ค้นหา
  • Voyage to the Source

ทำความรู้จักกับHAL®ไซบอร์กทางการแพทย์

อัพเดตเมื่อ: เม.ย. 23

หุ่นยนต์บำบัด (Cybernic Treatment): การใช้ไซบอร์กเพื่อการรักษา ที่จะไม่ได้มีอยู่แค่ในนิยายวิทยาศาสตร์อีกต่อไป

Photo: Sankai Lab/Cyberdyne/University of Tsukuba

ถ้าพูดถึงไซบอร์ก (Cyborg) หรือจักรกลชีวภาพ (มนุษย์+เครื่องจักร) สมัยนี้คงนึกถึง Cyborg หนึ่งในกลุ่ม Justice League หรือถ้าย้อนอดีตไปอีกหน่อยก็คงนึกถึงตำรวจเหล็กโรโบคอป หรือถ้าเป็นตำนานเลยก็คงจะเป็น ดาร์ทเวเดอร์ ในสตาร์วอร์ โดยเป็นการที่มนุษย์ได้รวมร่างกับจักรกล แล้วทำให้กลายเป็นยอดมนุษย์ Super Hero ไป


ปัจจุบันนี้การศึกษาเรื่องหุ่นยนต์ก้าวไกลไปมาก และการนำไปใช้งาน (Use Case) ก็หลากหลายวงการ ทั้งด้านการทหาร การแพทย์ การศึกษา บันเทิง อากาศยาน ภูมิศาสตร์ อวกาศ การคมนาคมขนส่ง เยอะแยะไปหมด บางส่วนก็อยู่ในชั้นทดลอง แต่บางส่วนก็ทำออกมาสู่ตลาดให้เราได้ใช้งานกันบ้างแล้ว


ในหนังสือ Industries of the Future (ชื่อฉบับแปลไทยว่า รู้ทันอนาคตที่อาจจะไม่มีคุณ) ได้ทำนายว่าหุ่นยนต์จะเป็นหนึ่งในห้าธุรกิจแห่งอนาคต (อีกสี่อย่าง ได้แก่ จีโนมิกส์ เทคโนโลยีทางการเงิน ไซเบอร์ซิเคียวริตี้ และบิ๊กดาต้า) ซึ่งบริษัทชั้นนำของโลกอย่าง Google ก็ได้แถลงตั้งแต่ปี 2017 แล้วว่ากลยุทธ์ของเขาจะเปลี่ยนจาก Mobile First to AI First หรือ อีลอน มัสก์ เขาก็มีโครงการ Neuralink ที่จะเชื่อมสมองมนุษย์เข้ากับคอมพิวเตอร์และ AI ซึ่งขณะนี้ก็กำลังอยู่ในช่วงขอ อย. ที่อเมริกาอยู่


เมื่อหุ่นยนต์ก้าวหน้าขึ้นเรื่อยๆ จนถึงจุดที่มันฉลาดทัดเทียมเท่าหรือนำหน้ามนุษย์ไป ที่เรียกว่า Singularity ซึ่งมีคนทำนายไว้ว่าจะเกิดขึ้นภายในช่วงปี 2023 หรือปี 2045 ทำให้เกิดมุมมองเป็นสองฝ่าย ฝ่ายหนึ่งมองในแง่ร้ายซึ่งมันก็สะท้อนออกมาได้เหมือนหนังดิสโทเปีย อย่าง The Matrix หรือ Termiator นั่นก็คือคนเราจะเป็นทาสของหุ่นยนต์ไป

Source: https://www.freepik.com/

แต่ก็มีผู้ที่มองในแง่ดีเหมือนกัน คือโลกในอนาคตจะมีหุ่นยนต์ มาช่วยอำนวยความสะดวกต่างๆ ซึ่งผมก็ขออนุญาตโลกสวยไปกับกลุ่มนี้ด้วย โดยอยากจะพูดถึงเจ้าหุ่นยนต์ไซบอร์กทางการแพทย์ ที่ชื่อว่า HAL®


