สุดยอดนวัตกรรมระบบ AI ประเมินความเสี่ยงจากโรคลมร้อน...ภัยเงียบคร่าชีวิตคน     

คว้ารางวัลเหรียญทองระดับโลก จากงานสิ่งประดิษฐ์นานาชาติเจนีวา 2021

           สุดยอดนวัตกรรมฝีมือคนไทยสร้างชื่อเสียงบนเวทีโลก คิดค้นระบบ AI เครื่องมือตรวจวัดสีปัสสาวะและสภาพอากาศอัตโนมัติเพื่อประมวลผลความเสี่ยงและเฝ้าระวังการเจ็บป่วยจากโรคลมร้อน (Automatic Urine Color and Weather Measurement Tool for Risk Assessment and Prevention of Heat Stroke) คว้ารางวัลเหรียญทองระดับโลกจากงานสิ่งประดิษฐ์นานาชาติแห่งเจนีวา ประจำปี 2021 (The 48th International Exhibition of Inventions Geneva) เมื่อเร็วๆ นี้ จัดโดย องค์การทรัพย์สินทางปัญญาโลก (World Intellectual Property Organization – WIPO) ณ นครเจนีวา สมาพันธรัฐสวิส โดยในปีนี้การประกวดและจัดแสดงผลงานถูกจัดขึ้นในรูปแบบออนไลน์ จำนวนกว่า 900 ผลงาน จาก 40 ประเทศทั่วโลก

แสงแดดนั้นมีคุณอนันต์ต่อสรรพชีวิต แต่หากอุณหภูมิร้อนจัดก็มีโทษมหันต์ได้เช่นกัน สภาวะปัจจุบันโลกมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นในทุกประเทศทั่วโลก ส่งผลให้ความรุนแรงของโรคลมร้อน หรือ ลมแดด (Heat Stroke) มีแนวโน้มจะมีความรุนแรงและมีความถี่เพิ่มขึ้น จากรายงานทางระบาดวิทยาพบว่า มีการเกิดโรคลมร้อนเพิ่มขึ้นในนานาประเทศ ทั้งสหรัฐอเมริกา ฝรั่งเศส ญี่ปุ่น รวมทั้งประเทศไทย นับเป็นการบาดเจ็บจากความร้อนที่รุนแรงมากที่สุดจากภาวะอุณหภูมิร่างกายสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว จนร่างกายไม่สามารถปรับตัวและควบคุมได้ ส่งผลให้อวัยวะต่างๆ ทำงานล้มเหลว ระบบประสาทส่วนกลางถูกทำลาย ซึ่งมีอันตรายถึงชีวิต โดยมีอัตราเสียชีวิตถึงร้อยละ 10-70 ขึ้นอยู่กับความรุนแรงของโรคและอายุ จึงต้องการการวินิจฉัยที่รวดเร็ว ถูกต้องและรักษาทันที ด้วยการทำให้อุณหภูมิร่างกายลดลงอย่างรวดเร็วและรักษาตามอาการอื่นๆ หากแก้ไขไม่ทันเวลาอาจทำให้การทำงานของอวัยวะทุกระบบเสียหน้าที่หรือถูกทำลายเป็นผู้พิการ จากรายงานกองระบาดวิทยา กรมควบคุมโรค ระหว่างเดือนมีนาคม-พฤษภาคม ตั้งแต่ปี 2558-2562 ประเทศไทยมีผู้เสียชีวิตจากโรคลมร้อนเฉลี่ยถึงปีละ 38 ราย 

