ความหวังใหม่ของผู้พิการ ให้กลับมาเดินได้อีกครั้งด้วย exoskeleton

หุ่นยนต์ช่วยเดิน exoskeleton 
ความหวังใหม่ของผู้พิการ

คงเป็นเรื่องที่ดีไม่ใช่น้อยหากผู้พิการทางขาสามารถกลับมาเดินได้อีกครั้ง และด้วยเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าขึ้นทุกวันทำให้ความฝันของผู้พิการใกล้ความเป็นจริงเข้าไปทุกที ด้วยชุด exoskeleton หรือชุดเสริมพลังช่วยเดินนั่นเองครับ (อ่านว่า เอ็กโซ ซะเครีตรอน) เรามาทำความรู้จักกับเจ้าชุดนี้กันดีกว่า

นอกจากชื่อ exoskeleton มันยังมีชื่ออื่นๆ เช่น Power Suit, Power Armor นั้น อาจจะไม่เป็นที่รู้จักกับใครหลายๆคนมากนัก ทั้งจากลักษณะของมัน ที่ชวนให้สับสนกับสารพัดหุ่นยนต์ที่ใช้คนบังคับอย่างกันดั้มขนาดเล็กได้ ทำให้ของเล่นชิ้นนี้มักถูกเหมารวมเป็นพวกเดียวกับหุ่นยนต์ไป แต่ในความเป็นจริงแล้ว มันไม่ใช่หุ่นยนต์ที่ใช้รีโมตบังคับเหมือนหุ่นยนต์ของเล่นนะครับ เจ้า exoskeleton นั้น หากเอานิยามของทางการจะได้ความว่า "เครื่องจักรพร้อมด้วยแหล่งพลังงาน ที่ถูกออกแบบมาให้มนุษย์สวมใส่ เพื่อช่วยเหลือการเคลื่อนไหวของผู้สวม" (ยาวแท้เหล๊า* *) อย่างในภาพยนต์ดังที่มีให้เห็นกันก็คือ เรื่อง elysium หรือเรื่อง edge of tomorrow นี่แหละครับ

กล่าวคือ Power Exoskeleton นั้นถูกออกแบบมาเพื่อเพิ่มกำลังให้กับผู้สวมใส่ และอาจรวมไปถึงป้องกันผู้สวมใส่จากอันตรายด้วย ในปัจจุบันนี้ หลายๆ แห่งก็กำลังพัฒนา Power Exoskeleton อยู่ โดยมีเป้าหมาย นอกจากทางทหารแบบในนิยาย หรือการ์ตูนทั้งหลายแล้ว ยังพัฒนาไว้ใช้สำหรับคนพิการด้วย จุดประสงค์ของ Power Exoskeleton คือช่วยเหลือด้านการเคลื่อนไหวให้ผู้สวมใส่ หรือเรียกง่ายๆ คือเพิ่มพละกำลัง ดังนั้นมันจึงเอามาใช้กับคนไข้ที่เดินไม่ได้ แขนขาไม่มีแรงอะไรทำนองนั้น

ลักษณะการทำงานของชุด

     ปกติแล้วเมื่อเราคิดจะเดิน สมองจะส่งคลื่นไฟฟ้าผ่านเส้นประสาทไปที่ขาเพื่อสั่งการ จุดนี้เองที่เป็นลักษณะการทำงานของ Exoskeleton ครับ คือ การสวมโครงของหุ่นยนต์ที่ฉลาดพอที่จะรับรู้ความคิดของเราไว้กับตัว เมื่อเราคิดจะเดิน ไบโอเซนเซอร์(ตัวรับสัญญาณประสาททางชีวภาพ) ของชุดที่ถูกแปะติดกับผิวหนัง จะตรวจจับคำสั่งคลื่นไฟฟ้าที่มองถ่ายทอดมายังขา ส่งสัญญาต่อไปยังเป้คอมพิวเตอร์ที่เราแบกอยู่กลางหลัง คอมพิวเตอร์จะขับเคลื่อนโครงเหล็กที่ติดอยู่กับขาของเรา ให้เคลื่อนไหวไปล่วงหน้าก่อนที่เราจะได้ออกแรงทั้งหมดกินเวลาเพียงเสี้ยววินาทีทำให้เราเคลื่อนไหวได้ "เกือบ" เป็นส่วนหนึ่งของร่างกายเลยทีเดียว 