หุ่นยนต์ได้ถูกนำมาใช้ในทางการแพทย์บ้างแล้วในหลายๆ ด้าน เช่น หุ่นยนต์ผ่าตัดอย่าง da Vinci กับ RAVEN II หรือหุ่นยนต์คุณหมออย่าง Vita


Source: https://robots.ieee.org/
Source: https://robots.ieee.org/

ยังมีหุ่นยนต์ไซบอร์กทางการแพทย์อีกกลุ่มหนึ่งที่เรียกว่า Exoskeletons ซึ่งเป็นเหมือนอุปกรณ์สวมใส่ใช้เป็นแขน ขา ข้อต่อ เสมือนเป็นกระดูกภายนอกให้กับผู้ที่สวมใส่ ซึ่ง Use Case ของ Exoskeletons นี้มีใช้ทั้งในงานก่อสร้าง หรือโรงงานอุตสาหกรรมที่ช่วยป้องกันอาการบาดเจ็บหรือทำให้ยกของให้หนักขึ้นได้ด้วย


Exoskeletons ยังสามารถนำไปใช้ในการรักษาผู้ป่วยที่ไม่สามารถขยับหรือเดินได้ให้สามารถเดินหรือช่วยตัวเองได้อีกครั้งหนึ่ง ซึ่งสอดคล้องกับปัจจุบันที่คนอายุยืนขึ้น โลกกำลังเข้าสู่สังคมของคนสูงวัย ซึ่งนั้นคือที่มาของชื่อ HAL ซึ่งย่อมาจาก Hybrid Assitive Limb หรือแปลว่า เครื่องช่วยแขนขาผสมผสาน ซึ่งการผสมผสานในที่นี้คือการหลอมรวมระหว่าง มนุษย์ (Human) เครื่องจักร (Machine) และข้อมูล (Information) นั่นเอง

Source: https://www.cyberdyne.jp/english/

การรักษาผู้ป่วยด้วยแนวทางของ HAL นี้ เรียกว่า Cybernic Treatment หรือ หุ่นยนต์บำบัด จะเชื่อมสัญญาณไฟฟ้าจากสมองมนุษย์ หรือ Bio-electric signals [BES] เข้ากับระบบอิเล็กทรอนิกส์ของหุ่นยนต์ โดยมีขั้นตอนต่างๆ ดังนี้

1. เริ่มจากเราคิดขึ้นมาในสมองว่า "ฉันอยากเดิน" เพราะก่อนที่คนเราจะขยับร่างกาย สมองจะต้องสั่งการก่อนเป็นอันดับแรก เมื่อเริ่มคิดว่า "ฉันอยากเดิน" สมองจะส่งสัญญาณ (Signal) ไปยังกล้ามเนื้อเพื่อให้เกิดการเคลื่อนไหวผ่านไปยังเส้นประสาทต่างๆ (Nerves)

Source: https://www.cyberdyne.jp/

2. คือขั้นตอนการส่งสัญญาณจากสมองไปยังกล้ามเนื้อ กรณีคนที่มีสุขภาพเป็นปกติ กล้ามเนื้อแต่ละมัดจะสามารถสนองสัญญาณจากสมองได้อย่างแข็งแรงและรวดเร็วตามที่ใจเราคิด ซึ่งการเดินนั้นจัดเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนระดับหนึ่ง เพราะสมองต้องควบคุมกล้ามเนื้อหลากหลายมัด ซึ่ง HAL สามารถตอบสนองสัญญาณจากสมองได้เช่นเดียวกับกล้ามเนื้อ

Source: https://www.cyberdyne.jp/

3. ขั้นตอนนี้ HAL จะทำการอ่านสัญญาณจากสมอง โดยสัญญาณจากสมองจะถูกส่งไปยังกล้ามเนื้อโดยการแพร่ผ่านไปยังผิวหนัง (Skin Surface) ซึ่งเรียกว่า Bio-electric signals [BES] ซึ่ง HAL นั้นสามารถอ่านสัญญาณ BES อันนี้ได้ โดยเพียงการแนบตัวจับสัญญาณไปบนผิวของร่างกาย แม้ในขณะที่เรายังสวมเสื้อผ้าอยู่ก็ยังสามารถจับสัญญาณ BES ได้ โดย HAL สามารถจับสัญญาณข้อมูลอันหลากหลายจากสมองว่าการเคลื่อนไหวอันไหนคือสิ่งที่สมองตั้งใจไว้

