อาจารย์วิศวฯ จุฬาฯ คิดค้น “เครื่องวิเคราะห์การทรงตัว” นวัตกรรมรางวัลเหรียญทองจาก ITEX2023 ณ สหพันธรัฐมาเลเซีย และรางวัลพิเศษ (Special award) ระดับเหรียญทอง จาก World Invention Intellectual Property Associations (WIIPA) ตรวจสอบการทรงตัว ยืนเซ เพื่อปรับพฤติกรรม ป้องกันอันตรายจากการล้ม เมื่อขึ้นรถโดยสารสาธารณะและต้องยืนอยู่เป็นประจำ อาจารย์ชัชนี ภควัตสุนทร อาจารย์พิเศษสำนักบริหารหลักสูตรวิศวกรรมนานาชาติ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยสังเกตตัวเองว่าทรงตัวไม่ค่อยอยู่ และเซอยู่บ่อยครั้ง
นวัตกรรม “เครื่องวิเคราะห์การทรงตัว”

“อาการเซและทรงตัวไม่ค่อยได้แบบนี้เรียกว่าปกติหรือเปล่า จะมีวิธีปรับแก้หรือทำให้ทรงตัวดีขึ้นได้อย่างไร” อาจารย์ชัชนีตั้งคำถามและค้นหาคำตอบจนเกิดเป็นนวัตกรรม “เครื่องวิเคราะห์การทรงตัว” ที่สามารถประเมินการทรงตัวของแต่ละบุคคลได้จากการขึ้นไปยืนบนแท่นทดสอบ โดยนวัตกรรมชิ้นนี้ได้รับรางวัลเหรียญทอง จาก ITEX2023 และรางวัลพิเศษ (Special award) ระดับเหรียญทอง จาก World Invention Intellectual Property Associations (WIIPA) ในงาน 34th International Innovation & Technology Exhibition 2023 (ITEX 2023) ณ กรุงกัวลาลัมเปอร์ สหพันธรัฐมาเลเซีย ด้วยการสนับสนุนนจาก ชมรมจุฬาฯ สปินออฟ (Club Chula Spin-off)
“นวัตกรรมชิ้นนี้เกิดจากการสังเกตตัวเองว่าเวลาที่ยืนบนรถโดยสารแล้วตัวเองทรงตัวไม่ค่อยอยู่ เซบ่อย ด้วยความสนใจ จึงไปค้นคว้าเพิ่มเติมเพื่อที่จะหาวิธีที่ทำให้ทรงตัวบนรถโดยสารได้ แล้วก็พบว่า เรายังไม่มีอุปกรณ์ที่จะวิเคราะห์การทรงตัวแบบเฉพาะบุคคล จึงเป็นจุดเริ่มต้นที่ทำให้คิดค้นนวัตกรรมชิ้นนี้ เพื่อที่จะได้รู้ว่าเราจะต้องฝึกฝนหรือปรับพฤติกรรมอย่างไร”

อาจารย์ชัชนีตั้งใจคิดค้นนวัตกรรมนี้เพื่อประโยชน์ทางการแพทย์ เช่น ใช้ในการคัดกรองและประเมินสุขภาพเบื้องต้น ใช้วิเคราะห์การทรงตัวเพื่อออกแบบการทำกายภาพบำบัดและการออกกำลังกาย นอกจากนี้ ยังสามารถใช้อุปรณ์นี้กับการฝึกฝนพัฒนาบุคลิกภาพเพื่อการประกอบอาชีพได้อีกด้วย