นอกจากจะช่วยประหยัดแรงแล้ว Exoskeleton ยังให้พลังยอดมนุษย์กับเราได้ด้วย โดยผู้สวมใส่สามารถยกของหนักๆได้ด้วยแขนเพียงข้างเดียว ทั้งที่ปกติเขาไม่สามารถยกมันได้ด้วยสองมือเสียด้วยซ้ำ แถมเจ้าตัวยังรู้สึกเหมือนว่ามันเบากว่าน้ำหนักจริงถึง 70% อีกต่างหาก ฟังก์ชั่นนี้ทำงานคล้ายกับแขนตักของรถแบคโฮ ที่เราใช้กันมานานแล้ว ผู้สวมใส่ไม่สามารถเป็นคนออกแรงแต่มอร์เตอร์ไฮรโดรลิกที่ข้อศอก หัวไหล่ และข้อเข่าของชุดที่เป็นตัวรับน้ำหนักเกือบทั้งหมดเอาไว้แล้วถ่ายลงพื้นโดยตรง

ประโยชน์ของชุด Exoskeleton

1.  ช่วยให้ผู้พิการหรือผู้ที่ไม่สามารถเคลื่อนไหวได้เองสามารถเคลื่อนไหวได้
2.  เพิ่มพละกำลังแก่ผู้สวมใส่ ทำให้สามารถทำงานหนักต่างได้
3.  ช่วยให้ผู้สวมใส่ปลอดภัยจากอันตรายได้
4.  เพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานแก่ผู้สวมใส่
5.  ช่วยพัฒนาด้านการแพทย์และการรักษา โดยเฉพาะการบำบัดผู้ป่วย

 เห็นชุดดูไฮเทคอย่างนี้แล้วคนไทยอย่างเราอาจจะคงได้แต่มองตาปลิบๆ แต่...ประเทศไทยก็กำลังพัฒนาชุดเสริมแรงนี้เช่นกันนะครับ

   มีกลุ่มนักศึกษาจากคณะวิศวกรรมศาสตร์ สาขาวิชาวิศวกรรมเมคคาทรอนิกส์ มหาวิทยาลัยศรีปทุม ที่จับมือกันผลิตตัวหุ่นยนต์เพื่อสังคม ที่ใช้ในการช่วยเดินผู้ป่วยอัมพาตครึ่งล่าง และผลงานชิ้นนี้ยังได้รับการการันตี ด้วยรางวัลชนะเลิศจากการประกวดหุ่นยนต์เพื่อสังคม การแข่งขันรายการ RACMP 2014 ที่จัดโดยกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ร่วมกับ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ ศูนย์ความเป็นเลิศด้านชีววิทยาศาสตร์ (TCELS) และสถาบันไทยเยอรมัน

 ด้วยความมุ่งมั่นที่อยากจะผลิตผลงานชิ้นนี้ออกมาต่อยอดให้กับสังคมได้นำไปใช้ช่วยเหลือผู้ป่วยในสถานที่ต่างๆ ถือเป็นสิ่งที่ภาคภูมิใจให้กับน้องๆ เหล่านั้นเป็นอย่างมาก เพราะนี่คือหนึ่งผลผลิตของคนไทย ที่คิดเอง ผลิตเอง และใช้ได้จริง 

   นายณัฐพงศ์ คงมาลัย สมาชิกในทีมผู้ผลิตหุ่นยนต์ กล่าวว่า แนวคิดในการสร้างหุ่นยนต์ชิ้นนี้ เพราะอยากที่จะช่วยเหลือสังคม โดยคิดว่าในสังคมไทยมีผู้ป่วยที่ป่วยเป็นอัมพาตนั้นมีอยู่จำนวนไม่น้อย ซึ่งเขาไม่สามารถที่จะยืน หรือลุกนั่งได้เอง จะต้องมีคนคอยดูแลช่วยเหลืออยู่ด้วยตลอด จึงเกิดความคิดที่จะสร้างหุ่นยนต์ในรูปแบบการช่วยเหลือผู้ป่วยนั้นขึ้นมา โดยมองเห็นในโรงงานที่ผลิตรถยนต์ หรือผลิตเครื่องจักกลต่างๆ ยังต้องพึ่งพาหุ่นยนต์ในการเข้ามาช่วยเหลือในการทำงานอยู่ ซึ่งเรามองว่า ถ้าเราคิดจะนำหุ่นยนต์มาช่วยเหลือคนที่ป่วยช่วยเหลือตัวเองไม่ได้บ้างล่ะ ก็คงจะดีไม่น้อย เพราะอย่างน้อยก็ทุ่นแรงในการช่วยให้เขาสามารถเดินไปไหนมาไหนได้เอง 