Source: https://www.cyberdyne.jp/

4. ขั้นตอนนี้ HAL จะเคลื่อนไหวตัวเองได้ตามคำสั่งของสมอง ซึ่งขั้นตอนนี้เองที่ HAL จะช่วยให้ผู้ที่สวมใส่สามารถเคลื่อนไหวตัวเองได้ดั่งใจ และยังสามารถทำให้ผู้สวมใส่สามารถออกแรงได้มากกว่าตอนก่อนสวมใส่ HAL ได้

Source: https://www.cyberdyne.jp/

5. ขั้นตอนสุดท้ายของกลไกนี้ไม่ใช่จบแค่การเคลื่อนไหวร่างกายได้เพียงเท่านั้น แต่สมองจะยืนยันว่าสัญญาณที่ส่งไปนั้นสามารถทำให้ร่างกายเคลื่อนไหวได้จริง ถ้าผู้ป่วยได้รับการช่วยเหลือเรื่องการเดินจาก HAL อย่างเหมาะสมในช่วงระยะเวลาหนึ่งแล้ว ความรู้สึกที่ว่า "ฉันสามารถเดินได้แล้ว" จะถูกส่งกลับไปที่สมอง นั่นคือสมองจะเรียนรู้แนวทางที่จะปล่อยสัญญาณที่เหมาะสมสำหรับการเดินได้อย่างค่อยเป็นค่อยไป และนั่นคือจุดเริ่มต้นของการเดินได้เองโดยไม่จำเป็นต้องให้ HAL เข้ามาช่วยเหลืออีกต่อไป และทั้งหมดนี้คือ HAL หุ่นยนต์ที่มอบทางออกให้ผู้ป่วยที่เดินไม่ได้ให้กลับมาเดินได้อีกครั้ง

Source: https://www.cyberdyne.jp/

ตอนนี้ครอบครัวของ HAL มีด้วยกันอยู่ 3 รุ่นด้วยกัน ได้แก่

1. HAL Lower Limb Type ช่วยในการฟื้นฟูผู้ป่วยอัมพาตส่วนล่างตั้งแต่เอวลงไปถึงเท้า

2. HAL Single Joint Type ช่วยคนไข้ที่ไม่สามารถยืดหรือหดข้อได้ไม่ว่าจะเป็นข้อแขน มือ เข่า หรือเท้า

3. HAL Lumbar Type ช่วยคนไข้ที่ไม่สามารถยกตัวขึ้นได้หรือสูญเสียความสามารถในการนั่ง

Source: https://www.cyberdyne.jp/

Use Case ของ HAL นอกจากนำมาใช้ด้านการแพทย์แล้ว HAL ยังถูกนำไปใช้ในงานอื่นๆ เช่น ในโรงงานและงานก่อสร้างที่คนงานต้องยกของหนักด้วยเช่นกัน

Source: https://www.cyberdyne.jp/

HAL นั้นถูกคิดค้นโดย ดร.โยชิยูกิ ซานไค (Yoshiyuki Sankai) โดยเขาได้รับแรงบันดาลใจจากนิยายวิทยาศาสตร์เรื่อง "I, Robot"ที่เขียนโดยนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ชื่อดัง ไอแซค อาซิมอฟ (Isaac Asimov) เขาได้สร้างต้นแบบ HAL ในปี 1988 ที่ University of Tsukuba ซึ่งเขาเล่าให้ฟังว่าการประดิษฐ์ ไซบอร์ก (หรือบางทีก็เรียกว่าหุ่นยนต์สวมใส่ได้ - Robot Suit) มันไม่ได้มีเฉพาะเรื่อของวิศวกรรมศาสตร์เท่านั้นที่ต้องคำนึงถึง แต่มันเป็นเรื่องของหลากหลายศาสตร์ประกอบกันได้แก่ พฤติกรรมศาสตร์ (behavioral science) วิทยาศาสตร์ของเส้นประสาทสมอง (cranial nerve science) สรีรวิทยา (physiology) และจิตวิทยา (psychology) โดย ดร.ซานไค กล่าวว่าส่วนที่ยากที่สุดในการสร้าง HAL ขึ้นมาก็คือการพัฒนาระบบที่สามารถประเมินความตั้งใจของผู้ใช้ได้อย่างเที่ยงตรงที่สุด แล้วเมื่อสร้าง HAL ออกมาสำเร็จแล้วพอจะเอาไปใช้ในตลาดจริงๆ ก็ยังต้องคำนึงถึงเรื่อง กฎหมาย จริยธรรม และความปลอดภัยในการใช้งานอีกด้วย เพราะเทคโนโลยีในลักษณะนี้จะส่งผลกระทบต่อทั้งด้านร่างกายและจิตใจของผู้ใช้งาน

