นวัตกรรมโคม UV-C “น้องไฟฉาย รุ่นที่ 3” ฆ่าและทำลายเชื้อไวรัส COVID-19

ในช่วงการแพร่ระบาดของโรคไวรัสโควิด-19 บุคลากรทางการแพทย์ถือเป็นกลุ่มคนด่านหน้าที่มีความเสี่ยงสูง เนื่องจากต้องคลุกคลีกับผู้ติดเชื้อทุกวันต่อเนื่องเป็นระยะเวลานาน ซึ่งเชื้อโควิด-19 สามารถล่องลอยอยู่ในอากาศได้ชั่วระยะเวลาหนึ่ง แถมอยู่บนพื้นผิวต่างๆ ได้นานหลายชั่วโมงถึงนานนับวัน ขึ้นอยู่กับปัจจัยด้านสภาพแวดล้อม ดังนั้น การฆ่าเชื้อสถานที่ปฏิบัติงานสำหรับบุคลากรด่านหน้าจึงเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่ง

คณะแพทยศาสตร์ และคณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ห่วงใยในเรื่องนี้ จึงได้ร่วมมือกับ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ และ Smile Robotics พัฒนา Robocovid UV-C หรือ “น้องไฟฉาย” ฆ่าเชื้อโรคและสร้างพื้นที่ปลอดภัยให้บุคลากรทางการแพทย์ โดยตั้งแต่การระบาดระลอกแรก คณะนวัตกรรมได้พัฒนาหุ่นยนต์มาแล้ว 2 รุ่น จนล่าสุด เผยโฉม “น้องไฟฉายรุ่น 3” การันตีประสิทธิภาพฆ่าเชื้อโรคได้เร็วและเข้มข้นกว่าเดิม

ศาสตราจารย์ นพ.สมรัตน์ จารุลักษณานันท์ ภาควิชาวิสัญญีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ผู้ริเริ่มโครงการพัฒนาโคม UV-C ประสิทธิภาพสูงฆ่าเชื้อไวรัส COVID-19 เผยถึงแนวคิดจูงใจในการสร้างนวัตกรรมว่า “ในช่วงการระบาดของโรคติดเชื้อไวรัสโควิด-19 ระลอกแรก เจ้าหน้าที่ของโรงพยาบาลทุกระดับล้วนมีความเสี่ยง ดังนั้นหากมีวิธีป้องกันการติดเชื้อและสร้างความปลอดภัยกับเจ้าหน้าที่ เราก็ไม่ลังเลที่จะทำ ซึ่งการสร้างสภาพแวดล้อมในที่ทำงานให้ปราศจากเชื้อมีความสำคัญมาก อย่างการทำความสะอาดหลังจากการใช้งานห้องต่างๆ เราก็คิดว่าจะทำอย่างไรให้เจ้าหน้าที่ที่ดูแลในเรื่องนี้ปลอดภัย ไม่ติดโรค”

ทีมจากคณะแพทยศาสตร์ นำโดย ศ.นพ.สมรัตน์ จึงได้ประสานขอความร่วมมือจากรองคณบดี คณะวิศวกรรมศาสตร์ รองศาสตราจารย์ ดร.อนงค์นาฏ สมหวังธนโรจน์ และ รองศาสตราจารย์ ดร.โปรดปราน บุณยพุกกณะ ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวฯ จุฬาฯ เพื่อให้คิดค้นอุปกรณ์ฆ่าเชื้อโรคในห้องผ่าตัดโดยไม่เป็นอันตรายกับผู้ปฏิบัติงาน โดยมี รองศาสตราจารย์ ดร.บุญรัตน์ โล่ห์วงศ์วัฒน ภาควิชาวิศวกรรมโลหะการ และ ดร.เจนยุกต์ โล่วัชรินทร์ ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ เป็นส่วนหนึ่งของคณะพัฒนานวัตกรรม