สุดยอดไปเลยใช่มั้ยละครับสำหรับอุปกรณ์แบบนี้ ข่าวดีคือการทดลองของต่างประเทศนั้นใกล้สำเร็จพร้อมวางขายเชิงพาณิชย์แล้ว แต่ข้อเสียนี่สิ ราคาแพงมโหฬารเลยจ้า คงต้องรอฝีมือเด็กไทยรุ่นใหม่ผลิตและพัฒนาเจ้าชุด exoskeleton ให้วางขายได้ในราคาย่อมเยาว์กันแล้วละครับ ของดีต้องอดใจรอกันนิดนึง

เครดิตภาพ 

- http://www.fastcompany.com/1822791/eksos-exoskeletons-let-paraplegics-walk-will-anyone-actually-wear-one

- http://www.businessinsider.com/this-bionic-exoskeleton-can-give-you-superhuman-strength-2013-7

- http://www.springnews.co.th/program/news/scoop/163869

วิ่งมากๆวิ่งบ่อยๆจะทำให้ขาใหญ่รึเปล่า เรามีคำตอบครับ

วิ่งทุกวันจะขาใหญ่มั้ย?

สำหรับนักวิ่งหน้าใหม่ หรือคนที่ต้องการออกกำลังกายโดยการวิ่งโดยเฉพาะสาวๆคงกำวลใจกับเรื่องนี้ไม่มากก็น้อยเลยใช่มั้ยเอ่ย พอเปิดข่าวกีฬาเห็นนักวิ่งแต่ละคนขาใหญ่กล้ามโตกันแทบทั้งนั้น แล้วถ้าฉันไปวิ่งแบบนั้น ฉันไม่กล้ามปูดจนดูน่าเกลียดไปเลยหรอ? 

นี่เป็นเรื่องกังวลใจเรื่องหนึ่งของเพื่อนๆผมที่กลัวการออกกำลังกาย โดยเฉพาะการวิ่งว่าจะทำให้ขาใหญ่ กล้ามใหญ่จนในที่สุดก็ล้มเลิกความตั้งใจที่จะออกำลังกายไป (แต่ไม่หยุดกินสักที* *) ก่อนอื่นเราต้องมาทำความเข้าใจกับกีฬาวิ่งกันก่อนนะครับ 

โดยหลักๆแล้วจะมีอยู่ 2 ประเภท คือ 1) วิ่งระยะสั้น 100 เมตร 200 เมตร และ 2) การวิ่งมาราธอน ถ้าสังเกตุให้ดีๆจะพบว่ารูปร่างของนักกีฬาทั้ง 2 ประเภทนี้ต่างกันราวฟ้ากับเหวเลย อย่างนักวิ่งระยะสั้นจะตัวใหญ่ หุ่นหนา กล้ามเป็นมัดๆ (ดูอย่างนักกีฬาวิ่งระยะสั้นที่เร็วที่สุดในโลกอย่าง ยูเซน โบล) แต่นักกีฬาวิ่งมาราธอนที่วิ่งเป็นสิบๆกิโลเมตรกลับตัวเล็กนิดเดียว กล้ามก็ไม่ค่อยมี ขาเล็กเหมือนตะเกียบอีกต่างหาก แต่ทำไมถึงวิ่งได้ถึกจัง (ดูอย่างนักกีฬาวิ่งมาราธอนที่พลัดกันเป็นที่ 1 ของโลกส่วนใหญ่เป็นชาวเคนยา ตัวเล็กๆกันแทบทั้งนั้น) 

