14 พฤษภาคม 2563 : คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ร่วมกับ ศูนย์การแพทย์กาญจนาภิเษก คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล ร่วมสร้างและเปิดตัว 2 นวัตกรรมหุ่นยนต์ คือ หุ่นยนต์เวสตี้ (Wastie) ช่วยเก็บขยะติดเชื้อ และหุ่นยนต์ฟู้ดดี้ (Foodie) ช่วยส่งอาหารและยาในหอผู้ป่วย เพื่อลดความเสี่ยงอันตรายต่อการติดเชื้อและทดแทนงานหนักของบุคลากรทางการแพทย์ในโรงพยาบาลในช่วงสถานการณ์ COVID-19
รศ. ดร.จักรกฤษณ์ ศุทธากรณ์ คณบดีคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวว่า เทคโนโลยีระบบอัตโนมัติ AGV (Automated Guide Vehicle) กำลังมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาดิจิทัลเฮลท์แคร์ (Digital Healthcare) เพื่อใช้ในโรงพยาบาลและระบบสาธารณสุขไทยให้เข้มแข็งและมั่นคงปลอดภัย โดยเฉพาะในช่วงที่ประเทศไทยประสบวิกฤตระบาด COVID-19 ในช่วงเดือนมีนาคมและเมษายน 2563 ที่ผ่านมา ประกอบกับปริมาณขยะติดเชื้อจากหน้ากากอนามัยและอุปกรณ์ในโรงพยาบาลมีปริมาณที่เพิ่มสูงขึ้น จากมาตรการภาครัฐที่ขอให้ประชาชนทุกคนสวมใส่หน้ากากอนามัยเมื่อเข้ามารับบริการในโรงพยาบาลเพื่อป้องกันเชื้อ อีกทั้งในช่วงภาวะดังกล่าวบุคลากรทางการแพทย์ที่ต่อสู้กับ COVID-19 มีจำนวนจำกัดและเริ่มประสบปัญหาขาดแคลนทำให้ต้องทำงานเกินกว่าเวลาที่กำหนดคือมากกว่า 8-12 ชั่วโมงต่อวัน ส่งผลให้บุคลากรทางการแพทย์ขาดการพักผ่อน ร่างกายไม่แข็งแรง มีภูมิต้านทานน้อยเสี่ยงต่อการติดเชื้อได้
ทีมงานวิจัยจึงได้พัฒนาหุ่นยนต์เพื่อลดความเสี่ยงต่อการติดเชื้อและทดแทนงานหนักของบุคลากรทางการแพทย์ในโรงพยาบาลในช่วงสถานการณ์ COVID-19 โดยความร่วมมือจาก คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล และศูนย์การแพทย์กาญจนาภิเษก คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล และมีผู้สนับสนุนจากภาคเอกชนที่เป็นศิษย์เก่าได้นำเทคโนโลยีแพลตฟอร์มการขับเคลื่อนหุ่นยนต์ใช้งานที่เหมาะสมเข้ามาร่วมสร้าง 2 นวัตกรรมหุ่นยนต์ขึ้นสำเร็จในระยะเวลาประมาณ 2 เดือน คือ 1. หุ่นยนต์เวสตี้ (Wastie) สำหรับใช้งานเก็บขยะติดเชื้อในโรงพยาบาลและโรงพยาบาลภาคสนามที่เปิดเป็นพื้นที่สำหรับกักตัวผู้ติดเชื้อตามนโยบายรัฐบาล และ 2. หุ่นยนต์ฟู้ดดี้ (Foodie) สำหรับช่วยส่งอาหารและยาในหอผู้ป่วยที่เป็นพื้นที่ติดเชื้อโดยเฉพาะ โดยใช้แพลตฟอร์มเทคโนโลยีอัตโนมัติ AGV รองรับงานหนักและงานเสี่ยงอันตรายด้วยระบบการทำงานขนส่งในโรงพยาบาลอย่างมีประสิทธิภาพและแม่นยำ
