ดร.วิบูลย์ แสงวีระพันธุ์ศิริ นักวิจัยหุ่นยนต์ระดับชาติ

เรื่อง กาญจนา อายุวัฒน์ธนชัยภาพ ประกฤษณ์ จันทะวงษ์

33 ปีของการเป็นอาจารย์กว่า 30 ปีของการคิดค้นและสร้างหุ่นยนต์ ทำให้ ศ.ดร.วิบูลย์ แสงวีระพันธุ์ศิริ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวรกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ได้รับรางวัล "นักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ" สาขาวิศวกรรมศาสตร์และอุตสาหกรรมวิจัย ประจำปี 2559 กับผลงานวิจัยด้านเทคโนโลยีหุ่นยนต์ทางการแพทย์เพื่อฟื้นฟูสมรรถภาพผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมอง และล่าสุดได้รับรางวัล "วิศวจุฬาดีเด่น" ประจำปี 2560 จากสมาคมนิสิตเก่าวิศวกรรมศาสตร์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ที่มอบให้แก่นิสิตเก่าและคณาจารย์ที่ประสบความสำเร็จในหน้าที่การงานและมีผลงานโดดเด่น

อาจารย์สร้างคน

หลังจบปริญญาตรีจากภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ ศ.ดร.วิบูลย์ ได้ไปศึกษาต่อปริญญาโทและจบปริญญาเอก ด้านเครื่องจักรที่ควบคุมการทำงานด้วยคอมพิวเตอร์ จากสหรัฐอเมริกาเป็นคนแรกของประเทศไทย จากนั้นได้กลับมาเป็นอาจารย์ที่ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล จุฬาฯ ตั้งแต่ปี 2527 จนถึงปัจจุบัน

"ในตอนนั้นคนไทยยังไม่ตื่นตัวเรื่องหุ่นยนต์ หรือเครื่องกล แต่เริ่มสนใจเรื่องคอมพิวเตอร์ พอจบปริญญาเอกมาผมเลยสมัครเป็นครู เพราะครูเป็นอาชีพที่ค่อนข้างเป็นอิสระ และผมอยากสร้างสิ่งประดิษฐ์ใหม่ๆ แล้วถ่ายทอดให้ลูกศิษย์สามารถพัฒนาและสร้างเครื่องจักรสมัยใหม่ได้ ซึ่งนักวิศวกรเครื่องจักรสมัยใหม่จะเป็นกลไกที่สำคัญมากในการผลิต" ศ.ดร.วิบูลย์ กล่าว

"ถึงแม้ว่าในอนาคตเครื่องจักรจะเข้ามาทำงานแทนมนุษย์ แต่ไม่ว่าอย่างไร คนก็สำคัญที่สุด เพราะเครื่องจักรจะเกิดขึ้นได้ต้องมีคนออกแบบ คนสร้าง และคนพัฒนา โดยเฉพาะในตอนนี้ที่รัฐบาลกำลังพัฒนาประเทศไปสู่ไทยแลนด์ 4.0 หน้าที่ของผมคือ สร้างเด็กที่มีความรู้ความสามารถและเด็กเหล่านั้นจะเป็นแรงขับเคลื่อนประเทศชาติต่อไป"

ศ.ดร.วิบูลย์ แสงวีระพันธุ์ศิริ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวรกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ขณะเดียวกัน ศ.ดร.วิบูลย์ ก็มีความกังวลใจเกี่ยวกับสถานการณ์อัตราเด็กเกิดใหม่น้อยลง ซึ่งอาจทำให้อาชีพวิศวกรขาดแคลน รวมถึงภาวะเศรษฐกิจในปัจจุบันที่ย่ำแย่ ทำให้พ่อแม่ไม่มีทุนส่งลูกเรียนต่อในระดับที่สูงขึ้น เนื่องจากการเป็นวิศวกรด้านเครื่องจักรสมัยใหม่จำเป็นต้องเรียนต่อปริญญาโทและเอกเพื่อสร้างวิชาชีพที่ยั่งยืน

"คุณสมบัติของคนที่เรียนวิศวกรรมเครื่องกลต้องเกิดจากความชอบก่อนเป็นอันดับหนึ่ง จากนั้นอันดับสองต้องชอบเรียนคณิตศาสตร์และศาสตร์ทางด้านวิศวกรรมที่เกี่ยวข้อง โดยธรรมชาติของคนที่เก่งคณิตศาสตร์จะสามารถคิดพลิกแพลงได้เก่งกว่า คิดได้ลึกกว่า คิดสลับซับซ้อนได้ ถ้าใครเก่งคณิตศาสตร์จะไปจับอะไรก็เก่งหมด การสร้างเครื่องจักรสมัยใหม่ต้องอาศัยคณิตศาสตร์ที่ยาก เปรียบเทียบเหมือนถ้าผมจะคุมคน ก็ต้องรู้จักคนคนนั้น ฉะนั้นผมต้องจำลองนิสัยคุณในรูปของคณิตศาสตร์ตามสมการและวิธีการที่ร่ำเรียนมา แต่ปัจจุบันผมปั้นเด็กช้าลงไปเพราะเด็กเรียนคณิตศาสตร์น้อยลง ซึ่งน่ากังวลในฐานะอาจารย์" ศ.ดร.วิบูลย์ กล่าวเพิ่มเติม

