เครื่องเตือนง่วงหลับขณะขับรถด้วยคลื่นเสียง

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

คณิศร ช่วยสร้าง, ภูมิพัฒน์ วรรณโชติ, วีรวัฒน์ บุญโสภาศ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

พชรมน รักษทิพย์, วัศพล สมใจ

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนพรหมคีรีพิทยาคม

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2562

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

เครื่องเตือนง่วงหลับขณะขับรถด้วยคลื่นเสียง

บทนำ

ที่มาและความสำคัญ

การง่วงนอนขณะขับรถเป็นสิ่งไม่พึงประสงค์ ถ้าง่วงมากจนบังคับไม่ได้ จะหลับใน และเกิดอันตรายได้ทั้งชีวิต ทรัพย์สินของตนเองและผู้อื่น ความง่วงทำให้ความสามารถในการขับขี่ลดลง และเป็นสาเหตุสำคัญอย่างน้อย 20% ของการเสียชีวิตจาก อุบัติเหตุการจราจรทั่วโลก เนื่องจากคนง่วงจะมีประสิทธิภาพในการขับรถเหมือนคนเมา ประสาทสัมผัสช้าลง ทำให้การตัดสินใจผิดพลาด ในสภาพง่วงจัด ประสิทธิภาพของสมอง สายตา การได้ยิน จะน้อยลง หลายคนมักจะมองข้ามอาการง่วงขณะขับรถ เพราะคิดว่าสามารถควบคุมอาการง่วงที่เกิดขึ้นได้ ซึ่ง “อาการหลับใน” แม้จะเป็นช่วงเวลาสั้นๆ แต่สามารถก่อให้เกิดอุบัติเหตุร้ายแรงได้ โดยจากข้อมูลสถิติการเกิดอุบัติเหตุจากการหลับในขณะขับรถ กรมทางหลวง ระหว่างปี 2551-2561 พบว่า การหลับใน เป็นสาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุร้อยละ 4 ของจำนวนอุบัติเหตุที่เกิดขึ้น

สถิติในปี 2557 ที่ผ่านมา กระทรวงคมนามคม รายงานว่าอุบัติเหตุจากการหลับใน เกิดขึ้น 681 ครั้ง คิดเป็น 4.6% ของสาเหตุการเกิดอุบัติเหตุทั้งหมด ขณะที่ในประเทศที่เจริญแล้ว การหลับในเป็นสาเหตุการเสียชีวิตจากอุบัติเหตุทางถนน ประมาณ 20%

ทั้งนี้ จากการเปิดเผยของ นพ.มนูญ ลีเชวงวงศ์ ประธานกองทุนง่วงอย่าขับ ในพระอุปถัมภ์สมเด็จพระเจ้าพี่นางเธอเจ้าฟ้ากัลยาณิวัฒนา กรมหลวงนราธิวาสราชนครินทร์ มูลนิธิรามาธิบดี พบว่า ในประเทศไทยผู้ขับขี่มากกว่า 50% เคยหลับในขณะขับรถซึ่งอันตรายมาก เพราะการหลับในสามารถคร่าชีวิตผู้ขับขี่ ผู้โดยสาร และผู้ใช้รถใช้ถนน ได้ในเวลาเพียง 4 วินาที โดยหากรถวิ่งด้วยความเร็ว 90 กม./ชม. รถจะวิ่งต่อไปอีก 100 เมตรโดยที่ไม่มีคนควบคุม ลักษณะการชนจึงรุนแรงมาก เพราะคนขับไม่ได้หักหลบหรือเหยียบเบรก ทำให้บาดเจ็บสาหัสหรือเสียชีวิตได้ทันที

ตัวเลขที่น่าสนใจจากสำนักงานตำรวจแห่งชาติ ระหว่าง 2551-2561 พบว่า จำนวนคดีอุบัติเหตุจราจรที่มีสาเหตุจาก “การหลับใน” มีแนวโน้มสูงขึ้นทุกปี โดยเฉพาะปี 2559-2560 มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นแบบเท่าตัว

