เมื่อราว 1 เดือนก่อน มีคนช่างสังเกตไปพบว่า Samsung ได้ยื่นจดสิทธิบัตรสิ่งประดิษฐ์จำพวกอุปกรณ์สวมใส่อย่างหนึ่ง มันคือชุด exoskeleton โดยคำขอจดสิทธิบัตรนี้ถูกยื่นไปตั้งแต่ช่วงเดือนสิงหาคมถึงกันยายนปี 2014 รวม 3 ฉบับด้วยกัน

จากภาพประกอบของคำขอจดสิทธิบัตรทั้ง 3 ฉบับของ Samsung นั้นแสดงให้เห็นแนวทางการพัฒนาชุด exoskeleton แบบสวมใส่เพื่อเสริมแรงขา โดยวัตถุประสงค์หลักในการใช้งานก็เพื่อเป็นอุปกรณ์ช่วยในการทรงตัวและเดินให้แก่ผู้สวมใส่ซึ่งอาจเป็นผู้สูงอายุหรือมีปัญหาทุพพลภาพ

สำหรับคำขอจดสิทธิบัตรฉบับแรก (US 20150134079A1) Samsung เรียกอุปกรณ์ที่ขอจดสิทธิบัตรว่าเป็น "หุ่นยนต์ช่วยเดิน" ซึ่งมีลักษณะเป็นโครงสร้างยึดติดกับขาของผู้ใช้ มีข้อต่อที่สามารถหมุนโดยแรงขับเคลื่อนทางไฟฟ้าได้ โดยประเด็นหลักของคำขอจดสิทธิบัตรฉบับนี้ คือการอธิบายเรื่องความสามารถของอุปกรณ์ที่จะมีระบบการเก็บข้อมูลสภาพภูมิประเทศโดยรอบผู้ใช้ มาสร้างเป็นแผนที่เสมือนแบบ 3 มิติ พร้อมทำการเปรียบเทียบกับฐานข้อมูลที่เคยเก็บไว้เพื่อใช้ประกอบการควบคุมทิศทางและการเดินของผู้ใช้ให้สอดคล้องกับสภาพพื้นที่จริง

สำหรับคำขอจดสิทธิบัตรฉบับที่ 2 ที่จะกล่าวถึง (US 20150134080A1) แสดงให้เห็นชุดอุปกรณ์ exoskeleton ที่แตกต่างออกไป โดยอาจจะมีชิ้นส่วนสำหรับให้ผู้ใช้สะพายไว้ด้านหลัง ซึ่งสาระสำคัญของสิทธิบัตรฉบับนี้ได้อธิบายถึงแนวทางการออกแบบชุด exoskeleton ให้สามารถทำงานได้โดยอาศัยสัญญาณคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (เรียกโดยย่อว่า EMG)

โดยในบริเวณชิ้นส่วนที่ยึดพาดไปตามขาของผู้ใช้จะมีเซ็นเซอร์วัดคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อฝังเอาไว้อย่างน้อย 2 จุด ซึ่งเซ็นเซอร์นี้จะรับรู้ถึงการเปลี่ยนแปลงของคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อได้ในระหว่างที่ผู้ใช้ออกแรงกับกล้ามเนื้อในส่วนนั้น (ทำให้ระบบคอมพิวเตอร์เข้าใจได้ว่าผู้ใช้กำลังอยู่ในอิริยาบถใด เช่น กำลังถ่ายน้ำหนักลงที่ขาข้างนั้น หรือกำลังออกแรงเหวี่ยงขาไปข้างหน้าเพื่อก้าวเดิน) และจากข้อมูลของเซ็นเซอร์นี้ร่วมกับเซ็นเซอร์วัดอัตราเร่งและเซ็นเซอร์ตรวจจับการหมุน ก็จะทำให้ระบบประมวลผลมีข้อมูลเพียงพอสำหรับสั่งการชิ้นส่วนภาคขับเคลื่อนให้ส่งกำลังไปช่วยผู้ใช้ทำการเดินเคลื่อนที่ได้

ส่วนรายละเอียดของคำขอจดสิทธิบัตรฉบับที่ 3 ของ Samsung ที่ว่าด้วยเรื่อง exoskeleton นี้ (US 20150127018A1) กล่าวถึงทางเลือกอีกทางหนึ่งในการรับข้อมูลจากผู้ใช้ว่าต้องการขยับร่างกายอย่างไร โดยแทนที่จะใช้คลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อมาเป็นสัญญาณหลักในการควบคุมระบบขับเคลื่อน ก็เปลี่ยนมาใช้ระบบตรวจจับการเคลื่อนไหวของรอยต่อ

กล่าวคือ ชุด exoskeleton ที่ออกแบบตามแนวทางของคำขอจดสิทธิบัตรฉบับนี้ จะมีชิ้นส่วนข้อต่อที่มีการให้ตัวหมุนได้ในระดับหนึ่งตามแรงกระทำจากร่างกายของผู้ใช้ โดยความพิเศษของข้อต่อในชุดนี้จะมีเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนที่ติดอยู่ด้วย ทำให้เมื่อผู้ใช้ออกแรงเพียงเล็กน้อยจนทำให้ข้อต่อของชุดเกิดการขยับแล้ว ระบบก็จะรับรู้ได้ว่าผู้ใช้ต้องการให้ขยับร่างกายในส่วนนั้นในลักษณะไหน และจะทำการสั่งชุดขับด้วยแรงไฟฟ้าให้ทำการหมุนข้อต่อเพื่อขยับชิ้นส่วนชุด exoskeleton ให้สอดคล้องกัน

ตัวอย่างเช่น เมื่อผู้ใช้ออกแรงงอขาเพียงเล็กน้อย ระบบจะตรวจจับการขยับตัวบริเวณจุดหมุนของชุดที่ต้นขาและหัวเข่า จากนั้นมันก็จะสั่งการให้กลไกควบคุมการเคลื่อนที่สั่งการให้ชิ้นส่วนดามขาทำการงอได้เองเพื่อช่วยผ่อนแรงแก่ผู้ใช้

หาก Samsung เอาจริงเอาจังกับการพัฒนาชุด exoskeleton อย่างที่ได้บรรยายไว้ในคำขอจดสิทธิบัตร ก็ไม่แน่ว่าในมหกรรมกีฬา Cybathlon 2016 เราอาจได้เห็นผลงานของ Samsung ไปวาดลวดลายกับเขาด้วยก็เป็นได้

ที่มา - Exoskeleton Report, ข้อมูลสิทธิบัตรจาก FPO: 1, 2, 3