หลังจากที่พัฒนา HAL ใน University of Tsukuba มาซักพักแล้ว ต่อมาเพื่อความสะดวกในการดำเนินการทางธุรกิจ ดร.ซานไค จึงได้ก่อตั้งบริษัทขึ้นมาชื่อว่า Cyberdyne ซึ่งไม่รู้ว่าเขาตั้งใจหรือไม่ตั้งใจนะ เพราะชื่อนี้มันเป็นชื่อเดียวกับ Cyberdyne System บริษัทที่เป็นเจ้าของ Skynet ต้นตอการล้างโลกของคนเหล็กจากภาพยนตร์เรื่อง Terminator นั่นเอง แต่ ดร.ซานไค คงน่าจะเห็นเป็นเรื่องตลกล่ะมั้งเพราะใน Cyberdyne Studio ของแกก็มีโมเดล Terminator ตั้งตระหง่านอยู่ด้วยเช่นกัน ผมว่าแกก็แอบดาร์คอยู่นิดๆนะ

และข่าวดีล่าสุดสำหรับคนไทย ถ้าใครสนใจให้ HAL มารักษาให้ตนเองหรือคนใกล้ชิด ก็คงไม่ต้องดิ้นรนไปรักษาถึงญี่ปุ่น เพราะ บริษัท ซิกเนเจอร์ โรโบติกส์ จำกัด ตัวแทนของ Cyberdyne ประจำประเทศไทยได้ ขออนุญาตกับคณะกรรมการอาหารและยาของประเทศไทย หรือ อย. ให้ใช้ไซบอร์ก HAL Lower Limb Type ในการบำบัดรักษาอาการอัมพฤกษ์ อัมพาตจากโรคต่าง ๆ เช่น เส้นเลือดในสมองแตก, ไขสันหลังบาดเจ็บ และ อาการป่วยต่าง ๆ จาก โรคระบบประสาทและกล้ามเนื้อได้แล้ว

ทราบว่าขณะนี้ก็มีโรงพยาบาลและบริษัทประกัน ตกลงร่วมเป็นผู้ให้บริการนี้ คงอีกไม่นานน่าจะมีการใช้งานจริงๆในประเทศไทย ระหว่างนี้ลองดูคลิปการบำบัดจากประเทศญี่ปุ่นไปพรางๆ ก่อนนะครับ

แหล่งข้อมูล

https://www.zignature-robotics.com/

https://www.cyberdyne.jp/english/

https://robots.ieee.org/

https://techsauce.co/tech-and-biz/exoskeleton-startups

https://www.youtube.com/watch?v=zKhm89FWOy8

https://edition.cnn.com/2019/09/18/health/japan-cyberdyne-brain-wave-exoskeleton-wellness-scn-hnk-intl/index.html

https://www.wipo.int/ipadvantage/en/details.jsp?id=2605

https://www.thairath.co.th/news/society/1559753

https://www.bbc.com/thai/thailand-50620291

https://www.blockdit.com/posts/5dfad4745e0a36560be91d3e

https://www.bangkokbiznews.com/pr/detail/70624

https://mgronline.com/business/detail/9630000041645

หนังสือ Industries of the future โดย Alec Ross

ดู 0 ครั้ง
  • Facebook
  • Instagram
  • Blockdit Primary Icon