แม้กล้ามเนื้อของผู้สูงอายุจะอ่อนแรงไปตามวัย แต่หัวใจของผู้สูงวัยส่วนใหญ่ไม่ได้อ่อนแรงไปตามกัน สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดยศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) ร่วมกับหน่วยงานพันธมิตร พัฒนา ‘Rachel (เรเชล)’ นวัตกรรมบอดีสูทเสริมแรงกล้ามเนื้อ ที่ช่วยเติมเต็มให้ผู้สูงวัยในกลุ่ม ‘พฤฒพลัง (Active aging)’ ซึ่งยังมีใจและมีไฟได้สนุกกับการใช้ชีวิตประจำวันและทำกิจกรรมต่าง ๆ ด้วยตนเอง

ดร.วรวริศ กอปรสิริพัฒน์ นักวิจัยทีมวิจัยการออกแบบเพื่อการเป็นอยู่ที่ดี เอ็มเทค สวทช. เล่าถึงการศึกษาข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความต้องการของผู้สูงอายุ เพื่อใช้ในการออกแบบผลงานนวัตกรรมแบบมีผู้ใช้เป็นศูนย์กลาง (Human-centric design) ว่า ผู้สูงอายุโดยทั่วไปรวมถึงผู้สูงอายุแบบพฤฒพลังส่วนใหญ่ต่างต้องเผชิญภาวะ ‘มวลกล้ามเนื้อลดลงตามอายุขัย’ ทำให้การทรงตัวและเคลื่อนไหวร่างกายอาจไม่มั่นคงเท่าสมัยวัยหนุ่มสาว จึงเสี่ยงต่อการหกล้มหรือเกิดอุบัติเหตุ ทั้งจากการลุกยืน เดิน ขึ้นลงบันได และยกของ เป็นเหตุให้ผู้สูงอายุหลายคนขาดความมั่นใจในการใช้ชีวิต ปฏิเสธการทำกิจกรรมต่าง ๆ จนสุขภาพร่างกายและจิตใจอ่อนแอลง ดังนั้นแล้วเพื่อให้ประชากรสูงวัยในประเทศไทยได้มีทางเลือกในการยกระดับคุณภาพชีวิตมากยิ่งขึ้น ทีมวิจัยจึงได้ร่วมกับหน่วยงานพันธมิตรพัฒนานวัตกรรม ‘Rachel – Motion assist bodysuit’ ชุดบอดีสูทสำหรับเสริมแรงกล้ามเนื้อ เพื่อเสริมความมั่นใจในทุกการเคลื่อนไหวให้แก่ผู้สูงอายุ

‘Rachel’ ผ่านการออกแบบให้เป็นชุดเสริมแรงกล้ามเนื้อที่ควบคุมการทำงานด้วยระบบปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence: AI) โดยมีกล้ามเนื้อจำลอง 2 ชนิดทำงานสอดประสานกัน เพื่อเสริมแรงและพยุงกล้ามเนื้อของผู้สูงอายุ ช่วยให้ผู้สูงอายุทำกิจกรรมต่าง ๆ ในชีวิตประจำวันได้สำเร็จอย่างปลอดภัย

ดร.วรวริศ อธิบายถึงกลไกการเสริมแรงให้กับกล้ามเนื้อของผู้สูงอายุว่า เมื่อผู้สูงอายุสวมใส่บอดีสูท ระบบเซนเซอร์ที่ติดตั้งอยู่กับชุดจะตรวจจับการเคลื่อนไหวของร่างกาย แล้วส่งข้อมูลให้ AI ทำหน้าที่วิเคราะห์ท่าทางและการปรับเปลี่ยนอิริยาบถของผู้สวมใส่ จากนั้น AI จะสั่งการให้กล้ามเนื้อจำลองออกแรงกดไปยังกล้ามเนื้อส่วนต่าง ๆ ของผู้สูงอายุที่ต้องการความช่วยเหลือ ทั้งในด้านกระตุ้นการทำงานและการช่วยเสริมแรงให้แก่กล้ามเนื้อของผู้สูงอายุในระดับที่เหมาะสม โดยการเสริมแรงระบบ AI จะสั่งการให้ปั๊มเติมลมเข้าสู่ ‘กล้ามเนื้อจำลองแบบนิวเมติก (Pneumatic artificial muscles)’ ที่อยู่บริเวณต้นขาและหลังช่วงกลางถึงช่วงล่าง เพื่อให้ท่อลมพองตัวขึ้นและความยาวของท่อหดสั้นลง ซึ่งกล้ามเนื้อจำลองแบบนิวเมติกจะทำงานร่วมกับ ‘กล้ามเนื้อยางยืด’ ที่อยู่บริเวณสะโพก บั้นท้าย และสะบักของผู้สวมใส่ โดยการหดตัวของกล้ามเนื้อจำลองแบบนิวเมติกจะดึงให้กล้ามเนื้อยางยืดยืดออก ซึ่งทำให้เกิดแรงดึงกลับที่ช่วยเสริมแรงให้ผู้สูงอายุเคลื่อนไหวได้ง่ายขึ้น เช่น ในท่าลุกขึ้นยืน นอกจากนี้การพองตัวขึ้นของกล้ามเนื้อจำลองแบบนิวเมติกยังทำให้เกิดแรงกดลงอ่อน ๆ ที่บริเวณกล้ามเนื้อต้นขาด้านหน้าและบริเวณหลัง เป็นการช่วยพยุงกล้ามเนื้อและอาจกระตุ้นให้กล้ามเนื้อทำงานดีขึ้นได้