อาจารย์นักประดิษฐ์

จากความสนใจเรื่องหุ่นยนต์และเครื่องจักรสมัยใหม่ ทำให้ในช่วงแรก ศ.ดร.วิบูลย์ เป็นผู้คิดค้นและพัฒนาหุ่นยนต์ในงานอุตสาหกรรม จนกระทั่งประมาณ 3 ปีที่แล้ว เริ่มนำความรู้ด้านวิศวกรรมมาสร้างหุ่นยนต์ทางการแพทย์ชื่อ หุ่นยนต์กายภาพบำบัดส่วนแขนแบบโครงร่างสำหรับฟื้นฟูสมรรถภาพที่แขนของผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมอง ร่วมกับภาควิชาเวชศาสตร์ฟื้นฟู คณะแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย โดยได้พัฒนาแขนหุ่นยนต์แบบสวมใส่ หรือแบบโครงร่าง (Exoskeleton Robot) ที่มีลักษณะการเคลื่อนที่คล้ายกับแขนคน มีการเคลื่อนที่แบบ 4 องศาอิสระ ทำให้ช่วงการทำงานของข้อต่อมีการเคลื่อนที่สอดคล้องคล้ายกับแขนส่วน

ระบบจะมีมอเตอร์ขับเคลื่อน 4 ตัวที่ทำหน้าที่ส่งแรงเพื่อเสริมหรือต้านแรงจากข้อต่อทั้ง 4 ของมนุษย์ โดยที่กลไกได้ถูกออกแบบให้มอเตอร์สามารถขับเคลื่อนเพื่อส่งแรงไปที่ข้อต่อแต่ละชุดอย่างเป็นอิสระจากกันให้มากที่สุด ซึ่งหุ่นยนต์แขนกลดังกล่าวได้รับการทดสอบจากคณะวิจัยทางคณะแพทย์แล้วว่า ใช้งานง่าย ปลอดภัย ใช้มอเตอร์ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา สะดวกต่อการเคลื่อนย้าย และมีราคาถูก อีกทั้งยังทดแทนปัญหาการขาดแคลนบุคลากรทางการแพทย์ได้ด้วย

ศ.ดร.วิบูลย์ แสงวีระพันธุ์ศิริ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวรกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

การใช้หุ่นยนต์เพื่อการฟื้นฟูสมรรถภาพของแขนข้างอ่อนแรงเป็นวิธีหนึ่งที่นำมาใช้ในปัจจุบัน เนื่องจากการใช้หุ่นยนต์เพื่อการฟื้นฟูจะช่วยให้ผู้ป่วยที่ยังมีการฟื้นตัวของประสาทสั่งการน้อย สามารถฝึกการใช้งานแขนซ้ำๆ ได้เป็นจำนวนครั้งที่มากกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับการฝึกแบบดั้งเดิม ซึ่งทักษะการใช้งานจะแปรผันตามจำนวนครั้งที่ฝึก อีกทั้งระบบเกมและการให้ข้อมูลตอบกลับจะทำให้การฝึกน่าสนใจ สนุก และท้าทาย

เมื่อผู้ป่วยมีการฟื้นตัวของประสาทสั่งการมากขึ้น การใช้หุ่นยนต์ที่มีระบบตรวจจับสัญญาณต่างๆ จะทำให้สามารถรับรู้ได้ถึงแรงตอบรับ รวมทั้งตำแหน่งและความเร็วในการเคลื่อนที่ของผู้ใช้ นำมาสู่การติดตั้งระบบติดตามพัฒนาการของผู้ใช้เฉพาะบุคคล ซึ่งจะบันทึกและติดตามพัฒนาการของผู้ใช้แต่ละบุคคล และปรับเปลี่ยนลักษณะการเคลื่อนไหวรวมทั้งแรงที่หุ่นยนต์สร้างขึ้นตามกำลังกล้ามเนื้อที่เปลี่ยนแปลงไป

"การแพทย์และวิศวกรรมเครื่องกลต้องช่วยกันไป ต้องปรับปรุงไปเรื่อยๆ โดยทางแพทย์จะเป็นผู้ใช้ ส่วนวิศวกรจะเป็นผู้พัฒนา ซึ่งเราต้องขอคำแนะนำจากทางแพทย์ว่าอยากได้อะไร ต้องปรับแก้ตรงไหน เพื่อนำเครื่องมือไปรักษาโรค หรือรักษาอาการได้ ดังนั้น ถ้านักวิศวกรผลิตเครื่องมือแพทย์โดยไม่มีหมอก็จะไม่มีประโยชน์เลย"