ทำไมถึงเป็นอย่างงั้นละ นี่คงเป็นคำถามที่เพื่อนๆสงสัยกันอยู่ใช่ม้าาา งั้นผมจะอธิบายให้เข้าใจง่ายๆศัพท์วิชาการน้อยๆดังนี้ครับ 

- นักวิ่งระยะสั้น :
จะวิ่งเร็วมากๆ เพราะกล้ามขามีมวลขนาดใหญ่ แต่เขาจะวิ่งเร็วต่อเนื่องได้ไม่นานครับ เนื่องจากเค้าเน้นการฝึกการทำงานของกล้ามเนื้อชนิด Type II หรือ fast twitch muscle เป็นกล้ามเนื้อที่หดตัวเร็วที่สุด (the fastest muscle) สามารถหดตัวได้รวดเร็วกว่าและแรงมากกว่ากล้ามเนื้อที่หายใจแบบใช้ออกซิเจน (oxidative muscle) แต่หดตัวได้ไม่นาน กล้ามเนื้อทำงานได้โดยไม่ต้องใช้ออกซิเจน (anaerobic burst) เพราะใช้พลังงานที่เก็บสะสมไว้ในกล้ามเนื้อ ซึ่งทำให้เกิดความเมื่อยล้าและหมดแรงได้เร็วมาก หากฝืนวิ่งด้วยความเร็วสูงต่อไปความเร็วจะค่อยๆตกลงเรื่อยๆแม้จะพยายามฝืนวิ่งให้เร็วเท่าไหร่ก็ทำไม่ได้ เพราะพลังงานที่สะสมในกล้ามเนื้อหมดลงแล้วนั่นเอง

 ดังนั้น เพื่อที่ต้องการให้การวิ่งมีความเร็วสูงสุด ร่างกายจึงต้องมีการปรับตัวให้ขามีขนาดใหญ่ขึ้น มวลกล้ามเนื้อมากขึ้น เพื่อให้กล้ามเนื้อมีแหล่งสะสมพลังงาน ATP ได้มากขึ้นนั่นเองครับ

- นักวิ่งมาราธอน :
จะวิ่งได้นาน เพราะมีกล้ามเนื้อที่เล็ก และวิ่งได้ช้ากว่า เนื่องจากการทำงานของกล้ามเนื้อเป็นชนิด Type I, slow twitch, หรือ "red" muscle ซึ่งมีหลอดเลือดฝอยจำนวนมาก ทำให้กล้ามเนื้อมีสีแดง กล้ามเนื้อนี้สามารถขนส่งออกซิเจนได้มากและการเผาผลาญแบบใช้ออกซิเจน ข้อดีของกล้ามเนื้อชนิด Type l คือ เป็นการทำงานแบบใช้ออกซิเจน ทำให้กล้ามเนื้อได้รับสารอาหารและพลังงานอยู่ตลอดเวลา ร่างกายจึงไม่มีความจำเป็นต้องขยายขนาดของมวลกล้ามเนื้อให้ใหญ่เพื่อเก็บสะสมพลังงานแต่อย่างใด 

ฉะนั้น หากเราต้องการออกกำลังกายให้หุ่นเพียว ตัวเล็กเราก็ควรเลือกการวิ่งแบบมาราธอนนั่นเองครับ แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นเพื่อหลีกเลี่ยงอาการปวดเข่าที่จะตามมาสำหรับนักวิ่งหน้าใหม่ควรเริ่มจากการวิ่งจ๊อกกิ้งเบาๆก่อนและฝึกกำลังกล้ามเนื้อต้นขาด้วยนะครับ 5 เทคบริหารเข่าให้วิ่งปร๋อ

เครดิตภาพ
- http://aaj.tv/2016/01/running-outdoor-is-much-healthier-than-treadmill/

ปวดข้อศอกในนักกอล์ฟ อีกหนึ่งอาการปวดที่อยากให้รู้จักกัน

ปวดข้อศอกในนักกอล์ฟ (golfer's elbow)
โรคที่เหมือน tennis elbow ทุกประการ เพียงแค่เปลี่ยนตำแหน่งเอง