“โจทย์ของนวัตกรรมนี้คือการสร้างอุปกรณ์ที่ใช้ฆ่าเชื้อช่วงที่ไม่มีคนอยู่ปฏิบัติการณ์ในห้อง เป็นการฆ่าเชื้อเบื้องต้นเพื่อความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงาน ก่อนที่จะมีเจ้าหน้าที่ของโรงพยาบาลเข้ามาทำความสะอาดและฆ่าเชื้อ เช็ดถูบนพื้นผิว ผนัง และอุปกรณ์ต่างๆ อีกครั้งด้วยน้ำยาฆ่าเชื้อต่างๆ” ดร.เจนยุกต์กล่าว

ดร.เจนยุกต์ อธิบายว่า ในทางวิศวกรรม รังสี UV-C อยู่ในช่วงความยาวคลื่น 200 – 280 นาโนเมตร หรือเรียกว่าเป็นช่วง germicidal range ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงมากในการฆ่าเชื้อ ทั้งเชื้อแบคทีเรีย ไวรัส และเชื้อรา “ความเข้มข้นของรังสี UV-C ที่ตกกระทบบนพื้นผิวมีความสำคัญกับการฆ่าเชื้อโรค เปรียบได้กับความเข้มข้นของสารเคมีที่ใช้ฆ่าทำความสะอาดเชื้อโรค ถ้ารังสีเข้มข้นมากก็ใช้เวลาน้อย ถ้าเข้มข้นน้อยก็ต้องใช้เวลามากขึ้น” ดร.เจนยุกต์ อธิบาย

“ความเข้มข้นของแสง (fluence) มีหน่วยวัดเป็นจูล/ตารางเซนติเมตร ซึ่งงานวิจัยหลายชิ้นบ่งชี้ว่าปริมาณความเข้มข้นของแสง UV-C ที่ประมาณ 1.2 จูล/ตารางเซนติเมตร หรือ 1,200 มิลลิจูล/ตารางเซนติเมตร เป็นอย่างน้อยสามารถฆ่าเชื้อโควิด-19 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยใช้เวลาประมาณ 10 นาทีต่อ 1 จุด ตรงนี้เองเป็นที่มาของจำนวนหลอด UV-C ที่เราคำนวณเพื่อติดตั้งบนตัวหุ่นยนต์ รวมถึงองศาในการติดตั้งหลอดว่าต้องเอียงกี่องศาเพื่อให้มีความเข้มข้นเพียงพอที่จะฆ่าเชื้อได้”

“น้องไฟฉาย” ตั้งแต่รุ่นแรกจนรุ่นปัจจุบันเป็นฝีมือการอออกแบบของ อดิศักดิ์ ดวงแก้ว วิศวกรหุ่นยนต์ แชมป์หุ่นยนต์กู้ภัยโลก 2 สมัย จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ และ Smile Robotics โดยออกแบบให้หลอด UV-C เป็นหลอดขนาดยาวแนวตั้ง มีความสูงเท่ากับมนุษย์ที่ปฏิบัติงานจริงๆ ติดล้อเพื่อให้สามารถเคลื่อนที่ได้และควบคุมได้จากระยะไกล

“น้องไฟฉายรุ่นแรก ตัวหลอด UV-C ถูกติดตั้งในแนวตรง การฉายแสง (projection) ลงบนพื้นหรือบริเวณที่ตัวหุ่นยนต์วิ่งผ่านยังทำได้ไม่เต็มที่คือ แผ่ลำแสงออกมาได้ประมาณ 3 เมตรโดยรอบ คิดเป็นพื้นที่คร่าวๆ ประมาณ 20-25 ตารางเมตร จึงมีการพัฒนาสู่การผลิตในรุ่นที่ 2 ซึ่งมีการทดลองเอียงตัวหลอด UV-C เพื่อเพิ่มพื้นที่ของรังสีที่ตกกระทบบนพื้นผิวได้มากกว่า ทั้งในเชิงการควบคุมพื้นที่และปริมาณความเข้มของรังสีซึ่งเป็นปัจจัยหลักในการฆ่าเชื้อโรค” ดร.เจนยุกต์ เล่าถึงหุ่นยนต์ “น้องไฟฉาย” สองรุ่นที่ผ่านมา

