่นที่สอง โดยเน้นปรับปรุงให้การลุกและนั่งมีความมั่นคงยิ่งขึ้น พร้อมยื่นขอจดทรัพย์สินทางปัญญาเพื่อปกป้องนวัตกรรมนี้ และเตรียมเข้าสู่กระบวนการทดสอบกับผู้ป่วยและผู้สูงอายุเพื่อการใช้งานจริงในอนาคต

"นวัตกรรมนี้จะเป็นก้าวสำคัญของประเทศไทยในการพัฒนาเทคโนโลยีหุ่นยนต์เพื่อช่วยเหลือผู้มีข้อจำกัดด้านการเคลื่อนไหว หวังว่าจะสามารถนำไปสู่การพัฒนาเชิงพาณิชย์และสร้างประโยชน์ให้กับสังคมในวงกว้าง"

Wheelchair Exoskeleton ไม่เพียงแต่เป็นการพัฒนานวัตกรรมเทคโนโลยี แต่ยังเป็นการเปิดประตูสู่อนาคตที่ทุกคนสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระและมีคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้น

ที่มา : chula.ac.th

ข่าวที่เกี่ยวข้อง