จะเจ๋งขนาดไหน ถ้าแค่คิด แขนขาของเราก็ทำงาน โดยไม่ต้องออกแรง
นึกๆ แล้วคงเหมือนภาพยนตร์ Sci-fi ที่เคยดู ตัวละครมีพลังจิต ยกนั่นยกนี่อย่างไม่มีสาเหตุ
นอกจากจะบันเทิง อย่างไม่มีสาเหตุแล้ว ใครจะไปรู้ว่าเทคโนโลยีนี้ ยังอาจช่วยให้คนพิการที่ไม่สามารถขยับแขน ขา หรือส่วนอื่นๆ ได้กลับมามีชีวิตผ่านการใช้สัญญานสมอง เพื่อควบคุมการทำงานคอมพิวเตอร์ได้ด้วย พ่างงง แค่ฟังก็เท่แล้ว
ThisAble ชวนคุยกับพงศกร วิชาการ นักศึกษาปริญญาเอก สาขาวิศวกรรมชีวการแพทย์ มหาวิทยาลัยมหิดล ผู้พัฒนาระบบ BCI หรือ Brain Computer Interphase เทคโนโลยีสัญญานสมองควบคุมคอมพิวเตอร์ ที่อาจช่วยเปลี่ยนชีวิตคนพิการที่ไม่สามารถใช้งานร่างกายได้ หนำซ้ำตอนนี้ เทคโนโลยีดังกล่าว ยังถูกนำไปแข่งขันในเกมระดับนานาชาติอีกด้วย
BCI ทำงานยังไง?
บีซีไอ หรือสัญญานสมองควบคุมคอมพิวเตอร์ (BCI: Brain Computer Interphase) มีอุปกรณ์หลักคือ หมวกวัดสัญญานสมอง และอิเล็กโทดหรือโหนดเล็กๆ ที่ใช้วัดไฟฟ้าของสมอง
เมื่อจัดการบีบเจลใส (หน้าตาเหมือนกับที่ใช้ทำอัลตราซาวน์) บนส่วนที่ต้องการติดเครื่องจนเปียกแล้ว ก็ใส่หมวกและติดอิเลกโทดเหล่านั้นให้แนบกับหนังศีรษะที่สุด เครื่องก็เป็นอันพร้อมใช้งาน
หลังต่อเครื่องจนได้สัญญานแล้วก็เข้าสู่ส่วนที่สอง หรือการขยายสัญญาน เนื่องจากสัญญานสมองมีขนาดเล็ก กว่าจะผ่านชั้นศีรษะที่หนา สัญญานก็เหลือออกมานิดเดียว ส่วนนี้จึงทำหน้าที่ทั้งขยายสัญญาน และกรองสัญญานรบกวนออก เมื่อเหลือสัญญานสมองเพียวๆ ก็นำเข้าและเขียนโปรแกรมในคอมพิวเตอร์ เพื่อเทียบรูปแบบของความถี่ว่าหน้าตาเป็นอย่างไร จะต้องเขียนออกมาเป็นแบบไหน ใช้อะไรในการควบคุม เช่น หากวัดสมองส่วนหน้าที่เกี่ยวกับการคิดวิเคราะห์ จินตนาการตอนง่วง ค่าความถี่ก็จะต่ำลง ก็เป็นข้อมูลว่า กราฟแบบนี้แปลว่าง่วง หรือหากใช้เพื่อแข่ง ก็อาศัยการวัดสมองส่วนกลางค่อนไปทางซ้าย ซึ่งเกี่ยวข้องกับการขยับแขนขา โดยเขียนโปรแกรมว่า ถ้าหากเขายกแขนขาให้ขยับ ความถี่จะต้องเพิ่มขึ้นเป็นเท่าไหร่ และมีรูปแบบอย่างไร จึงเอาคำสั่งเหล่านี้ ไปควบคุมตัวละครในเกมอีกที
เนื่องจากสมองแต่ละคนไม่เหมือนกัน แต่ก็ใกล้เคียง หากอยากได้ความแม่นยำเฉพาะบุคคล ก็ต้องวัด (แบบที่เล่ามาข้างต้น) กันทีละจุดโดยขยับนิ้วและพ้อยท์ตำแหน่ง หรือนำเข็มเล็กๆ ปักลงไปในเนื้อสมองเพื่อวัดอย่างแม่นยำ
แม้จะก้าวหน้า แต่ก็ยังมีข้อถกเถียง
งานทดลองนั้นมีสองทางคือ หนึ่งพยายามไม่เอาอะไรไปใส่ในตัวคนไข้ (Non-Invasive) กับอีกทางคือใส่เข้าไปเลย (Invasive) แต่ในแง่การใช้งาน อาจไม่ต้องการการใช้งานที่ลึกขนาดนั้น ยิ่งหากเป็นของเล่นกระบวนการใส่เข้าไปก็อาจน่ากลัวเกินไป
ผลกระทบของการใส่เข้าไปคือ ร่างกายอาจจะต่อต้าน คนไข้จึงอาจต้องกินยาป้องกันการต่อต้าน ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อร่างกายส่วนอื่น หรือหากไม่ต่อต้าน แต่เมื่อใช้ไปนานๆ ก็อาจมีอะไรไปเกาะ และนำไฟฟ้าได้ไม่ได้ อาจมีอายุการใช้งาน 10-20 ปี แบบชุดไอรอนแมน ปัญหาคือจะทำยังไงให้วัดได้แม่นยำโดยไม่ฝังอะไรเข้าไป ดีไซน์อย่างไรสัญญานจะชัดขึ้น หรือทำอย่างไรจึงจะจับความถี่หรือเพิ่มช่องทางให้มากขึ้น
BCI เข้าสู่แวดวงการแข่งขันได้ยังไง?
