การออกแบบและพัฒนาต้นแบบถุงมือหุ่นยนต์เพื่อการฟื้นฟูสมรรถภาพมือด้วยระบบควบคุมระยะไกล

ธีรถวัลย์  ปานกลาง; รัตนสุดา  สุภดนัยสร; สุทิวัฒน์  ศรีษะแก้ว; กฤษฏา  วารินทร์; สุนิศา  จิตสุนทรชัยกุล; สุรินทร์  ผลงาม

ผู้แต่ง

ธีรถวัลย์ ปานกลาง สาขาวิชาคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏบ้านสมเด็จเจ้าพระยา
รัตนสุดา สุภดนัยสร สาขาวิชาเทคโนโลยีสุขภาพ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏบ้านสมเด็จเจ้าพระยา https://orcid.org/0009-0007-5247-1567
สุทิวัฒน์ ศรีษะแก้ว สาขาวิชาคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏบ้านสมเด็จเจ้าพระยา
กฤษฏา วารินทร์ สาขาวิชาเทคโนโลยีสุขภาพ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏบ้านสมเด็จเจ้าพระยา
สุนิศา จิตสุนทรชัยกุล สาขาวิชาเทคโนโลยีสุขภาพ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏบ้านสมเด็จเจ้าพระยา
สุรินทร์ ผลงาม สาขาวิชาเทคโนโลยีสารสนเทศและวิทยาการข้อมูล คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏบ้านสมเด็จเจ้าพระยา

คำสำคัญ:

หุ่นยนต์ฟื้นฟู, ถุงมือหุ่นยนต์ , การฟื้นฟูสมรรถภาพมือ, อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง

บทคัดย่อ

การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบ พัฒนา และประเมินประสิทธิภาพเชิงวิศวกรรมของต้นแบบถุงมือหุ่นยนต์สำหรับการฟื้นฟูสมรรถภาพมือ ต้นแบบประกอบด้วยถุงมือหุ่นยนต์ ระบบขับเคลื่อนด้วยแรงดันลมร่วมกับการควบคุมการเปิด–ปิดวาล์วลมด้วยเซอร์โวมอเตอร์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ ESP8266 และระบบควบคุมระยะไกลผ่านแพลตฟอร์ม Blynk โดยสามารถควบคุมการกำ–แบนิ้วมือได้ทั้งแบบรวมและแบบแยกนิ้วอิสระ การทดสอบประสิทธิภาพของระบบดำเนินการในระดับต้นแบบเชิงวิศวกรรม โดยประเมินการอ่านค่าจากเซนเซอร์วัดความโค้งงอ การตอบสนองของระบบควบคุม และความเสถียรของการสื่อสารไร้สาย ผลการทดสอบพบว่าระบบสามารถตรวจจับและถ่ายทอดข้อมูลการเคลื่อนไหวของนิ้วมือได้อย่างถูกต้อง โดยมีเวลาในการตอบสนองเฉลี่ยประมาณ 59 มิลลิวินาที และระบบสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องและมีเสถียรภาพ นอกจากนี้ ได้มีการประเมินความพึงพอใจของผู้ใช้งาน จำนวน 30 คน จากการคัดเลือกแบบเจาะจง ซึ่งเป็นการประเมินในกลุ่มผู้ใช้งานทั่วไป โดยผลการประเมินพบว่าผู้ใช้งานมีความพึงพอใจโดยรวม อยู่ในระดับมาก (ค่าเฉลี่ย 4.42) ครอบคลุมด้านความสะดวกในการใช้งาน ความแม่นยำ ความปลอดภัย และความเสถียรของระบบ อย่างไรก็ตาม การศึกษานี้เป็นการทดสอบในระดับต้นแบบเชิงวิศวกรรม และยังไม่มีการประเมินประสิทธิผลทางคลินิกกับผู้ป่วยจริงผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าต้นแบบหุ่นยนต์ฟื้นฟูมือที่พัฒนาขึ้นมีศักยภาพในการนำไปประยุกต์ใช้เป็นอุปกรณ์ช่วยฟื้นฟูสมรรถภาพมือ และสามารถพัฒนาต่อยอดสู่การใช้งานด้านเทคโนโลยีอุตสาหกรรมทางการแพทย์ในอนาคต

เอกสารอ้างอิง

[1] กองยุทธศาสตร์และแผนงาน, สถิติสาธารณสุข พ.ศ. 2566, กรุงเทพฯ: กองยุทธศาสตร์และแผนงาน สำนักงานปลัดกระทรวงสาธารณสุข, 2566.

