นักวิจัยเปิดตัว ‘OpenExo’ ชุดโครงกระดูกหุ่นยนต์โอเพนซอร์ส พลิกโฉมการเดินสำหรับผู้พิการ

ทีมนักวิจัยจาก Northern Arizona University (NAU) ได้เปิดตัว OpenExo โครงการโอเพนซอร์สชุดโครงกระดูกหุ่นยนต์ (Robotic Exoskeleton) ที่จะมาทลายกำแพงด้านต้นทุนและองค์ความรู้ในการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อช่วยเหลือผู้ที่มีความบกพร่องทางการเคลื่อนไหวให้สามารถกลับมาเดินได้อีกครั้ง นับเป็นก้าวสำคัญที่จะเร่งอนาคตของวงการฟื้นฟูสมรรถภาพและเทคโนโลยีเพื่อมนุษย์ให้มาถึงเร็วยิ่งขึ้น

ในปัจจุบัน การพัฒนา Exoskeleton ซึ่งเป็นระบบเครื่องกลไฟฟ้าที่ซับซ้อนนั้นมีค่าใช้จ่ายสูงและใช้เวลานาน ทำให้เป็นอุปสรรคสำคัญที่สกัดกั้นการวิจัยและพัฒนาในวงกว้าง แต่ปัญหานี้กำลังจะเปลี่ยนไป เมื่อห้องปฏิบัติการ Biomechatronics Lab ของ Zach Lerner รองศาสตราจารย์จาก NAU ได้นำผลงานวิจัยที่สั่งสมมานานหลายปีมาต่อยอดเป็นเฟรมเวิร์ก Exoskeleton แบบโอเพนซอร์สที่ครอบคลุมและสมบูรณ์ที่สุดเป็นครั้งแรกของโลก โดยเปิดให้ทุกคนสามารถเข้าถึงและนำไปใช้งานได้ฟรี

ทลายกำแพงการพัฒนาด้วย Open-Source

ความท้าทายหลักของการพัฒนา Exoskeleton ที่มีประสิทธิภาพคือการทำให้ชุดหุ่นยนต์ทำงานสอดคล้องกับชีวกลศาสตร์ของผู้สวมใส่ได้อย่างเป็นธรรมชาติ ซึ่งต้องอาศัยการทดลองและปรับแก้อย่างละเอียดนับครั้งไม่ถ้วน นอกจากนี้ยังต้องใช้ความเชี่ยวชาญจากหลากหลายสาขา ทั้งวิศวกรรมศาสตร์แขนงต่างๆ วิทยาการคอมพิวเตอร์ ไปจนถึงสรีรวิทยา

โครงการ OpenExo ที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Science Robotics ได้เข้ามาตอบโจทย์ความท้าทายเหล่านี้โดยตรง ด้วยการมอบพิมพ์เขียวที่สมบูรณ์แบบสำหรับการสร้าง Exoskeleton ทั้งแบบข้อต่อเดียวและหลายข้อต่อ ไม่ว่าจะเป็นไฟล์ดีไซน์, โค้ดโปรแกรม และคู่มือการสร้างแบบทีละขั้นตอน ทำให้นักพัฒนาหน้าใหม่สามารถนำองค์ความรู้ที่มีอยู่ไปต่อยอดได้ทันที โดยไม่ต้องเริ่มต้นจากศูนย์

"โครงการของเรามีความสำคัญอย่างยิ่งต่อชุมชนนักวิจัย เพราะช่วยลดอุปสรรคในการเข้าสู่วงการนี้ได้อย่างมหาศาล ในช่วงเวลาที่งบประมาณสนับสนุนการวิจัยจากภาครัฐลดน้อยลง ระบบโอเพนซอร์สอย่าง OpenExo จะกลายเป็นเครื่องมือที่สำคัญอย่างยิ่งในการขับเคลื่อนงานวิจัยที่ล้ำสมัยด้านการฟื้นฟูสมรรถภาพและการเสริมความสามารถในการเคลื่อนที่ด้วยหุ่นยนต์" Lerner กล่าว 

จากห้องแล็บสู่การเปลี่ยนแปลงชีวิตจริง

ที่ผ่านมา ทีมของ Lerner ได้นำเทคโนโลยีนี้ไปช่วยเหลือเด็กที่มีภาวะสมองพิการ (Cerebral Palsy) ให้สามารถเคลื่อนไหวและวิ่งเล่นได้ทันเพื่อนๆ รวมถึงช่วยเหลือผู้ป่วยที่มีความผิดปกติในการเดินให้ฟื้นฟูร่างกายได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ความสำเร็จจากงานวิจัยเหล่านี้ไม่เพียงแต่นำมาซึ่งเงินทุนสนับสนุนหลายล้านดอลลาร์ แต่ยังต่อยอดไปสู่การเปิดบริษัท Spin-off ที่นำอุปกรณ์หุ่นยนต์สำหรับข้อเท้าออกสู่ตลาดได้สำเร็จ นอกจากนี้ Lerner และทีมนักศึกษาของเขายังได้รับสิทธิบัตรถึง 9 ฉบับที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนา Exoskeleton อีกด้วย

Lerner หวังว่าการเปิดตัว OpenExo ในครั้งนี้ จะเป็นเชื้อไฟที่จุดประกายให้งานวิจัยในสาขานี้เติบโตอย่างก้าวกระโดด

"Exoskeleton สามารถเปลี่ยนความสามารถของมนุษย์ได้ ไม่มีอะไรน่าภาคภูมิใจไปกว่าการได้ทำงานกับเทคโนโลยีที่สามารถสร้างผลกระทบเชิงบวกต่อชีวิตของผู้คนได้อย่างทันที" Lerner กล่าว 

ที่มา: Techxplore