+แขนกลคนพิการ+

สวัสดีครับท่านผู้อ่านทุกท่าน!
วันนี้ก็เป็นการอัพเดต blog ตามคำมั่นสัญญาครับ ว่าจะมานำเสนอเรื่องราวของโครงงาน "แขนกลคนพิการ" อย่างละเอียดอีกครั้ง
ซึ่งโครงงานนี้ก็เพิ่งจะไปนำเสนอมาในงาน IRPUS ที่พารากอนฮอลล์ เมื่อปลายเดือนมีนาคมที่ผ่านมาครับ
โดยส่วนตัวก็รู้สึกว่าซุ้มที่ได้รับการจัดสรร ค่อนข้างเงียบเหงาไปหน่อย เพราะคนไม่ได้เดินผ่านเยอะมากเท่าใดนักConfused
แต่พอจังหวะจะมีคนเดินผ่าน ก็มักจะมาเป็นกลุ่ม หรือระลอก ทำให้บางทีก็ตอบปัญหาหรือพูดคุยกันแทบไม่ทันเลยครับ( ต้องขออภัยมา ณ ที่นี้ ด้วยครับ)
อย่างไรก็ดีครับ blog ครั้งนี้ผมก็จะนำเสนอเรื่องราวโดยละเอียดของแขนกลอีกรอบ
เพื่อให้ผู้ที่สนใจจะพัฒนาต่อหรือหาไอเดีย สามารถอ้างอิงหรือเก็บแรงบันดาลใจเหล่านี้ไปป่น เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่จะช่วยเหลือพี่น้องที่ขาดโอกาสต่อไปฮะHot 

รูปบนซ้าย: ทางเข้างาน IRPUS52 , รูปบนขวา: ผมถ่ายรูปกับชมรมคนม.เชียงใหม่รักสาวแว่น (มันตามมาถ่ายรูปกะสาวคนริมซ้ายครับ 55)


รูปบนซ้าย: ซุ้มของผมในงาน IRPUS ,รูปบนขวา: ถ่ายรูปรวมคนเฝ้าซุ้ม (จากซ้าย) เต่าและผม


รูปบนซ้าย: ซุ้มของผมอยู่ที่ริมสุดของโซนวิทยาศาสตร์สุขภาพ(สีฟ้า) เลยครับ

ก่อนที่จะเข้าสู่เนื้อหา ขอตอบคำถามที่มักจะโดนถามจากหลายทางครับ ว่า "ต่อไปผมจะทำอะไรต่อ?"
มันกลายเป็นบทสนทนายอดฮิต สำหรับเพื่อนที่ไม่ได้เจอกันนานฮะ ที่มักจะเริ่มต้นการทักทายแบบนี้
สมชาย: "เฮ้ย เป็นไงมั่งวะ ไม่เจอกันนาน"

ผม: "เออ เรื่อยๆ ว่ะ"
สมชาย: "แล้วมึงได้งานที่ไหน"
ผม: "ยังไม่ได้สมัครว่ะ รอเรียนต่ออยู่"
สมชาย: "โอ้ แล้วจะไปที่ไหน?"
ผม: "อ่อ ถ้าไม่อังกฤษ(Imperial) สิงคโปร์(NUS) ก็ไปญี่ปุ่น(ทุน panasonic)ว่ะ"

ก็ขอย้อนความไปคร่าวๆ ครับ ว่าความจริงแล้วผมวางแผนไว้ว่าจะไปเรียนต่อโทที่อเมริกา ด้าน biomimetic robot (หุ่นยนต์ที่เลียนแบบสิ่งมีชีวิต)
โดยตอนนั้นก็สมัคร Berkeley MIT และ UCLA ไปครับ .. ด้วยความหวังว่า SOP ที่พอใช้ กับ Recommend ที่จากอาจารย์สุดเทพ น่าจะถูกตอบรับบ้าง
แต่ผลปรากฎว่า.. ปิ๋วหมดเลยครับ ซึ่งก็น่าจะเป็นเพราะเกรดผมไม่สูงมากนักเมื่อเทียบกับเด็กคนอื่นที่สมัคร(3.47) กับ Toefl ที่ยังกลางๆ (ได้ 88 iBT)
ดังนั้นตอนนี้ผมก็เลยกลายเป็นคนที่ตกงาน และไม่มีที่เรียนต่อไปโดยปริยายฮะ 55+Eye-rolling