ไวรัสโควิด-19 เป็นเชื้อไวรัสที่ถูกฆ่าทำลายได้ง่ายอยู่แล้ว การทดสอบของทางคณะวิศวกรรมศาสตร์ได้ผลสอดคล้องกับการทดสอบของทางคณะแพทย์และงานวิจัยในต่างประเทศ ที่พบว่าโดสความเข้มข้นของรังสีที่ใช้กับน้องไฟฉายสองรุ่นแรกสามารถฆ่าเชื้อได้อย่างมีประสิทธิภาพ 99.99 – 99.999% ขึ้นไป

แต่น้องไฟฉายรุ่นที่ 3 ทำได้เหนือกว่านั้น คณะผู้พัฒนาได้ปรับปรุงและพัฒนาน้องไฟฉายรุ่นที่ 3 ให้มีประสิทธิภาพในการกระจายรังสี UV-C ได้เข้มข้นขึ้น ในทุกทิศทุกทาง ช่วยร่นระยะเวลาในการฆ่าเชื้อลงเหลือเพียงจุดละ 3 นาที อีกทั้งมีขนาดเล็กกะทัดรัด สะดวกในการใช้งาน เคลื่อนย้ายและการจัดเก็บ เมื่อเทียบกับทั้ง 2 รุ่นที่ผ่านมา นอกจากนี้ น้องไฟฉาย 3 สามารถควบคุมการทำงานด้วยระบบ Internet of Things (IoT) หรือผ่านเครือข่าย 4G ทาง Smart Phone ทั้งระบบ Android และ IOS

“ในการตรวจสอบประสิทธิภาพการกำจัดเชื้อที่ระยะทางต่างๆ ทั้งที่ระดับพื้นดิน ระดับ 50 เซนติเมตรเหนือพื้น บนพื้นผิววัสดุต่างๆ ทั้งแก้ว พลาสติก โลหะ มีการนำเชื้อโรคอื่นๆ ที่ถูกกำจัดหรือฆ่าได้ยากกว่าไวรัสโควิด-19 หลายเท่า มาใช้ทดสอบเป็นคู่เทียบ (surrogate) ก็พบว่าหุ่นยนต์น้องไฟฉายสามารถฆ่าเชื้อได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผลตอบรับจากโรงพยาบาลอื่นๆ ที่ได้นำไปใช้ก็อยู่ในระดับที่ยอดเยี่ยม” ศ.นพ.สมรัตน์ กล่าวเพิ่มเติมถึงการตรวจสอบประสิทธิภาพหุ่นยนต์ไฟฉาย รุ่น 3 โดยภาควิชาวิสัญญีวิทยา ร่วมกับหน่วยแบคทีเรียวิทยา ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะแพทยศาสตร์ จุฬาฯ

ปัจจุบัน “น้องไฟฉาย 3” ได้ให้บริการฆ่าเชื้อทำความสะอาดแล้วในหลายโรงพยาบาลทั่วประเทศ เช่น ในห้องทำคลอดของแผนกสูตินารีเวช โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ และมีแผนขยายและส่งมอบน้องไฟฉายให้โรงพยาบาลอื่นๆ ที่สนใจด้วย

ดร.เจนยุกต์ กล่าวทิ้งท้ายถึงอนาคตของ “น้องไฟฉาย” รุ่นต่อไปว่า “ชนิดหลอด UV-C ที่เราใช้อยู่ในปัจจุบันอาจมีการปล่อยก๊าซโอโซนออกมา ซึ่งถึงแม้โอโซนจะสามารถช่วยฆ่าเชื้อและสลายไปได้เอง แต่ก็ข้อกังวลเรื่องการตกค้างของโอโซนที่อาจส่งผลกระทบต่อพื้นผิวอุปกรณ์ได้ ดังนั้น เราจึงกำลังศึกษามองหาหลอดประเภทอื่นที่มีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานที่ดีที่สุด เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น แม้ว่าตัวที่เราใช้อยู่ก็มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากในระดับหนึ่งอยู่แล้วก็ตาม”

ผู้สนใจสนับสนุนการวิจัยและพัฒนา หรือต้องการหุ่นยนต์ “น้องไฟฉาย” ไปใช้ในโรงพยาบาลหรือโรงพยาบาลสนาม สามารถติดต่อหรือสอบถามที่ภาควิชาวิสัญญีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย โทรศัพท์ (02) 256-4000 ต่อ 81513