จากปัญหาขยะติดเชื้อสู่การสร้างหุ่นยนต์เวสตี้
ดร.เอกชัย วารินศิริรักษ์ หัวหน้าภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล และหัวหน้าโครงการเอจีวีแพลตฟอร์มเทคโนโลยีสำหรับงานบริการในสถานประกอบการสาธารณสุข กล่าวว่า แนวคิดในการสร้างหุ่นยนต์เวสตี้ (Wastie) สำหรับเก็บขยะติดเชื้อ เกิดจากการมองเห็นปัญหาของขยะติดเชื้อที่มีจำนวนมากภายในโรงพยาบาลในก่อนเกิด COVID-19 ต่อเนื่องในช่วง COVID-19 ทางทีมผู้วิจัยจึงได้นำโจทย์ปัญหาที่เกิดขึ้นไปคิดค้นและสร้างหุ่นยนต์เวสตี้ (Wastie) ช่วยลดความเสี่ยงในการเก็บขยะติดเชื้อในโรงพยาบาล
โดยตัวหุ่นยนต์เวสตี้ (Wastie) ประกอบด้วย AGV แบบระบบนำทางด้วยเทปแม่เหล็ก และแขนกล (CoBot) สำหรับยกถังขยะโหลดขึ้น โดยมีระบบ Machine Vision ในการจำแนกประเภทวัตถุและตำแหน่ง การยกแต่ละครั้งได้สูงสุด 5 กิโลกรัม และ AGV สร้างให้สามารถรับน้ำหนักบรรทุกได้ถึง 500 กิโลกรัม, มีความเร็วในการเคลื่อนที่ไม่ต่ำกว่า 8 เมตรต่อนาที, ใช้ระบบนำทางแบบ Magnet ติดเทปแถบแม่เหล็กไว้ที่พื้นเป็นเส้นนำทาง
การทำงานหุ่นยนต์จะเคลื่อนที่ไปตามแนวเส้นนำทาง การทำงานเริ่มจากขดลวดกระตุ้นผลิตสนามแม่เหล็กไฟฟ้าโดยที่มีชุดตรวจจับทำให้การเคลื่อนที่มีความเที่ยงตรงและแม่นยำ เมื่อถึงจุดรับขยะ จะอ่านบาร์โค้ด แล้วยกถังขยะติดเชื้อไปยังกระบะจัดเก็บที่วางไว้ตามจุด และได้ทดลองนำมาใช้ในศูนย์การแพทย์กาญจนาภิเษกพบว่าสามารถลดขยะติดเชื้อได้ประมาณ 2-2.5 ตันต่อวัน โดยเฉพาะในช่วง COVID-19 มีจำนวนขยะติดเชื้อเพิ่มขึ้นกว่าเท่าตัว เมื่อมีหุ่นยนต์มาช่วยจัดเก็บขยะติดเชื้อทำให้ช่วยลดเวลาในการเก็บ และช่วยลดความเสี่ยงจากขยะติดเชื้อสู่บุคลากรทางการแพทย์ที่จัดเก็บได้ดีขึ้น
หุ่นยนต์ฟู้ดดี้ใช้ส่งอาหารและยาในหอผู้ป่วย ลดการสัมผัสโดยตรงกับผู้ป่วย
สำหรับหุ่นยนต์ฟู้ดดี้ (Foodie) สำหรับส่งอาหารและยาในหอผู้ป่วย ช่วยลดภาระบุคลากรทางการแพทย์จากการสัมผัสโดยตรงกับผู้ป่วย โดยเฉพาะในช่วง COVID-19 ที่คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดลต้องใช้บุคลากรทางการแพทย์ 2 คนดูแลส่งอาหารและยาแก่ผู้ป่วยทุกวัน หากคนใดคนหนึ่งป่วยหรือเสี่ยงติดเชื้อ COVID-19 ไม่มีคนมาทำงานทดแทน การมีหุ่นยนต์เข้ามาทดแทนถือว่าช่วยได้