ผศ.ดร.นริศ หนูหอม หัวหน้าทีมวิจัย ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวว่า โรคลมร้อนมักเกิดในการฝึกทหารใหม่ นักกีฬา เกษตรกร ผู้ใช้แรงงาน และผู้มีความเสี่ยงอื่นๆ ทั้งนี้ในแต่ละปี ประเทศไทยมีทหารกองเกินเข้าเป็นทหารกองประจำการกว่า 97,000 คน ดังนั้นเพื่อให้มีการพัฒนาองค์ความรู้และป้องกันการบาดเจ็บหรือสูญเสียชีวิตจากโรคลมร้อน ทีมนักวิจัยและประดิษฐ์ นำโดย ผศ.ดร.นริศ หนูหอม รองหัวหน้าภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล และ รศ.ดร.มนตรี มาลีวงศ์ คณะวิทยาศาสตร์ ม.เกษตรศาสตร์  รศ.ดร.อนุชิต จิตพัฒนกุล คณะวิทยาศาสตร์ประยุกต์ ม.เทคโนโลยีพระจอมเกล้า​พระนครเหนือ  พอ.ผศ.ดร.ราม รังสินธุ์ กองการศึกษา วิทยาลัยแพทยศาสตร์พระมงกุฎเกล้า พอ.ศ.ดร.มฑิรุทธ มุ่งถิ่น ฝ่ายวิชาการ วิทยาลัยแพทยศาสตร์พระมงกุฎเกล้า พ.อ.หญิง ผศ.ปนัดดา หัตถโชติ กองการศึกษา วิทยาลัยแพทยศาสตร์พระมงกุฏเกล้า โดยได้รับทุนวิจัยจากทุนพัฒนาศักยภาพนักวิจัยด้านยุทโธปกรณ์เพื่อเพิ่มศักยภาพของกองทัพบกและการป้องกันประเทศ โดย สำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษา และ สำนักงานวิจัยและพัฒนาการทางทหารกองทัพบก รวมทั้งสมาคมปัญญาประดิษฐ์ประเทศไทย

ทีมนักวิจัยไทยได้พัฒนา ระบบ AI เครื่องมือตรวจวัดสีปัสสาวะและสภาพอากาศแบบอัตโนมัติเพื่อประมวลความเสี่ยงและเฝ้าระวังการเจ็บป่วยจากโรคลมร้อน ในการฝึกทหารใหม่ที่ต้องฝึกกลางแจ้งเป็นเวลานาน อาจทำให้เกิดความเสี่ยงการบาดเจ็บจากความร้อน โดยเราได้นำเทคโนโลยีด้านปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence: AI) และอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) มาประยุกต์ใช้กับงานด้านการแพทย์ เพื่อช่วยในการเก็บบันทึกข้อมูลสีปัสสาวะและสภาพอากาศแบบอัตโนมัติ เพื่อลดความผิดพลาดจากการเก็บข้อมูล สามารถเฝ้าระวังกลุ่มเสี่ยง นำไปสู่การป้องกันโรคลมร้อนรายบุคคลได้อย่างรวดเร็วมีประสิทธิภาพ

ที่ผ่านมาแต่เดิมการป้องกันโรคลมร้อนในการฝึกทหารใหม่ของกองทัพบกไทยจะใช้ระบบการให้สุขศึกษา การใช้สีสัญญาณธงที่มาจากการพิจารณาความชื้นสัมพัทธ์ ณ สถานที่ฝึก การบันทึกข้อมูลสู่ระบบโดยผู้ฝึก และเก็บข้อมูลสีปัสสาวะ 2 ช่วง เช้าและเย็น จำนวนพลทหารฝึกในแต่ละผลัด 100-200 คน มีรูปแบบการทำงานซ้ำๆ กัน ใช้คนและใช้เวลามาก นอกจากล่าช้าแล้ว ยังอาจเกิดความคลาดเคลื่อนได้

ทีมวิจัยเราจึงเกิดแนวคิดในการพัฒนาเครื่องมือตรวจวัดสีปัสสาวะและตรวจสภาพอากาศอัตโนมัติ ซึ่งเป็น 2 ปัจจัยสำคัญที่บ่งชี้ความเสี่ยงของการเกิดโรคลมร้อนในแต่ละคน โดยจะทำการบันทึกข้อมูลสภาพแวดล้อมการฝึกประจำวัน ที่ประกอบด้วย ค่าความชื้นสัมพัทธ์ ค่าอุณหภูมิ ค่าดัชนีรังสียูวี และค่าความเร็วลมแบบเรียลไทม์ เข้าสู่ระบบ Cloud ขณะเดียวกันระบบจะเก็บบันทึกข้อมูลสีปัสสาวะรายบุคคล ส่งเข้าสู่ระบบ Cloud ซึ่งจะมีแบบจำลองเพื่อประเมินความเสี่ยงโรคลมร้อนบุคคลด้วย AI ผลการประเมินการเกิดโรคลมร้อนของทหารรายบุคคลตามช่วงเวลาที่ได้ จะมีการเรียงลำดับความเสี่ยงเป็น 5 ระดับ ส่งผลให้ผู้ฝึกสามารถติดตามและแนะนำแนวทางการฝึกการปฏิบัติที่เหมาะสมกับกลุ่มเสี่ยงได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยจัดเก็บข้อมูลและประเมินโดยตรงผ่านระบบอัตโนมัติในแต่ละวัน และใช้งานง่าย