ข้อมูลอุบัติเหตุจากการง่วงนอนหลับใน .. การเกิดอุบัติเหตุนอกจากปัญหาในขณะรักษาตัวทำให้ต้องเสียทั้งเวลาเงินทองแล้ว ถ้าเกิดการพิการ ก็จะเกิดปัญหาตามมา ทั้งต่อผู้ประสบอุบัติเหตุเองและครอบครัวญาติพี่น้อง ถ้าสามารถประดิษฐ์อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับเตือนให้ทราบว่า การง่วงนอนนั้น กำลังเกิดขึ้น จะมีส่วนช่วยให้ ผู้ขับขี่รถหรือบุคคลที่โดยสารมาในรถได้ตระหนัก และ หยุดการขับเพื่อจัดการแก้ปัญหาการง่วง เช่นพักรถล้างหน้า ดื่มเครื่องดื่ม หรืองีบสักครู่ ก็จะช่วยลดอุบัติเหตุจากการหลับในลงได้

ประเทศไทยถือว่าเป็นประเทศที่มีสถิติอุบัติเหตุทางถนนสูงเป็นอันดับต้น ๆ ของโลก แต่ละปีมีผู้เสียชีวิตจำนวนมาก โดยเฉพาะช่วงเทศกาลสำคัญอย่างปีใหม่ และ สงกรานต์ สาเหตุหลักมาจากการเมาแล้วขับ แต่อุบัติเหตุทางถนนตลอดทั้งปีส่วนใหญ่พบว่ามาจากการง่วงแล้วขับ หรือเกิดการหลับในมากกว่า โดยอุบัติเหตุจากการหลับในของไทยมีความเสียหายคิดเป็น 4 แสนเหรียญสหรัฐฯต่อปี และมีแนวโน้มสูงขึ้น จากปัญหาดังกล่าวจึงเป็นที่มาของนวัตกรรม “เครื่องเตือนง่วงหลับในขณะขับรถด้วยคลื่นเสียง” ซึ่งอาศัยการตรวจจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากร่างกายปล่อยออกมาเมื่อมีการหาว เครื่องเตือนง่วงหลับในขณะขับรถด้วยคลื่นเสียง จะส่งเสียงเตือนออกมา เพื่อแจ้งเตือนคนขับล่วงหน้าก่อนง่วงจนควบคุมร่างกายไม่ได้หรือเกิดการหลับใน และ เครื่องเตือนง่วงหลับในขณะขับรถด้วยคลื่นเสียง ยังถูกกำหนดให้ส่งเสียงเตือนออกมาในช่วงคลื่น 12 – 38 Hz ซึ่งเป็นช่วงคลื่น เบต้า ช่วงคลื่นดังกล่าวเป็นที่ยอมรับว่า ทำให้สมองตื่นตัวมากที่สุด ดังนั้น เครื่องเตือนง่วงหลับในขณะขับรถด้วยคลื่นเสียง นี้ นอกจากส่งเสียงเตือนเมื่อผู้ขับรถง่วงนอนได้แล้ว ยังส่งเสียงเตือนแบบกระตุ้นให้สมองเกิดการตื่นตัวให้หายง่วงได้อีกด้วย

ปัญหา

เครื่องเตือนง่วงหลับในขณะขับรถด้วยคลื่นเสียงสามารถส่งสัญญาณเตือนเมื่อผู้ขับขี่หาวได้หรือไม่

สมมุติฐาน

เพราะการหาวของคนปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา ดังนั้นเครื่องเตือนง่วงหลับในขณะขับรถด้วยคลื่นเสียงที่ประกอบด้วยเครื่องตรวจจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะสามารถส่งเสียงเตือนได้เมื่อติดตั้งไว้ในรถในระยะที่เหมาะสม