แลปนี้อยู่ในคณะวิศวกรรมชีวการแพทย์ ซึ่งมีหลายสาขา ทั้งหุ่นยนต์ และโพลิเมอร์ ฯลฯ ส่วนนี้เป็นการนำเอาสัญญานสมองมาใช้ประโยชน์โดยเชื่อมต่อสัญญานสมองกับคอมพิวเตอร์ เช่น การใช้วีลเเชร์ที่บังคับด้วยสมอง หรือระบบเลือกจุดบนแผนที่ซึ่งสามารถใช้สัญญานสมองเพื่อบังคับจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง หากต้องคิดตลอดทางก็อาจจะล้า จึงมีระบบช่วยเหลืออย่างการเลือกสถานที่ แล้ววีลแชร์ก็จะวิ่งไปอัตโนมัติ
ที่ไปแข่ง จาก 6 ลีค ก็ไม่เหมือนกัน ลีคหนึ่งเป็น Functional Electric Stimulation ของจักรยาน คนแข่งใส่ขาเทียม ขยับขาไม่ได้ โดยติด ES (Electric Stimulation) หรือตัวกระตุ้นไฟฟ้าที่ขา จนขากลับมาขยับได้ แล้วก็ปั่นจักรยานแข่งกัน ส่วนของ บีซีไอไอเดียก็คือ เกมส์วิ่งแข่ง ตัวละครจะวิ่งแข่งกัน ทางผู้จัดการแข่งขันจะส่งต้นแบบเกมมาให้ เป็นเกมหลบหลีกอุปสรรคต่างๆ หลบ กระโดด หมุน สไลด์ แล้วก็ให้แต่ละทีมทำระบบ เอาสัญญาณสมองไปควบคุมตัวละครในเกม
ในการแข่งจริง ทั้ง 4 ทีมจะแข่งพร้อมกัน ก็มี 4 ระบบ ส่งคำสั่งไปควบคุมตัวละครตัวเอง ให้กระโดด ให้หนีสิ่งกีดขวาง
ภาพทีมแข่งขันจากมหิดล
ที่มา http://www.cybathlon.ethz.ch
ข้อกำหนดในการแข่งขัน มีอะไรบ้าง
ตอนไปแข่งเขาจะให้ฟิตร่างกาย มีการตรวจร่างกายและกำหนดว่า ผู้เข้าแข่งขันทุกคนจะต้องพิการจริง ตัววัดก็คือ ถ้าระหว่างการแข่งขันมีการขยับร่างกายมากเกินไป เขาก็จะให้ไม่ผ่านเกณฑ์ ตกรอบไปเลย
ศุภวัฒน์ เสมอภาค ตัวแทนคนพิการที่เข้าร่วมแข่งขัน กล่าวว่า คนแข่งไม่จำเป็นจะต้องเส้นประสาทขาด 100 เปอร์เซ็นต์ บางคนเป็นโปลิโอ บางคนเป็นซีรีบรัล เพาซี หรืออัมพาตครึ่งซีกก็มี ตอนนี้กำลังศึกษาว่า ในคนที่พิการมานานแล้ว กับคนที่เพิ่งพิการ การสั่งของสมองจะแตกต่างกันหรือไม่ เช่น จะหยิบแก้วน้ำ ก็ต้องมีคำสั่งกลับมาด้วยว่า มือถึงแก้วหรือยัง กางนิ้วมือไปถึงไหนยังไง หนักไปไหม ซึ่งส่วนนั้นคนพิการไม่มีสัญญาณวิ่งกลับคืนมา แต่อย่างน้อย ส่วนที่เกี่ยวข้องกับการวางแผน ส่วนที่เกี่ยวข้องกับการสั่งการ ยังคงทำงานอยู่
ไม่แน่เราอาจจะเอาสิ่งที่เปลี่ยนไปตรงนี้ ไปใช้ทำอะไรที่มากกว่าคนทั่วไปทำได้
ปกติสมองมีความยืดหยุ่น เวลาที่เสียสมองบางส่วนออกไป สมองรอบๆ ด้านจะเริ่มทำหน้าที่แทน