อย่างไรก็ดีครับ ผมก็ยังเชื่อว่า อะไรที่เกิดขึ้นแล้วย่อมดีเสมอในตอนท้าย
ดังนั้นตอนนี้ก็ผมก็คงทำได้แต่เตรียมตัวยื่นมหาวิทยาลัยใน 3 ทวีปที่เหลือ ให้ดีที่สุดเพื่อรอเค้าเรียกนั่นเองครับ
ฟังดูแล้วอาจจะน่าเศร้านะครับ.. แต่ระบบทุนนิยมก็งี้แหละ ก็ต้องสู้กันต่อไปHot


(ต่อไปจะขออนุญาตใช้ภาษาอังกฤษนะครับ เพื่อให้คนต่างชาติที่กำลังหาแรงบันดาลใจเรื่องได้เข้าใจเนื้อหาด้วยครับWink)
Anyway, it’s time to return to our main purpose.
I will inform you all details about my latest project, the prosthetic arm, which I have spent my entire previous semester to accomplish it.
This prosthetic arm is provided for people who is a paralysis, in level of C5 quadriplegia, or amputee.
 In the case of C5 quadriplegia, the patient can not control their limbs below the shoulders and feel nothing.
My inspiration stems from one woman who is a paralysis. She came to the lab for which I had worked to test my prof’s device.
She tried to control a cursor on the computer screen to click on a screen keyboard program, and could type only 20 letters in 10 minutes.
I was very much intrigued by this endeavor and I felt that I have to do something to help this lady.
So, the hard riddle is how this patient can manipulate the prosthetic arm to attain and pick up a bottle of water to drink herself.

I searched on an internet and found many solutions that might be suitable for solving this problem.
They are, for example, an EEG, a voice recognition etc.But I then considered about their cost and flexibility of using.
 <The EEG
The EEG is very expensive and not practical since the electrodes used for acquiring signal will be off easily after 2-3 hours. 
Whereas, the voice recognition is not proper for new patient who are injured by an accident, they could not speak or even breathe in themselve.
I, therefore, concluded the best method is a "motion recognition" which receive signal of movement from the patient’s head and shoulders.
A 2-axises accelerometer sensor, ADXL202, is attached on the cap to detect the movement of the head in vertical axis.
And a digital compass, CMPS03, is also used for checking patient’s head’s horizental movement. 

Then, the microcontroller, P89V51RD2, will process and send out signal to control a motor of each arm’s joint.
Of course, the close-loop control must be used, the feed-back sensor of the joint is a potentiometer.
An Integrated controller yields  the system attain a steady state faster and it also corrects a rotational speed effectively. 


I chose motors and other mechanical structure carefully, since I want to reduce the cost of this arm to the lowest.
You know, Thai people, especially our target group, have low average income. Then, lower the cost, higher the number of helped patients. 
So I bought only second-hand car’s motor (a motor in the picture is car’s wiper motor).
Even though those motors are inexpensive, but they rotate very fast and consume high current, up to 10 A, so this is why I used the controller.

After I knew the arm manipulation solution, I then seached for the prosthetic arms which exist in this world, and I found many fantastic arms. 
 