โดยการทำงานจะใช้ระบบนำทางอัจฉริยะด้วยข้อมูลแผนที่ในตัวหุ่นยนต์แบบ QR-Code Mapping สามารถรับน้ำหนักประมาณ 30-50 กิโลกรัม มีความเร็วในการเคลื่อนที่ 8 เมตรต่อนาที มีชุดขับเคลื่อนที่นำทางด้วยการใช้กล้องอ่าน QR Code บนพื้น AGV จะเคลื่อนที่ตามที่ได้โปรแกรมไว้ และจดจำพิกัดและคำสั่งตามที่บันทึกไว้ในแต่ละ QR-Code ในส่วนของระบบการส่งอาหาร โดยเน้นการขนส่งครั้งละมากๆ เพื่อบรรลุเป้าในการทดแทนการคนส่งด้วยคน และการออกแบบกลไกให้ส่งถาดอาหารเข้าสู่จุดหมายแบบไม่ต้องมีคนเข้ามาเกี่ยวข้อง ซึ่งสามารถนำส่งอาหาร 3 มื้อ ยา เวชภัณฑ์และอุปกรณ์ต่าง ๆ ไปยังห้องผู้ป่วยหรือเตียงผู้ป่วยในวอร์ดได้ประมาณ 200 คนต่อวัน รวมทั้งการนำกลับมายังพื้นที่จัดเตรียม
ในส่วนของซอฟต์แวร์ที่ใช้ร่วมกับบริษัทเอกชนที่เป็นพันธมิตรพัฒนาแพลตฟอร์มในการควบคุมการทำงานของหุ่นยนต์ทั้ง 2 แบบนั้นมีการเขียนโปรแกรมจัดลำดับการทำงานของหุ่นยนต์ในการลำเลียงอาหารในแต่ละจุดสำหรับผู้ป่วยแต่ละคน ตามเส้นทางการจราจรที่กำหนด, การจัดเก็บข้อมูลเฉพาะของ รวมถึงการผสานการใช้อุปกรณ์แขนกลในการหยิบจับสิ่งของได้อย่างสะดวก และใช้การผสานกลไกตามหลักฟิสิกส์ (Karakuri) เข้ามาในการขนถ่ายสิ่งของแบบหลักการแรงโน้มถ่วง ซึ่งไม่มีไฟฟ้าในระบบ เป็นการทดแทนการขนถ่ายสิ่งของแบบไม่มีบุคลากรทางการแพทย์ เจ้าหน้าที่เวรนำส่งอาหารและยาเข้ามาเกี่ยวข้องในการขนส่ง ตอบโจทย์งานขนส่งและการดูแลผู้ป่วยในโรงพยาบาลทั่วไปและโรงพยาบาลสนามให้มีประสิทธิภาพ
สำหรับราคาในการสร้างหุ่นยนต์แต่ละประเภทนั้นเบื้องต้นราคาต่ำกว่านำเข้ามาก และหากในอนาคตมีภาคเอกชนที่มีแพลตฟอร์มด้านโลจิสติกส์ ด้านแขนกลอัจฉริยะและเรื่องหุ่นยนต์เข้ามาร่วมทำงานวิจัยหุ่นยนต์พัฒนาให้เกิดรูปแบบใหม่ ๆ สำหรับใช้ในโรงพยาบาลเพิ่มมากขึ้น จะช่วยลดการนำเข้าหุ่นยนต์ทางการแพทย์จากต่างประเทศได้ปีละหลายล้านบาท และหุ่นยนต์ที่สร้างขึ้นจะช่วยลดการขาดแคลนบุคลากรทางการแพทย์ได้
จุดเด่นของหุ่นยนต์เวสตี้ -หุ่นยนต์ฟู้ดดี้