ทรงตัวผิดปกติ เดิน-ยืนเซ อันตรายที่มองไม่เห็น
การเดินเซ หรือปัญหาการทรงตัวเป็นปัญหาที่แฝงอยู่ในการเคลื่อนไหวของร่างกายในทุกอิริยาบถ จังหวะการก้าวเดินที่ไม่สมดุลจะทำให้เราไม่สามารถก้าวต่อไปได้อย่างมั่นคง ทำให้ล้ม เป็นอันตรายถึงชีวิตได้
การทรงตัวที่ไม่ปกติเกิดได้จากหลายสาเหตุ ไม่ว่าจะเป็นพันธุกรรม โรค การบาดเจ็บ การใช้ชีวิตประจำวันของแต่ละบุคคล รวมถึงสภาพร่างกายของแต่ละคน โดยเฉพาะกล้ามเนื้อ ข้อต่อ ระบบประสาทรับรู้ความรู้สึก การส่งสัญญาณ ไปจนถึงระบบสมอง
“หูมีผลต่อการทรงตัว หากมีอาการผิดปกติของหูข้างใดข้างหนึ่ง มีผลต่อให้ไม่สามารถทรงตัวได้ โดยเมื่อมีการเคลื่อนไหวจะแสดงอาการ พฤติกรรมในการใช้ชีวิตประจำวัน อาชีพที่ต้องใช้กำลังกล้ามเนื้อ ก็ส่งผลต่อการทรงตัวของเราเหมือนกัน” อาจารย์ชัชนีกล่าวยกตัวอย่างเหตุที่อาจก่อให้เกิดการทรงตัวผิดปกติ
“การมองด้วยตาเปล่า จะเห็นการทรงตัวผิดปกติได้แค่คร่าว ๆ เท่านั้น โดยมาก เราจะรู้ว่าการทรงตัวของเราผิดปกติ ก็ต่อเมื่อรู้สึกเซ หรือมีอาการเซ ไปจนถึงขั้นล้มแล้ว ดังนั้น การมีอุปกรณ์ที่สามารถวิเคราะห์การทรงตัวก็จะช่วยให้เรารับรู้ความผิดปกติของเรา เพื่อปรับเปลี่ยนพฤติกรรม และป้องกันไม่ให้เกิดการล้มในอนาคต”

อุปกรณ์เดียว วิเคราะห์สารพัดด้านการทรงตัว
นวัตกรรมเครื่องวิเคราะห์การทรงตัวเป็นอุปกรณ์ดิจิทัลเทคโนโลยีแบบ Deep Tech มีขนาดเล็กกะทัดรัด น้ำหนักเบา เคลื่อนย้ายได้สะดวก ประกอบด้วย 2 อุปกรณ์หลักคือ ตัวแท่นยืน และสาย USB สำหรับต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์ แท็บเล็ต หรือโทรศัพท์มือถือเพื่อแสดงผลผ่านหน้าจอ
“ตัวเครื่องนอกจากจะสามารถวัดค่าพื้นฐาน เช่น น้ำหนัก ดัชนีมวลกาย (BMI) ได้แล้ว ยังสามารถวัดค่าพื้นที่ในการทรงตัวและค่าระยะในการทรงตัวได้ด้วย เพื่อที่ผู้ใช้จะได้รู้ว่าเวลาที่เรายืนบนรถโดยสาร หรือยืนรอ หรือเดิน เราจะเซในระยะเท่าไร เซแบบนี้ถือว่าอยู่ในระดับปกติไหมเมื่อเทียบกับคนที่อยู่ในช่วงอายุและเพศเดียวกัน และนำไปวิเคราะห์ว่าเราจำเป็นต้องเปลี่ยนพฤติกรรมหรือไม่” อาจารย์ชัชนีอธิบาย
การใช้งานอุปกรณ์นี้ก็ง่าย เพียงต่อสาย USB จากแท่นยืนเข้ากับอุปกรณ์ที่เรามี เช่น แท็บเล็ต มือถือ หรือคอมพิวเตอร์ จากนั้นก็ขึ้นไปยืนบนแท่นยืนเหมือนกับเครื่องชั่งน้ำหนัก เครื่องก็จะแสดงผลการวิเคราะห์การทรงตัวของเราออกมาบนหน้าจออุปกรณ์ที่เราเชื่อมต่อด้วย แบบเรียลไทม์ บนหน้าจอแสดงผลการวิเคราะห์การทรงตัว ที่ทดสอบและแสดงผลแบบเรียลไทม์บนไมโครซอฟท์ เอ็กซ์เซล (Microsoft Excel) ทั้งนี้ เครื่องวิเคราะห์การทรงตัวจะแสดงผลออกมา 3 รูปแบบด้วยกัน ได้แก่
1. การแสดงผลการทรงตัวแบบแผนภูมิวงกลม แสดงค่าการทรงตัวของผู้ใช้ พื้นที่ในการทรงตัว และระยะการทรงตัว หากค่าการทรงตัวของผู้ใช้อยู่ในระดับสีเขียวอ่อน (วงกลมเล็กสุด) หมายถึงมีการทรงตัวอยู่ในระดับที่ดีมาก สีเขียวเข้ม (วงกลมกลาง) หมายถึงมีการทรงตัวอยู่ในระดับค่าเฉลี่ยทั่วไป ไล่ระดับการทรงตัวไปจนถึงระดับสีแดง (วงกลมใหญ่สุด) ที่อยู่ในเกณฑ์ที่การทรงตัวไม่สมดุล แต่ยังสามารถดำรงชีวิตประจำวันได้ และหากเกินระดับวงกลมสีแดง (วงกลมใหญ่สุด) หมายถึงอยู่ในระดับที่อันตราย มีความผิดปกติและมีความเสี่ยงสูง ต้องเข้าพบแพทย์โดยด่วน เพราะการทรงตัวผิดปกติในระดับนี้จะส่งผลกระทบต่อการดำเนินชีวิตประจำวันได้ นอกจากนี้ อาจจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ช่วยในการทรงตัวด้วย เช่น ไม้เท้า รถเข็น