การแข่งจะมีการตรวจร่างกายและการตรวจสอบเทคนิคว่า ใช้อุปกรณ์ยี่ห้อไหน เบอร์ไหน มีเซฟตี้ไหม รวมถึงถามว่า โปรแกรมที่เราทำมีการตัดสัญญาณรบกวนมากแค่ไหน เซฟตี้แค่ไหน พอไปถึง เขาจะมาเช็คอยู่ว่าเครื่องเราหน้าตาแบบไหน ใช้แอมป์ยี่ห้ออะไร กันไฟรั่วไหม จากที่ดูก็คือฮาร์ดแวร์มีสเปคพอๆ กัน ยี่ห้อใกล้เคียงกัน บางที่ก็ใช้จำนวนช่องสื่อสาร ช่องวัดสัญญาณเยอะหน่อย บางคนก็อาจใช้แบบไร้สาย ขึ้นอยู่กับกำลังทรัพย์
เครื่องทำงานอย่างไร
พงศกรอธิบายว่า ชุดคำสั่งมีอยู่ 4 แบบ มี 3 คำสั่งในการเคลื่อนไหว คือกระโดด สไลด์และหมุน และคำสั่งที่ 4 คือนิ่ง
ตัวละครจะต้องวิ่งในบล็อกสี สมมติสีเหลืองเป็นรั้วไฟฟ้า ก็ต้องสไลด์หนีรั้วไฟฟ้า แล้วตัวละครอยู่ในบล็อกสีเหลืองก็ต้องคิดให้ถูก ไม่งั้นก็จะโดนฟ้าผ่า ในขณะเดียวกัน ถ้าเป็นสีม่วง สีฟ้า จะเป็นกระโดดกับหมุนตัว ก็ต้องทำตามให้ตรงคำสั่ง แต่ที่ยากจริงๆ คือ ช่องเปล่าๆ ที่ไม่มีสี ตัวละครต้องวิ่งไปเรื่อยๆ ห้ามกระโดด ห้ามสไลต์ ห้ามคิดคำสั่งอื่นในช่วงที่อยู่ในช่องเปล่าๆ ถ้าเผลอไปคิดผิดคำสั่งก็จะโดนฟ้าผ่า สรุปก็คือ มีสองแบบ ต้องคิดกับห้ามคิด“
ในฐานะคนเล่น คำสั่งไหนยากที่สุด
ศุภวัฒน์ เสมอภาค
ศุภวัฒน์กล่าวว่า ก็พอๆ กัน คือเมื่อเจออุปสรรคก็ต้องคิดแต่อาจจะตกใจ คิดเร็วเกินไปหรือคิดช้าเกินไป คิดแล้วคลื่นสมองตีกัน ก็กลายเป็นไปออกในท่าทางอื่นที่ไม่ได้สั่ง ก็มีผลต่อตัวละคร ถ้าเราปล่อยตัวละครวิ่งไปเฉยๆ โดยที่ไม่คิดอะไร ก็จะวิ่งช้าและอาจแพ้ได้ ปัญหาคือ การจับจังหวะแล้วก็การสั่งการ บางทีเรารู้แล้วว่าจะต้องสั่งการยังไง เราก็พยายามเร่ง คลื่นสมองก็อาจจะรบกวนกัน ทำให้เกิดคำสั่งที่ไม่ชัดเจน หรือชัดเจนเป็นคำสั่งอื่นแทน
พงศกรเล่าต่อว่า ในเวอร์ชั่นแรกๆ กระโดดก็คือกระโดดจริงๆ คนที่เล่นต้องคิดว่า ตัวเองกระโดด ขยับขาถีบตัวเองกระโดดอะไรอย่างนี้ แต่ก็เจอปัญหาว่า ตอนคิดที่จะขยับขากับขยับแขนเนี่ย ตำแหน่งมันใกล้กันมาก ยากที่จะระบุว่า ตกลงเป็นขาหรือแขน เราแลยพยายามใช้คำสั่งอื่นๆ เช่น การขยับแขนขวาคำสั่งนึง แขนซ้ายคำสั่งนึง หรือขยับทั้งสองแขนคำสั่งนึง ให้ชัดเจนขึ้น
เวลาไปแข่ง เราต้องพกอะไรไปบ้าง
ทั้งหมดชุดนี้แหละ ส่วนใหญ่อุปกรณ์ต่างๆ เราต้องขนไปเอง เขามีแค่หน้าจอคอมให้อย่างเดียว ถ้าส่วนสัญญานสมอง ก็มีหมวกแล้วก็มีเจลที่ใช้นำไฟฟ้า ต่อมาก็จะเป็นตัวเชื่อมสัญญาน สายต่อ USB แบตสำรอง
ทั้งกล่องนี่เท่าไหร่
อย่างชุดนี้เราเอาของที่ใช้ในแล็บเฉพาะทางไปใช้ รวมกันก็สี่ห้าล้านได้ครับ