ผศ.ดร.นริศ หนูหอม หัวหน้าทีมวิจัย คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล เผยว่า ระบบ AI เครื่องมือตรวจวัดสีปัสสาวะและสภาพอากาศอัตโนมัติเพื่อเฝ้าระวังการเจ็บป่วยจากความร้อน จะทำงานเชื่อมโยงกัน 3 ระบบ คือ 1. เครื่องตรวจสีปัสสาวะ ซึ่งพัฒนาโดยใช้เซ็นเซอร์ ร่วมกับ AI ในการตรวจระดับความเข้มสีปัสสาวะอัตโนมัติ สียิ่งเข้มแสดงถึงภาวะขาดน้ำและมีความเสี่ยง ขั้นตอนการใช้งานเริ่มจากสแกนบาร์โค้ดตรวจหาชื่อ-นามสกุล หมายเลขประจำตัวที่ตรงกับทหารรายนั้น นำแก้วเก็บปัสสาวะวางเข้าเครื่องตรวจสีปัสสาวะเป็นรายบุคคล โดยจะเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต ผ่านสัญญาณ Wi-Fi โดยเครื่องจะอ่านค่าระดับสีปัสสาวะ และอ่านค่าอุณหภูมิของสีปัสสาวะ แล้วจัดเก็บข้อมูลโดยอัตโนมัติ หน้าจอจะแสดงผล จากนั้นจะส่งข้อมูลเข้าสู่ระบบ Cloud เพื่อประมวลผลความเสี่ยงการเกิดโรคลมร้อนผ่านแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ต่อไป ทั้งนี้จากผลการทดสอบให้ค่าความแม่นยำสูงถึงร้อยละ 93 และมีความรวดเร็วในการวัดระดับค่าสีเพียง 5 วินาทีต่อคน

2. เครื่องตรวจวัดสภาพอากาศแบบเรียลไทม์ ออกแบบให้มีล้อเคลื่อนที่สะดวก แหล่งพลังงานใช้ได้ 2 แบบ คือ แบตเตอรี่และแผงโซลาร์เซลล์เก็บประจุพลังแสงอาทิตย์สำหรับใช้ในพื้นที่ฝึกภาคสนาม ระบบทำการเก็บข้อมูลสภาพอากาศเข้าสู่ระบบคลาวด์ ทุกๆ 3 วินาที โดยอัตโนมัติ จะแสดงสีสัญญาณธงที่สัมพันธ์กับสภาพอากาศบนจอขนาดใหญ่ ขณะเดียวกันจะส่งสีสัญญาณธงไปที่โมบายล์แอปพลิเคชันของผู้ฝึก ว่าให้จัดการฝึกและหยุดพักเป็นเวลานานเท่าใด ผู้ฝึกจะกดเริ่มและหยุดฝึกรายชั่วโมงตามเวลาที่กำหนด ข้อมูลการฝึกจะถูกบันทึกบนโมบายล์แอปพลิเคชันโดยอัตโนมัติ

3. ระบบ AI ประเมินความเสี่ยง โดยใช้ข้อมูลสีปัสสาวะ อุณหภูมิร่างกาย และน้ำหนัก ซึ่งทีมผู้วิจัยได้พัฒนาระบบประมวลผล เพื่อให้สามารถแสดงผลโดยสรุปในรูปแบบที่เข้าใจง่าย แต่มีประสิทธิภาพ ผ่านโมบายล์แอปพลิเคชันสำหรับประเมินค่าความเสี่ยงต่อการเป็นโรคลมร้อนรายบุคคลผ่านระบบออนไลน์ในแต่ละวัน รวมถึงระบบตรวจวัดสภาพอากาศสามารถทำได้ผ่านหน้าเว็บไซต์ และดูข้อมูลสภาพอากาศได้ในโมบายล์แอปพลิเคชัน ระบบจะทำการประเมินรายบุคคลทั้งก่อนฝึก ขณะฝึก และก่อนนอน ระบบมีความรวดเร็วในการประเมินความเสี่ยงโดยใช้เวลาเพียง 5 วินาที