“ระดับของการทรงตัวมีหลายระดับ แม้แต่คนที่มีการทรงตัวอยู่ในเกณฑ์ปกติก็ยังแบ่งได้เป็นหลายระดับ ไม่ว่าจะเป็นกลุ่มนักกีฬายิมนาสติก ครูสอนโยคะ ซึ่งมักเป็นกลุ่มที่มีการทรงตัวในระดับที่ดีมาก ไปจนถึงคนธรรมดาที่มีเซบ้าง แต่ก็ยังอยู่ในเกณฑ์ปกติ”
“สำหรับคนที่มีอาการเซเล็กน้อยไม่รุนแรง การปรับสมดุลของแต่ละบุคคลก็สามารถทำได้จากการอ่านแผนภูมิวงกลม เมื่อพบว่าการทรงตัวของเราค่อนไปทางซ้ายมากกว่า เราก็ควรต้องปรับร่างกายสมดุลไปทางด้านขวาเพิ่มขึ้นเล็กน้อย จะทำให้การรักษาสมดุลทรงตัวดีขึ้น”
2. การแสดงตารางข้อมูลเฉพาะบุคคล ว่าตนเองมีการทรงตัวอยู่ในเกณฑ์ปกติหรือไม่ในช่วงวัยและเพศเดียวกัน หรือเปรียบเทียบว่าในวัยของเราควรมีค่าการทรงตัวอยู่ในระดับใด
3. การแสดงค่าดัชนีมวลกาย (BMI) ได้แก่ น้ำหนัก ปริมาณไขมัน และปริมาณน้ำในร่างกาย สำหรับกลุ่มที่สนใจทางด้านสุขภาพ การปรับบุคลิกภาพ และการออกกำลังกาย

ใคร ๆ ก็ตรวจสอบการทรงตัวได้
เครื่องวิเคราะห์การทรงตัวไม่ได้เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับกลุ่มผู้สูงอายุเท่านั้น แต่สามารถนำไปใช้ได้ตั้งแต่เด็กที่มีอายุ 4 ปีขึ้นไป (หรือมีน้ำหนัก 10 กิโลกรัมขึ้นไป) รวมถึงนักกีฬา ผู้ที่ชอบออกกำลังกาย ผู้ที่ต้องการพัฒนาบุคลิกภาพ ซึ่งประโยชน์ที่ได้รับจากเครื่องวิเคราะห์การทรงตัวจะแตกต่างกันไปตามแต่ละช่วงวัยและความต้องการของแต่ละคน
กลุ่มเด็กเล็ก ในช่วงวัยนี้ เด็กอาจจะมีปัญหาเรื่องการทรงตัว ยืนไม่มั่นคง เดินเซ หรือกล้ามเนื้อไม่แข็งแรง ซึ่งอาจจะทำให้ร่างกายของเด็กไม่สามารถพัฒนาการไปตามช่วงอายุที่เหมาะสมได้ เราสามารถนำเครื่องวิเคราะห์การทรงตัวไปใช้เพื่อดูการทรงตัวของเด็กว่ามีการพัฒนาตามวัยที่เหมาะสมหรือไม่ เพื่อที่จะได้นำไปปรับด้วยการฝึกการทรงตัวและท่าทางเพื่อพัฒนากำลังกล้ามเนื้อของเด็ก
นักกีฬาและคนออกกำลังกาย เครื่องวิเคราะห์การทรงตัวสามารถนำไปใช้เป็นส่วนหนึ่งของสปอร์ตคลับหรือฟิตเนส โดยวิเคราะห์ว่าแต่ละคนมีปัญหาด้านการทรงตัวอย่างไร แล้วใช้วิธีการฝึกฝนร่างกายและปรับพฤติกรรมตามคำแนะนำของผู้เชี่ยวชาญ
“นักกีฬาบางคนเวลายืนอาจจะเอนตัวไปด้านหนึ่งทางมากกว่า ก็สามารถวิเคราะห์แล้วฝึกฝนร่างกายเพื่อปรับการทรงตัว นอกจากนี้ตัวเครื่องยังสามารถชั่งน้ำหนัก วัดปริมาณไขมันและปริมาณน้ำในร่างกายได้เช่นเดียวกับเครื่องชั่งน้ำหนักที่มีในฟิตเนส แต่พิเศษมากกว่าตรงที่สามารถวัดค่าการทรงตัวได้ด้วยในเครื่องเดียวกัน”