นอกจากนี้ ศูนย์เทคโนโลยีหุ่นยนต์ ภายใต้การนำของ ศ.ดร.วิบูลย์ ยังได้พัฒนาหุ่นยนต์กายภาพบำบัดอีกหลายรูปแบบ อาทิ หุ่นยนต์ที่ใช้ในการฟื้นฟูการเคลื่อนไหวที่ข้อมือ ซึ่งสามารถเคลื่อนที่คล้ายกับการเคลื่อนที่ของข้อมือมนุษย์ หุ่นยนต์ที่ใช้ในการฟื้นฟูแขนท่อนบนแบบจับที่ปลาย ซึ่งในวงการกายภาพบำบัดถือเป็นระบบที่มีการศึกษากันมาก่อนระบบอื่น และหุ่นยนต์ที่ใช้ฟื้นฟูสมรรถนะการเคลื่อนที่ของขา เพื่อการฟื้นฟูส่วนขาแบบท่านั่ง เป็นต้น โดยระบบหุ่นยนต์ทางการแพทย์ที่พัฒนาขึ้นทุกแบบได้ปฏิบัติตามขั้นตอนของจริยธรรมทางการแพทย์ในการทดสอบการใช้งานกับมนุษย์ เพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยในการใช้งาน มีประสิทธิภาพของการรักษา และไม่มีผลกระทบเชิงลบต่อผู้ป่วยในการใช้งาน

ศ.ดร.วิบูลย์ แสงวีระพันธุ์ศิริ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวรกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

อาจารย์นักพัฒนา

หลายคนคงเคยได้ยินคำว่า งานวิจัยขึ้นหิ้ง แต่สำหรับสิ่งประดิษฐ์ทุกชิ้นล้วนสร้างขึ้นจากความจำเป็น เพื่อนำชิ้นส่วนใดก็ตามไปพัฒนาต่อให้เป็นสิ่งประดิษฐ์ใหม่ ซึ่งแม้ว่ามหาวิทยาลัยจะไม่สามารถขายสิ่งประดิษฐ์ได้ แต่สามารถขายองค์ความรู้ให้เอกชน เพื่อนำไปผลิตสินค้าสู่ตลาดได้

"การผลิตสินค้าไฮเทคยากๆ จะขายยาก ยกตัวอย่างเช่น เครื่อง ซีเอ็นซีหรือหุ่นยนต์ ซึ่งเป็นสิ่งที่ขายยากเพราะราคาสูง ดังนั้นเอกชนจะลงทุนได้เมื่อเขารู้ว่าสามารถทำกำไร แต่เราก็ไม่ได้สนใจว่าสิ่งที่เราสร้างขึ้นมาจะขายได้หรือเปล่า เพราะตอนนี้เราทำเพื่อบริจาคให้โรงพยาบาลรัฐบาล"

สำหรับลิขสิทธิ์ของสิ่งประดิษฐ์จะเป็นของจุฬาฯ เมื่อมีผลประโยชน์จากลิขสิทธิ์เข้ามาจะแบ่งให้จุฬาฯ ร้อยละ 30 ส่วนอีกร้อยละ 70 จะให้อาจารย์ผู้สร้างและอาจารย์จะแบ่งอีกครึ่งหนึ่งให้กับนิสิตในโปรเจกต์นั้น

"สิ่งที่ผมทำอยู่ตอนนี้ไม่ได้มองเป็นเรื่องของธุรกิจเลย ไม่มีคำว่ากำไร ขาดทุน แค่เราทำประโยชน์ให้สังคมได้ก็พอใจแล้ว ได้รับความภาคภูมิใจในวิชาชีพวิศวกรที่สามารถช่วยผู้ป่วยได้ ถ้าเราทำเครื่องมือดีแสนดียังไงก็ตาม แล้วให้นายทุนไปทำกำไรเยอะๆ มันก็จบอยู่แค่นั้น แต่ถ้าเราทำเครื่องมือที่ดีแล้วนำไปใช้ทางการแพทย์ ช่วยให้คนที่เป็นทุกข์หายจากโรค หรือมีอาการที่ดีขึ้น มันดีที่สุดแล้ว"

ศ.ดร.วิบูลย์ กล่าวทิ้งท้ายว่า เป้าหมายในชีวิตไม่ใช่การได้รับรางวัลมากมาย แต่คือการได้เป็นอาจารย์ ได้คิดค้นสิ่งประดิษฐ์ใหม่ๆ และหวังว่าหุ่นยนต์ทางการแพทย์จะถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลาย เพื่อเกิดประโยชน์ต่อคนในสังคมให้มากที่สุด n