สิ่งหนึ่งที่ทีมวิจัยให้ความสำคัญเป็นอย่างยิ่งในการพัฒนางานนี้ คือ ‘Rachel’ ต้องทำหน้าที่ ‘เสริมแรงกล้ามเนื้อ’ เพื่อช่วยให้ผู้สูงวัยเคลื่อนไหวได้คล่องตัวขึ้น แต่ ‘ไม่ทำหน้าที่ออกแรงแทนกล้ามเนื้อที่ยังทำงานได้ดี’ เพื่อคงความแข็งแรงของกล้ามเนื้อผู้สูงอายุให้นานที่สุด

ดร.วรวริศ อธิบายว่า การเสริมแรงของ ‘Rachel’ ในปัจจุบันควบคุมโดย AI​ ซึ่งผ่านการออกแบบให้มีการเสริมแรงอย่างเหมาะสม และผลการทดสอบใช้งานจริงโดยกลุ่มผู้สูงอายุ หลังจากนี้ทีมวิจัยมีแผนพัฒนาต่อยอดให้ AI สามารถคำนวณการเสริมแรงให้สอดรับกับความต้องการรายบุคคล เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการดูแลรักษาความแข็งแรงของกล้ามเนื้อให้แก่ผู้สูงอายุมากยิ่งขึ้น นอกจากการเสริมแรงกล้ามเนื้อซึ่งเป็นปัจจัยหลักแล้ว อีกโจทย์ท้าท้ายที่สำคัญไม่แพ้กัน คือ ‘ความสะดวกสบาย’ ในการสวมใส่ ทีมวิจัยจึงเน้นการออกแบบชุดให้มี ‘น้ำหนักเบา สวมใส่ได้สบาย’ ช่วยให้ผู้สูงอายุสวมใส่ทำกิจกรรมในชีวิตประจำวันได้นาน และอยากหยิบมาสวมใส่ในทุกวัน

“Rachel ผ่านการออกแบบให้แตกต่างจากผลิตภัณฑ์ประเภท Exoskeleton ที่มีลักษณะเป็นชุดโครงสร้างแข็ง ซึ่งทำให้ผู้สวมใส่ส่วนใหญ่รู้สึกอึดอัด ทำกิจกรรมได้ไม่คล่องตัว และปฏิเสธที่จะสวมใส่เป็นประจำ การออกแบบ Rachel จึงไม่มีการใช้โครงสร้างแข็งที่มีน้ำหนักมากและมีขนาดใหญ่เทอะทะเป็นส่วนประกอบ รวมถึงเลือกใช้วัสดุที่ระบายความร้อนได้ดี น้ำหนักเบา สวมใส่และถอดได้สะดวก โดยผู้สูงอายุสามารถสวมใส่ทดแทนชุดชั้นในหรือใส่ทับชุดชั้นในได้เลย ในส่วนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องถอดออกจากชุดเพื่อนำไปชาร์จไฟก็ถอดและติดตั้งได้ง่าย ผู้สูงอายุสามารถทำได้ด้วยตัวเอง สำหรับชุด Rachel ที่ทีมวิจัยเตรียมถ่ายทอดเทคโนโลยีเพื่อการผลิตและจำหน่ายจริงจะออกแบบเพิ่มเติมให้ครอบคลุมสรีระทั้งเพศหญิงและชาย มีหลากหลายขนาด รองรับรูปร่างส่วนใหญ่ของประชากรสูงวัยไทย รวมถึงรองรับความสะดวกสบายในการเข้าห้องน้ำด้วย” ดร.วรวริศ กล่าวทิ้งท้าย

ปัจจุบันผลงาน ‘Rachel’ พร้อมถ่ายทอดเทคโนโลยีสู่ผู้ประกอบการ เพื่อส่งต่อนวัตกรรมดี ๆ ที่จะช่วยส่งเสริมให้ผู้สูงวัยได้เคลื่อนไหวทำกิจกรรมอย่างอิสระและลดความเสี่ยงต่อการหกล้มบาดเจ็บแล้ว ผู้ที่สนใจรับถ่ายทอดเทคโนโลยีหรือร่วมทำวิจัยพัฒนาต่อยอด ติดต่อได้ที่ คุณสุนทรีย์ โฆษิตชัยยงค์ ฝ่ายพัฒนาธุรกิจ เอ็มเทค โทร 0 2564 6500 ต่อ 4783 หรือ e-mail soontaree.kos@mtec.or.th

เรียบเรียงโดย ภัทรา สัปปินันทน์ ฝ่ายสร้างสรรค์สื่อและผลิตภัณฑ์ สวทช.
อาร์ตเวิร์กโดย ภัทรา สัปปินันทน์
ภาพประกอบโดย ภัทรา สัปปินันทน์ และเอ็มเทค สวทช.