The upper picture is so-called the world’s best prosthetic arm, produced by
DEKA company, by Dean Kamen who invented the segway.
Honestly, I know that could only be provided for a rich man or ads, since it cost about almost a million dollars!
(Thai goverment might fund their whole annual budget to afford this invention for 10k outreach disabled)
Hence, let’s see my version, it costs only 500 UsD lol Hot

Firstly, I utilized CAD program named CATIA (my faculty purchased the license, wow!) to design the arm.
The advantage of designing in computer is I can test the strength of each part via FEA(Finite Element Analysis),
so I am assured after real manufacturing process and assembling, all of parts will not be broken in normal works.
Besides I will know the limitation of arm’s movement and can obtain some parameters to fill in simulation program.   

After accomplishing design section, I manufactured most of the parts myself, but some complex parts I sent to a CNC factory.
And these pictures are the result of my passion..

 
The arm set is attached at the back of a patient’s chair. The patient will sit on her seat and wear the sensor cap.
In the right figure, you could see the potentiometer that detect changing of degree of the prosthetic arm.  

The user can choose the program provided for her, control the cursor or prosthetic arm, by nodding her head.
A 2-times nodding will get into cursor control program, the patient will drag the cursor to any direction by
only turns her head into that way. And If she wants to click on some folder, she just lift up her left shoulder.
Also, a 3-times nodding means you want to operate the arm, the controlling is quite complex so I will explain tersely. 
 


A hand is formed of 2 servo motors, one for grasping, another for rotating a wrist.
I suggest to choose a digital servo motor since it very much endures to noise except you don’t care water slop over yourself.
A motor at the elbow is also a car second-hand motor, which is normally used for open/close car’s door window.


Inside the box is an electronic circuit set. You could see 2 boards located over there.
The large one controls all process of arm manipulation and sensor checking,
whereas a tiny one operates loud speaker, which will inform the patient about current commanding. 

Also, there are 2 shoulder sensor, made of simple limit switch, to detect the lifting up of each patient’s shoulder.
For safety, I installed an emergency switch (the red button) for some adverse situation.
when the head movement and the shoulder are mixed together, the many patterns of command will be occured.
For example, if the right shoulder lifts up while the head is turned up, the arm will lift up as well.
But if the left shoulder lifts up while the head is turn down, the arm will retract. 

All in all, there are many outreach disbled who are waiting for our help, not only contribution but also this kind of invention.
So I hope my senior project will benefit and provide you some inspirations to fulfill those people’s dream.

For video of this project, I have uploaded on youtube as shown below Hot

โครงงานนี้ก็สำเร็จไม่ได้นะครับ ถ้าขาดผู้สนับสนุนอย่างโครงการ IRPUS ที่ให้โควต้าเงินทุนกับโครงงานแขนกลคนพิการนี้
และจะเกิดขึ้นไม่ได้ถ้าขาดแรงบันดาลใจเริ่มต้นอย่างพี่เก๋ ที่จุดประกายให้ผมสนใจที่จะเอาความรู้มาทำประโยชน์ให้สังคมมากกว่าหาเงิน
สุดท้ายก็ต้องขอบคุณท่านอาจารย์ มานะ ศรียุทธศักดิ์ ที่คอยกระตุ้น และให้ข้อคิดดีๆ หลายต่อหลายอย่างครับWink

ขอบคุณที่ติดตามครับ!

 
This entry was posted in My Previous Projects. Bookmark the permalink.

3 Responses to +แขนกลคนพิการ+

  1. Ploy says:

    มาให้กำลังใจจ้า

  2. SnC says:

    ขอแสดงความยินดีกับโปรเจคพี่แก๊ปที่ผ่านไปได้อย่างสวยงามครับเจ๋งจริงๆ หุหุหุเป็นกำลังใจ ไปต่อเืมืองนอกให้ได้นะครับ

  3. Honey says:

    โปรเจ็คเค้าดีจริงๆแฮ่ะ เสียดายที่ปีนี้ไม่ได้แวะไป IRPUSยังไงก็สู้อไปนะคะ สำหรับโปรเจ็คที่มีประโยชน์แบบนี้เอาใจช่วยค่ะ ^^

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s