ระบบตรวจจับตำแหน่งเท้าบนพื้นที่ติดตั้งเซนเซอร์แอลดีอาร์

ชื่อผลงาน: ระบบตรวจจับตำแหน่งเท้าบนพื้นที่ติดตั้งเซนเซอร์แอลดีอาร์

        การฝึกหัดเดินเป็นขั้นตอนหนึ่งในการฟื้นฟูร่างกายและเสริมสร้างความสามารถในการควบคุมร่างกายสำหรับผู้ป่วยที่เป็นโรคที่ส่งผลต่อสมอง ไขสันหลัง เส้นประสาท รวมถึงการบาดเจ็บที่ขา เพื่อให้ผู้ป่วยสามารถกลับมาเดินได้อีกครั้ง ต้องอาศัยกระบวนการเรียนรู้วิธีการเดิน ซึ่งถูกควบคุมดูแลโดยที่ปรึกษาด้านกายภาพบำบัดหรือเวชศาสตร์ฟื้นฟู ในระหว่างการฝึกนั้น สิ่งที่นักกายภาพบำบัดต้องการประเมิน คือ การสัมผัสของฝ่าเท้า การกระจายของน้ำหนักให้สมมาตรกันทั้งสองข้าง ระยะการก้าวและความเร็วในการก้าว ปัญหาในปัจจุบัน คือ นักกายภาพบำบัด ใช้วิธีการสังเกตและประสบการณ์ ในการประเมินผู้ป่วยว่าการเดินของผู้ป่วยนั้นถูกต้องหรือไม่ ด้วยการใช้วิธีการสังเกต ทำให้มีโอกาสประเมินผลผิดพลาดได้ ซึ่งจะมีผลต่อการวิเคราะห์เพื่อวางแผนการฝึกให้กับผู้ป่วยอีกด้วย ดังนั้น การพัฒนาระบบตรวจจับตำแหน่งท้าจึงสามารถช่วยนักกายภาพบำบัดให้สามารถประเมินผลการฝึกเดินได้ทันทีและอย่างเป็นรูปธรรม 

       การประยุกต์ใช้ระบบตรวจจับตำแหน่งเท้าอีกกรณี คือ การประเมินสมรรถภาพของเด็ก ผู้สูงอายุหรือนักกีฬา เช่น การฝึกก้าวเท้าของเด็กในวัยประถมศึกษา เนื่องจากเด็กในวัยนี้ กำลังอยู่ในช่วงการเจริญเติบโตทางด้านร่างกายและจิตใจ การฝึกก้าวเท้าจึงเป็นการพัฒนาการทรงตัวและการตอบสนอง, การฝึกการเคลื่อนที่และเปลี่ยนทิศทางอย่างรวดเร็วของนักกีฬา ซึ่งสามารถใช้ฝึกการทำงานร่วมกันระหว่างระบบประสาทและกล้ามเนื้อได้เป็นอย่างดี ในกรณีผู้สูงอายุนั้น ได้มีโปรแกรมการออกกำลังกายแบบก้าว ประกอบด้วยการก้าวเท้าเดินช้าๆ ไปในทิศทางด้านหน้า ด้านข้าง ด้านหลังและด้านทแยงมุม

ดังนั้น ผู้วิจัยจึงมีแนวคิดที่จะพัฒนาระบบตรวจจับตำแหน่งเท้าบนพื้น ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานในด้านต่างๆ 

       ระบบที่พัฒนาขึ้นนี้ ประกอบด้วย 2 ส่วน คือ แผ่นตรวจจับการวางฝ่าเท้าและคอมพิวเตอร์ประมวลผล โดยมีโปรแกรมวิเคราะห์และแสดงผล แต่ละแผ่น มีหมายเลขเฉพาะ เพื่อใช้อ้างอิงในการดึงค่าที่ได้ไปยังโปรแกรมแผ่นตรวจจับการวางฝ่าเท้าทำจากโฟม EVA มีน้ำหนักเบา 1 แผ่น มีขนาด 60 เซนติเมตร x 60 เซนติเมตร หนาประมาณ 1 นิ้ว ขอบของแต่ละแผ่น มีลักษณะเป็นตัวต่อจิ๊กซอว์ เพื่อให้ง่ายต่อการประกอบเข้าด้วยกัน ซึ่งจะทำให้พื้นที่การเดินเพิ่มขึ้น เซนเซอร์ที่ใช้ในการตรวจจับการวางฝ่าเท้า คือ เซนเซอร์ LDR หรือ เซนเซอร์ตรวจจับแสง ในแต่ละแผ่น จะวาง LDR ในรูปแบบ 11 x 11 ซึ่งแต่ละเซนเซอร์ห่างกัน 5.6 เซนติเมตร เพื่อให้ครอบคลุมตำแหน่งการวางฝ่าเท้า ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ได้จากแต่ละวงจรของเซนเซอร์จะแตกต่างกันระหว่างมีเท้าวางอยู่กับไม่มีเท้า ทำให้เราสามารถทราบตำแหน่งการวางฝ่าเท้าได้อย่างถูกต้องข้อมูลที่ได้จากเซนเซอร์แต่ละแผ่น จะถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์  Raspberry Pi โปรแกรมที่เขียนไว้ จะแปลงข้อมูลที่ได้จากเซนเซอร์ทั้งหมดให้เป็นภาพแสดงบนหน้าจอ ในลักษณะคล้ายฝาเท้า ผู้ใช้งาน สามารถดูตำแหน่งการวางเท้า ระยะห่างของการก้าวเท้า จากหน้าจอได้โดยตรง พร้อมทั้งมีการแจ้งเตือน ถ้าหากระยะก้าวเท้า ไม่ถูกต้อง 

(1) ใช้เซนเซอร์แสง (LDR) ซึ่งสามารถหาซื้อได้ทั่วไปและมีราคาถูก 

(2) สร้างแผ่นตรวจจับการวางเท้าที่สามารถนำมาต่อขยายได้จำนวนมากและในรูปแบบที่แตกต่างกันได้ 

(3) สามารถเคลื่อนย้ายและจัดเก็บแผ่นตรวจจับการวางเท้าได้สะดวก 

ขณะนี้ ได้ทดสอบการตรวจจับเท้าและระยะการก้าวเท้า โดยใช้แผ่นทั้งหมด 6 แผ่น ในรูปแบบ 6x1 และ 3x2 

      เนื่องจาก 1 แผ่น จะติดตั้งเซ็นเซอร์ทั้งหมด 121 ตัว และต้องมีการเซาะร่องแผ่นเพื่อติดตั้งสายไฟที่มีขนาดเล็กและเชื่อมต่อวงจร ทำให้ต้องใช้เวลาในการประกอบเสร็จ 1 แผ่น

นักวิจัย พยายามหาโจทย์วิจัย แต่จริงๆ แล้ว ทุกอาชีพ ทุกชุมชน คือ แหล่งของโจทย์ปัญหา โจทย์วิจัย เพียงแต่เราต้องเข้าถึง เข้าใจ โจทย์ปัญหาดังกล่าว ถ้าเราสามารถแก้ปัญหาให้กับชุมชน หรือ ผู้ประกอบการได้ ก็จะเป็นประโยชน์ทั้งกับตัวเราเอง และ ผู้ที่เกียวข้องทั้งหมด