ส่งเสริมบุคลิกภาพสำหรับสายอาชีพ เช่น แอร์โฮสเตส พิธีกร ผู้ประกาศข่าว

“ผู้ที่มีอาชีพดังกล่าวสามารถฝึกและพัฒนาบุคลิกภาพของตัวเองได้ โดยขึ้นไปยืนบนเครื่องแล้วซ้อมยืน ซ้อมพูด เพื่อดูการยืน หากยืนไม่ตรง ยืนเซ หรือยืนทิ้งน้ำหนักข้างใดข้างหนึ่งมากเกินไป ก็จะสามารถรู้ได้ว่าตัวเราเอนไปทางใดแล้วปรับร่างกายได้ ยิ่งใช้เครื่องนี้เป็นประจำ ก็จะทราบว่าต้องปรับพฤติกรรมอย่างไร และรู้ว่าสภาวะการยืนของตัวเราเป็นอย่างไร” อาจารย์ชัชนีกล่าวแนะ
กลุ่มผู้สูงอายุ เป็นกลุ่มที่มีความเสี่ยงที่จะเกิดอันตรายจากการล้มมากที่สุด ดังนั้น การใช้งานเครื่องมือนี้จะช่วยประเมินภาวะเสี่ยงล้ม เพื่อให้ผู้สูงวัยได้ปรับพฤติกรรม หรือระวังได้ถูกจุด เช่น ขาซ้ายมีปัญหา จะปรับท่า หรือสร้างกล้ามเนื้ออย่างไร ฯลฯ
อาจารย์ชัชนีกล่าวเสริมว่า “เครื่องวิเคราะห์การทรงตัวสามารถนำมาใช้ได้หลายวัตถุประสงค์ ตามความต้องการของคนในแต่ละช่วงวัย เมื่อใช้อย่างสม่ำเสมอ ประเมินการทรงตัวไปเรื่อย ๆ ก็จะทำให้เกิดการรู้ตัว (self-alert) ในชีวิตประจำวัน ว่าการทรงตัวของเราเป็นอย่างไร จะต้องปรับหรือรักษาอย่างไรเพื่อให้เราสามารถพัฒนาการทรงตัวไปตามที่เราต้องการ และต้องระวังส่วนใดบ้าง”

วิเคราะห์การทรงตัวเพื่อการแพทย์
แม้การใช้งานเครื่องวิเคราะห์การทรงตัวจะทำได้หลากหลาย แต่เป้าหมายหลักในการคิดค้นนวัตกรรมนี้คือการนำไปใช้ทางการแพทย์ ในสถานพยาบาลต่าง ๆ บ้านพักคนชรา ศูนย์รับเลี้ยงเด็ก รวมถึงการออกตรวจคนไข้นอกสถานที่ หรือในพื้นที่ห่างไกล
“นี่คือเหตุผลที่ทำไมเครื่องมือนี้จึงมีขนาดเล็ก พกพาได้สะดวก และสามารถอ่านผลได้โดยไม่ต้องมีผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทาง”
อาจารย์ชัชนีกล่าวว่าการนำเครื่องวิเคราะห์การทรงตัวไปใช้ทางการแพทย์ หลัก ๆ มีอยู่ 2 รูปแบบ คือ
ใช้ประเมินภาวะความเสี่ยงในการล้ม โดยเฉพาะในกลุ่มผู้สูงอายุที่มีความเสี่ยงที่จะล้มแล้วเกิดอันตรายถึงชีวิตมากที่สุด เนื่องจากคนส่วนมากมักจะไม่รู้ตัวว่าตัวเองเดินเซหรือมีการทรงตัวที่ไม่ดีจนกระทั่งเกิดอุบัติเหตุขึ้นแล้ว
ใช้ฝึกการทรงตัวและท่าทางเพื่อฝึกกำลังกล้ามเนื้อ หลังจากที่ใช้เครื่องแล้ววิเคราะห์ว่าผู้ใช้ว่ามีปัญหาการทรงตัวอย่างไร ก็นำผลที่ได้ไปปรับพฤติกรรม อาทิ ฝึกฝนกำลังกล้ามเนื้อ เปลี่ยนวิธีการยืน เพื่อพัฒนาให้การทรงตัวดียิ่งขึ้น และติดตามพัฒนาการที่ได้จากการปรับเปลี่ยนพฤติกรรมว่ามีการทรงตัวที่ดีขึ้นหรือไม่
อาจารย์ชัชนีกล่าวถึงผลที่ได้จากการนำนวัตกรรมเครื่องวิเคราะห์การทรงตัวไปใช้งานจริงว่า “จากที่ได้เอาไปใช้ในสถานพยาบาล 3 แห่ง แพทย์มีความเห็นเชิงบวก ผลตอบรับค่อนข้างดี โดยเฉพาะแพทย์อายุรกรรมและกุมารแพทย์ที่อยากให้มีเครื่องนี้ไว้ใช้คัดกรองผู้ป่วย เพราะอุปกรณ์นี้สามารถให้ค่าการทรงตัว ค่าน้ำหนัก และค่าอื่น ๆ ได้ ครบในอุปกรณ์เดียว ทำให้แบ่งเบาภาระงานของแพทย์และเข้าถึงกลุ่มผู้ป่วยที่ห่างไกลโรงพยาบาลได้”