นพ.สมชาย ดุษฎีเวทกุล รองผู้อำนวยการศูนย์การแพทย์กาญจนาภิเษก คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล และหนึ่งในทีมผู้วิจัย กล่าวว่า จุดเด่นของหุ่นยนต์เวสตี้ (Wastie) สำหรับเก็บขยะติดเชื้อ และหุ่นยนต์ฟู้ดดี้ (Foodie) สำหรับส่งอาหารและยา ซึ่งได้ทดลองนำมาใช้ที่ศูนย์การแพทย์กาญจนาภิเษก เพื่อดูแลผู้ป่วย COVID-19 ที่เข้ามารับการรักษาที่นี่ประมาณ 50 คน ในช่วง 2 เดือนที่ผ่าน พบว่าสามารถรับน้ำหนักได้มากกว่าหุ่นยนต์ทั่วไป โดยสามารถรองรับน้ำหนักได้ประมาณ 500 กิโลกรัม ช่วยลดการทำงานของบุคลากรทางการแพทย์ ผู้ช่วยพยาบาล ในการเข้าไปเก็บขยะติดเชื้อวันละ 2 ครั้ง, ช่วยนำส่งอาหารและยาแก่ผู้ป่วยที่ติดเชื้อ COVID-19 วันละ 3 ครั้ง, ลดการใช้หน้ากากอนามัยและชุดป้องกันเชื้อที่ได้มาตรฐานสำหรับบุคลากรทางการแพทย์สวมใส่เข้าไปให้บริการผู้ป่วยในแต่ละวันได้จำนวนมาก, ใช้เวลาในการนำส่งน้อยกว่าใช้บุคลากรทางการแพทย์, ลดความเสี่ยงของบุคลากรทางการแพทย์ที่จะเข้าไปสัมผัสใกล้ชิดผู้ป่วย COVID-19 เมื่อเข้าไปนำส่งยาและอาหารในแต่ละวัน และมีความแม่นยำในการนำส่งยาตามแพลตฟอร์มที่แพทย์เจ้าของไข้ระบุในเส้นทางของพื้นที่ที่จำกัดได้คล่องตัวกว่าบุคลากรทางการแพทย์
ที่สำคัญจะช่วยให้บุคลากรทางการแพทย์สามารถไปดูแลรักษาผู้ป่วยที่เป็นโรคอื่น ๆ ตามห้องตรวจต่าง ๆ นอกเหนือจากผู้ป่วย COVID-19 ทดแทนบุคลากรที่ขาดแคลนได้กว่า 30-40%
ในอนาคตกำลังต่อยอดแพลตฟอร์มร่วมกับทีมวิจัยในการสร้างหุ่นยนต์ทั้ง 2 แบบนี้เพิ่มขึ้นให้ได้เดือนละ 5 ตัวในแต่ละประเภท ใช้งานภายในศูนย์การแพทย์กาญจนาภิเษกต่อยอดสู่โรงพยาบาลอื่น ๆ ในอนาคตต่อไป เนื่องจากต้นทุนการสร้างหุ่นยนต์มีราคาสูงและต้องใช้แพลตฟอร์มจากพันธมิตรภาคเอกชนเข้ามาเป็นผู้สนับสนุน โดยจะเพิ่มแนวคิดสร้างหุ่นยนต์รูปแบบอื่น ๆ เพิ่มเติม เช่น หุ่นยนต์พูดคุยสำหรับผู้สูงอายุ เพราะหลาย ๆกรณีศึกษาพบว่าผู้สูงอายุไม่กล้าที่จะพูดคุยกับแพทย์หรือพยาบาลที่ดูแลโดยตรง แต่หากมีหุ่นยนต์เข้ามาเป็นตัวเชื่อมจะช่วยให้การรักษาได้รับผลตอบรับที่ดีขึ้น, หุ่นยนต์สำหรับดูแลเด็กเล็ก โดยปกติแล้วเด็ก ๆ จะชอบหุ่นยนต์ การที่มีหุ่นยนต์ช่วยดูแลเด็กก็จะช่วยให้การรักษาดีขึ้นได้ และหุ่นยนต์สำหรับดูแลผู้ติดเชื้อโดยเฉพาะ เพื่อป้องกันไม่ให้มีการระบาดจากผู้ป่วยสู่บุคลากรทางการแพทย์ที่รักษา ช่วยจำกัดการระบาดอยู่ในพื้นที่จำกัด เป็นต้น