การออกแบบและพัฒนาระบบควบคุมขาเทียมเหนือเข่าแบบฟัซซี่อัลกอลิทึม

ชื่องานวิจัย การออกแบบและพัฒนาระบบควบคุมขาเทียมเหนือเข่าแบบฟัซซี่อัลกอลิทึม
แหล่งที่มา http://tdc.thailis.or.th/ ค้นหาคำว่า "ขาเทียม"

วัตถุประสงค์
1. เพื่อออกแบบชิ้นส่วนขาเทียมโดยเน้นส่วนข้อเข่าเทียมชนิดแกนเดียว โดยออกแบบจุดหมุนข้อเข่าให้ทำงานร่วมกับกระบอกไฮดรอนิวเมติกส์
2. เพื่อประยุกต์ใช้หลักการควบคุมแบบฟัซซี่ในการออกแบบโปรแกรมควบคุมระบบ
3. เพื่อออกแบบระบบควบคุมขาเทียมโดยใช้ต้นทุนต่ำ
กลุ่มตัวอย่าง
ผู้พิการตัดขาระดับเหนือเข่า ไม่ได้กล่าวถึงจำนวน จากงานวิจัยเป็นการออกแบบขาเทียมต้นแบบ 1 ชิ้น เบ้าสวมขาทำขึ้นเฉพาะสำหรับผู้พิการ 1 คน
ขั้นตอนการวิจัย
1. ออกแบบจุดหมุนข้อเข่าเทียมให้ทำงานร่วมกับกระบอกไฮดรอนิวเมติกส์ งอสูงสุด 90 องศา เหยียดออก 180 องศาและมีบ่าล็อกข้อเข่า
2. ออกแบบสร้างวาล์วแบบสกรูควบคุมการปรับหมุนด้วยสเต็ปเปอร์มอเตอร์สามารถปรับต้านการไหลของอากาศและน้ำมันในกระบอกได้
3. ออกแบบสร้างแบบเบ้าขาเทียมอลูมิเนียมและติดตั้งอุปกรณ์วัดแรงกระทำที่เป้าสวมขา
4. ติดตั้งอุปกรณ์วัดการทำมุมของของข้อเข่าเทียม โดยใช้อุปกรณ์วัดความเข้มสนามแม่เหล็ก
5. ออกแบบตัวควบคุมแบบฟัซซี่ให้ประมวลผลบนไมโครคอนโทรลเลอร์โดยวัดจากแรงเครียดบนเบ้าขา
6. เชื่อมโยงระบบให้รับสัญญาณจากเซ็นเซอร์รับแรงกดและเซ็นเซอร์ตรวจวัดแรงสวิงข้อเข่ามาประมวลผล
7. ทดสอบระบบควบคุมโดยเครื่องจำลองสัญญาณแทนสัญญาณจริงใน 6 สถานการณ์
7.1 เดินปกติ
7.2 เดินเร็ว
7.3 เดินเฉียงไปซ้าย
7.4 เดินเฉียงไปขวา
7.5 ถอยหลัง
7.6 การนั่งไปยืน และการยืนไปนั่ง
ผลการวิจัย
ข้อมูลที่เก็บจากผู้พิการ 6 สถานการณ์ และบันทึกผลการตอบสนองด้วยเครื่องบันทึกจำนวน 10 ครั้ง เพื่อหาความถูกต้องแม่นยำขณะเดียวกันในการควมคุมตำแหน่งวาล์วจะสามารถให้ความถูกต้องของการควบคุมตำแหน่ง เป็น 80% และใช้ช่วงเวลาการตอบสนองด้วยเครื่องบันทึกจำนวน 10 ครั้ง เมื่อเทียบกับการคำนวณ
ประโยชน์ที่ได้รับ
1. เพื่อใช้หลักการควบคุมแบบฟัซซี่ออกแบบโปรแกรมควบคุมขาเทียม
2. เพื่อนำไมโครคอนโทรลเลอร์มาใช้ในการควบคุมข้อเข่าเทียมให้เราสามารถนำไปประยุกต์ใช้ออกแบบเครื่องมือเกี่ยวกับอุปกรณ์การแพทย์ชนิดอื่นๆ ได้
วิเคราะห์วิจารณ์
เป็นวิทยานิพนธ์ที่ดีและมีประโยชน์ โดยออกแบบและพัฒนาระบบควบคุมขาเทียมเหนือเข่าแบบฟัซซี่อัลกอลิทึมจากขาเทียมแบบเดิม ซึ่งจะมีข้อจำกัดและขีดความสามารถที่ต่างกัน โดยคงเอาส่วนดีของแต่ละรูปแบบและนำปัญหามาปรับปรุงแก้ไข จนกลายเป็นขาเทียมต้นแบบที่ทำจากวัสดุในประเทศไทย ราคาต้นทุนต่ำ และใช้การทดสอบโดยจำลองสถานการณ์ที่เกิดขึ้นจริงในชีวิตประจำวัน 6 สถานการณ์ เช่น นั่งไป ยืน เดิน เดินเร็วและเดินถอยหลัง ดังนั้นเพื่อให้เกิดประโยชน์ยิ่งขึ้นกับผู้พิการ จึงควรมีงานวิจัยต่อยอดเพื่อการพัฒนาขาเทียมให้ดียิ่งขึ้น ในเรื่องของ
1. น้ำหนักของขาเทียม เนื่องจากวัสดุที่ใช้เป็นอลูมิเนียมทำให้ยังคงมีน้ำหนักที่มาก
2. การลดการสึกหรอของจุดหมุน ตลอดจน วิธีการใช้และดูแลรักษาเพื่อลดการสึกหรอ และการซ่อมแซมหรือการปรับเปลี่ยนอุปกรณ์ที่สึกหรอให้ง่ายยิ่งขึ้น
3. ด้านต้นทุน ถึงแม้ว่า อุปกรณ์ที่ประกอบเป็นขาเทียมทั้งหมดนี้จะราคา 600 บาท แต่เมื่อดูค่าที่จะต้องเสียไปจากกระบวนการผลิตแล้ว เป็นต้นทุนการผลิตที่สูง
4. ความสวยงาม และความพึงพอใจของผู้ใช้
5. นำมาทดสอบในกลุ่มเป้าหมายที่มากขึ้น เนื่องจากผู้พิการมีปัญหาและขีดความสามารถที่ไม่เหมือนกัน และทดสอบใช้ในสถานการณ์ในชีวิตประจำวันอื่นๆ เช่น การขึ้นบันไดและการขึ้นลงทางลาด
6. พัฒนาระบบควบคุม เพื่อให้ตำแหน่งวาล์วตอบสนองได้ไวขึ้น