ตอนที่ไปแข่งหลายประเทศก็ใช้อุปกรณ์ใกล้เคียงกัน แต่ถ้ามองเข้าไปลึกๆ จะพบว่า บ้านเขามีอุปกรณ์หน้าตาอย่างนี้เป็น 10 อัน ของเรามีอันเดียวอะไรอย่างนี้ จำนวนเงินที่ใช้ในการทำวิจัยก็ต่างกันเยอะ
ด้าน เจษฎา อานินท์ อาจารย์ด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวว่าเห็นการแข่งขันเมื่อประมาณ 3 ปีที่แล้ว จึงนำไปคุยกับอาจารย์ยชนันท์ ที่ปรึกษาทีมว่าน่าจะส่งเข้าร่วมประกวดได้ 2 ประเภทคือ ใช้คลื่นสมองควบคุมเกม กับอีกอันคือใช้ไฟฟ้ากระตุ้นกล้ามเนื้อปั่นจักรยาน
หลังพัฒนากว่า 1 ปี ก็พร้อมแข่งขัน
ดร. ยศชนัน วงศ์สวัสดิ์ รองคณบดีฝ่ายบัณฑิตศึกษาและวิเทศสัมพันธ์ ภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวว่าเมื่อดูระบบการบริหารจัดการทางยุโรป อเมริกา จะเห็นว่า งานวิจัยบางงานเกิดจากความพิการของตัวอาจารย์เอง อาจารย์ไม่มีขาแล้วก็เรียนมาทางนี้ เพื่อจะทำขาตัวเอง ถ่ายทอดความสนใจนี้ให้กับนักเรียน เพราะฉะนั้นงานวิจัยจึงไม่ได้เกิดจากสิ่งที่อยากทำเท่านั้น งานที่ออกมาทุกชิ้นใช้เวลาอย่างน้อย 10 ปี
ของไทย พอเปลี่ยนรัฐบาลงานวิจัยก็เปลี่ยน การสนับสนุนเรื่องนี้มันต้องสนับสนุนลักษณะระยะยาว แล้วก็ต้องสนับสนุนให้ผู้ใช้มีส่วนร่วมเยอะที่สุด
ควรสนับสนุนตั้งแต่ระบบการเรียน เปิดให้คนใช้งานได้มาเข้าร่วมการทำวิจัยจริง ให้คนพิการเข้ามามีส่วนร่วมเยอะกว่า ไม่ใช่ PR อย่างเดียว มันต้องแอคชั่นจริง
“ที่เมืองนอก อย่างแล็บที่ทำเกี่ยวกับคนพิการ ก็จะจ้างคนพิการเป็นนักวิจัย ไม่ใช่เป็นคนทดสอบอย่างเดียว นี่ทำให้งานวิจัยได้ใช้จริง เข้าถึงจริง”
ภาพทีมแข่งขันจากมหิดล
ที่มา http://www.cybathlon.ethz.ch
ที่ผ่านมาปัญหาเรื่องงบประมาณเป็นเรื่องสำคัญ มีแนวทางไหนที่ช่วยแก้ปัญหานี้
งบประมาณต้องมาลงที่คนมากขึ้น เพราะการทำให้คนมีความสามารถ ดีกว่าการไปซื้ออาวุธยุทโธปกรณ์ทิ้งไว้ อย่างอเมริกาเขาพัฒนาเรื่องนี้เพราะเกิดสงคราม ทุนเกี่ยวกับการพัฒนาอุปกรณ์จึงเกิดขึ้น เขาไม่ได้ซื้ออาวุธอย่างเดียวแล้ว เขามีเป้าพัฒนาคุณภาพชีวิตด้วย
พอไม่มีคนพัฒนาอุปกรณ์เหล่านี้ ราคาก็แพง เพราะมีไม่กี่เจ้าก็ผูกขาดราคา
อุปกรณ์เปล่านี้พัฒนาไม่ยากเท่าอุปกรณ์การแพทย์ เมื่อหลายคนเริ่มผลิต ราคามันก็จะถูกลง สุดท้ายก็เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในบ้านทั่วไป