[2] GBD 2021 Stroke Collaborators, “Global, regional, and national burden of stroke and its risk factors, 1990–2021: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2021,” The Lancet Neurology, vol. 23, no. 10, pp. 973–1003, 2024, doi: 10.1016/S1474-4422(24)00369-7.

[3] คคนันท์ งามเด่นเจริญศรี, “การออกแบบและพัฒนาอุปกรณ์ช่วยใช้งานมือสำหรับผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองที่มีแรงมือและแขนบางส่วนร่วมกับอาการเกร็งของนิ้วมือ,” วิทยานิพนธ์ วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต, สาขาวิศวกรรมทางการแพทย์, คณะวิศวกรรมศาสตร์, มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์, 2563.

[4] ตรีนุช อมรภิญโญเกียรติ, “บทบาทของการใช้หุ่นยนต์ฟื้นฟูผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองในโรงพยาบาลตากสิน,” วารสารสาธารณสุขและวิทยาศาสตร์สุขภาพ, ปีที่ 5, ฉบับที่ 2, หน้า 160–171, 2565.

[5] ศิวะพร ขาวอิ่น, พรสวรรค์ โพธิ์สว่าง, และ กฤติกานต์ พลงาม, “การศึกษาประสิทธิผลของการใช้ Robotic Assisted Therapy ร่วมกับการฟื้นฟูทางกิจกรรมบำบัดแบบดั้งเดิมในการเพิ่มความสามารถการควบคุมการเคลื่อนไหวรยางค์ส่วนบนผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองที่มีภาวะอัมพาตครึ่งซีก,” วารสารกรมการแพทย์, ปีที่ 43, ฉบับที่ 4, หน้า 54–60, 2561.

[6] สุวรรณา วุฒิรณฤทธิ์, กนกวรรณ ศิลปกรรมพิเศษ, และ กฤษณา อุไรศรีพงศ์, “การพัฒนาอุปกรณ์ช่วยฟื้นฟูการเดินสำหรับผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองที่มีภาวะขาอ่อนแรง,” วารสารวิจัยสุขภาพและการพยาบาล, ปีที่ 39, ฉบับที่ 3, หน้า 194–204, 2566.

[7] D. Y.-L. Lim, H.-S. Lai, and R. C.-H. Yeow, “A bidirectional fabric-based soft robotic glove for hand function assistance in patients with chronic stroke,” Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, vol. 20, Art. no. 120, 2023, doi: 10.1186/s12984-023-01250-4.

[8] T. Bazina, M. Kladarić, E. Kamenar, and G. Gregov, “Development of rehabilitation glove: Soft robot approach,” Actuators, vol. 13, no. 12, Art. no. 472, 2024, doi: 10.3390/act13120472.

[9] Y. Lee and H. Park, “Design optimization of a soft robotic rehabilitation glove based on finger workspace analysis,” Biomimetics, vol. 9, no. 3, Art. no. 172, 2024, doi: 10.3390/biomimetics9030172.

[10] J. J. Daly and J. R. Wolpaw, “Brain–computer interfaces in neurological rehabilitation,” The Lancet Neurology, vol. 7, no. 11, pp. 1032–1043, 2008, doi: 10.1016/S1474-4422(08)70223-0.

[11] P. Polygerinos, Z. Wang, K. C. Galloway, R. J. Wood, and C. J. Walsh, “Soft robotic glove for combined assistance and at-home rehabilitation,” Robotics and Autonomous Systems, vol. 73, pp. 135–143, Nov. 2015, doi: 10.1016/j.robot.2014.08.014.

[12] H. In, B. B. Kang, M. Sin, and K.-J. Cho, “Exo-Glove: A wearable robot for the hand with a soft tendon routing system,” IEEE Robotics & Automation Magazine, vol. 22, no. 1, pp. 97–105, Mar. 2015, doi: 10.1109/MRA.2014.2362863.

[13] S.-H. Yang et al., “An instrumented glove-controlled portable hand-exoskeleton for bilateral hand rehabilitation,” Biosensors, vol. 11, no. 12, Art. no. 495, 2021, doi: 10.3390/bios11120495.

[14] Robots and Robotic Devices—Safety Requirements for Personal Care Robots, ISO 13482:2014, 2014.

[15] Medical Electrical Equipment—Part 1: General Requirements for Basic Safety and Essential Performance, Edition 3.2, IEC 60601-1:2005+AMD1:2012+AMD2:2020 CSV, Aug. 2020.