โรคนี้มีอาการคล้ายกันกับโรค tennis elbow ทุกประการเลยครับ (ทำความรู้จักกับโรค tennis elbow เพิ่มเติมได้ที่นี่) เพียงแค่อยู่คนละตำแหน่งของอาการปวดเท่านั้น โดยอาการปวดจะอยู่ที่ข้อศอกทางด้านใน(ฝั่งนิ้วก้อย) และเมื่อหงายมือแล้วกระดกข้อมือขึ้นจะกระตุ้นให้เกิดอาการปวดมากขึ้นได้ครับ

ในคนทั่วไปก็พบได้เช่นกัน แต่พบได้น้อยเมื่อเทียบได้กับ tennis elbow เพราะการทำงานในท่างอข้อมือลงจะใช้แรงน้อยกว่า ไม่ต้านกับแรงโน้มถ่วงของโลกมากนัก และที่สำคัญเรามักจะใช้การงอข้อศอกเข้าช่วยเสริมแรงถ้าต้องถือของหนัก 

ส่วนเหตุที่โรคนี้ชื่อ golfer's elbow เนื่องจากพบมากในนักกอล์ฟ จากการตีลูกกอล์ฟซํ้าๆต่อเนื่องกัน ซึ่งแรงปะทะของไม้กอล์ฟไปที่ลูกกอล์ฟนั้น ทำให้กล้ามเนื้อที่ทำหน้าที่งอข้อมือลง (flexor group) ได้รับความเครียดจากแรงปะทะ และหากนักกอล์ฟมือใหม่ที่ยังตีลูกไม่เป็น ข้อมือยังไม่แข็ง มักจะเผลองอข้อมือลงในขณะที่ตีลูก ซึ่งในขณะที่ตีลูกควรบังคับให้ข้อมืออยู่นิ่งที่สุด ไม่งอหรือกระดกตามแรงเหวี่ยงของวงสวิง เพราะหากทำเช่นนั้นจะยิ่งเพิ่มแรงเครียดให้กับกล้ามเนื้อจนได้รับบาดเจ็บในที่สุดครับ

อาการของโรค golfer's elbow

อาการหลักๆคือปวดที่ข้อศอกด้านใน (medial epicondyle) ปวดตื้อๆ ปวดบ้างเป็นครั้งคราว บางรายก็ปวดตลอดเวลา และปวดมากขึ้นเมื่อต้องเกร็งข้อมือ การยกของหนัก หรือการงอข้อมือลง เป็นต้น 

ภาพแสดงตำแหน่งที่ปวดข้อศอกในโรค golfer's elbow

สาเหตุของโรค golfer's elbow

เกิดจากการทำงานของกล้ามเนื้อกลุ่มงอข้อมือ (flexor group) ซํ้าๆกันต่อเนื่องเป็นเวลานาน หรือเกิดจากการกระชากของเส้นเอ็นและกล้ามเนื้อจากแรงที่เข้ามาปะทะ เช่น การตีกอล์ฟ เป็นต้น ทำให้เส้นใยในกล้ามเนื้อเกิดการฉีกขาดจนเกิดการบาดเจ็บในที่สุด

การดูแลรักษา

ใช้วิธีเดียวกับการรักษาของโรค tennis elbow เลยครับ เพียงแค่เปลี่ยนตำแหน่งมาที่ด้านในของข้อศอกเท่านั้นเอง (ดูเพิ่มเติมได้ที่โรค tennis elbow) ส่วนการออกกำลังเพิ่มความแข็งแรงของกล้ามเนื้อ ก็ให้วางมือบนโต๊ะในท่าหงายมือ จากนั้นถือดัมเบลหรือขวดนํ้าแล้วกระดกข้อมือขึ้นจำนวน 10 ครั้ง/set 3 set/วัน ส่วนการยืดกล้ามเนื้อให้เราเหยียดข้อศอกให้ตึงไปทางด้านหลังพร้อมกระดกข้อมือขึ้นคล้ายท่ารำไทยอ่ะครับ จนรู้สึกตึงค้างไว้ 20 วินาที จำนวน 5 ครั้ง 

เครดิตภาพ
- http://www.bodybalance.co.uk/conditions/arm_pain/golfers_elbow.php
- http://breedonprioryhealthclub.co.uk/golferselbow/