นอกจากนี้ อาจารย์ชัชนียังได้แนะนำนวัตกรรมชิ้นนี้ให้กับแพทย์เพื่อนำไปใช้กับกลุ่มผู้มีอาการออทิสติกและสมาธิสั้น และผู้ป่วยที่ได้รับผลกระทบกระเทือนทางสมอง เพื่อนำผลการวิเคราะห์การทรงตัวมาประกอบแนวทางการทำกายภาพฟื้นฟู
“คนกลุ่มออทิสติกและสมาธิสั้นมักมีปัญหาด้านการทรงตัว เราต้องให้ฝึกให้เขาทรงตัวว่าจะต้องทำอย่างไร ถ้าเราฝึกเขาให้เขาพัฒนาตามแบบแผนได้ เขาก็สามารถพัฒนาสมาธิได้ยาวขึ้น”
นอกจากเครื่องวิเคราะห์การทรงตัวแล้ว อาจารย์ชัชนี ยังพัฒนาอุปกรณ์ นวัตกรรมอื่น ๆ ที่ช่วยเหลือและเกี่ยวข้องกับการทรงตัว เช่น นวัตกรรมไม้เท้า “Smart devices for people: Self Balancing Stick”
“ผู้สูงอายุส่วนมากไม่นิยมใช้ไม้เท้า เนื่องจากมีความคิดว่าถ้าใช้ไม้เท้าแล้วร่างกายจะไม่แข็งแรง ทั้งที่ในความเป็นจริงแล้ว ไม้เท้าเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยให้ผู้ที่มีปัญหาเรื่องการทรงตัวสามารถประคองร่างกายของตัวเองได้ดียิ่งขึ้น เราจึงพัฒนานวัตกรรมไม้เท้า Smart Flow ที่จะช่วยให้ผู้สูงอายุที่มีปัญหารทรงตัวสามารถทรงตัวได้ดียิ่งขึ้น “

ทรงตัวได้ สุขภาพดี
ในอนาคต อาจารย์ชัชนีตั้งใจต่อยอดพัฒนาอุปกรณ์วิเคราะห์การทรงตัวให้สามารถขยายผลการวิเคราะห์ข้อมูล เช่น ระบบสายตา ระบบประสาทส่วนกลาง ระบบประสาทรับรู้ความรู้สึก ระบบหู และระบบต่าง ๆ ที่มีเชื่อมโยงและส่งผลต่อการทรงตัว
“นวัตกรรมนี้เป็นเครื่องมือเบื้องต้น ที่ช่วยเหลือการทำงานของแพทย์ในการคัดกรองสภาวะเสี่ยงล้มในผู้สูงอายุ ใคร ๆ ก็สามารถใช้ได้เพื่อตรวจรู้การทรงตัวและสภาวะของตัวเอง นับเป็นการช่วยลดภาระแพทย์ได้มาก และคนในสังคมจะมีสุขภาวะที่ดีขึ้น”
ผู้ที่สนใจนวัตกรรมเครื่องวิเคราะห์การทรงตัว สามารถติดต่อได้ที่ อาจารย์ชัชนี ทางอีเมล somdesignup@gmail.com หรือ Facebook Page: Design Up หรือ LINE Official Account: Design Up (https://lin.ee/UsxvGgv)