เป้าหมายของโครงงาน

สร้างเครื่องเตือนง่วงหลับในขณะขับรถด้วยคลื่นเสียง ที่มีประสิทธิภาพการทำงาน 100%

กระบวนการ / ขั้นตอนการสร้าง

1.ทบทวนเอกสารและงานวิจัย

1.1ศึกษาทบทวนเอกสารเรื่อง การง่วง การหาว ได้ว่า การหาวเกิดขึ้นเพื่อให้ร่างกายก๊าซ

คาร์บอนไดออกไซด์ออกมา เพื่อลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในกระแสเลือด ในขณะปกติการหาวก็เกิดขึ้นได้ แต่ถ้าการหาวเกิดขึ้นมากกว่า 1 ครั้งในเวลาหนึ่งนาทีถือว่าเป็นการง่วงระดับที่สมองต้องการพักและจะเกิดอาการหลับในต่อไป ดังนั้น จึงตั้งค่าการทำงานของเครื่องไว้ที่การหาวมากกว่า 1 ครั้ง / 1 นาทีขึ้นไป เครื่องจะส่งเสียงเตือน ผู้ขับขี่ต้องหยุดการขับรถและหยุดพักทันที

1.2ศึกษาทบทวนเอกสารเรื่องคลื่นเสียงที่กระตุ้นให้สมองตื่นตัว ได้ว่า คลื่น เบต้า เป็นคลื่นเสียงที่มี

ช่วงความถี่ 12 – 38 Hz เป็นคลื่นเสียงที่สามารถกระตุ้นสมองให้เกิดความตื่นตัวมากที่สุด

1.3 สร้างแบบสอบถามในประเด็น ความพึงพอใจของผู้ใช้งานต่อเครื่องเตือนง่วงหลับในขณะขับรถ

2.ออกแบบเครื่องเตือนง่วงหลับในขณะขับรถด้วยคลื่นเสียง

1.ปัญหา ทำอย่างไรให้มีเสียงเตือนเมื่อผู้ขับขี่รถง่วงหลับ

2.เป้าหมาย สร้างเครื่องที่สามารถส่งเสียงเตือนกระตุ้นสมองให้ตื่นตัวเมื่อมีการหาว

3.เงื่อนไข ง่วง หาว ก๊าซ CO2 เครื่องตรวจจับCO2 เสียงเตือนกระตุ้นสมองให้ตื่นตัว

3.กระบวนการ / ขั้นตอนการสร้าง

หลักการทำงาน

บอร์ด Arduino nano สั่งการให้เซนเซอร์ตรวจจับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ตรวจสอบอยู่ตลอดเวลา หากปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์มีปริมาณมากขึ้นจากการหายใจปกติ แสดงได้ว่าผู้ขับมีการหาวเกิดขึ้น และหากมีการหาวเกิดขึ้นมากกว่า 1 ครั้ง ใน 1 นาที บอร์ด Arduino nano จะสั่งการให้ Buzzer module ส่งเสียงเตือนเพื่อให้ผู้ขับได้รู้ตัว โดยสามารถดูปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่ตรวจจับได้ตลอดเวลาผ่าน LCD เสียงเตือน ตั้งค่าไว้ที่ความถี่ 38 Hz

การประกอบเครื่องเตือนการง่วงหลับด้วยคลื่นเสียง

การวิเคราะห์ข้อมูล/แผนการทดสอบประสิทธิภาพของอุปกรณ์

1.ทดสอบในสถานการณ์จำลอง นำเครื่องเตือนการง่วงหลับในขณะขับรถ ไปทดลองใช้กับอาสาสมัครจำนวน 10 คน โดยไม่ได้กำลังขับรถ เพื่อหาระยะที่เหมาะสมในการติดตั้งเครื่องที่สามารถส่งเสียงเตือนเมื่อเกิดการหาวได้ โดยไม่มีผลจากก๊าซ CO2 จากลมหายใจไปรบกวน นำผลมาหาค่าเฉลี่ย สมมุติเท่า X

2.ทดสอบการทำงานของเครื่อง โดยนำเครื่องไปให้อาสาสมัคร 20 คน ทดลองใช้ โดยติดตั้งไว้ในรถ ให้ระยะห่างจากปากผู้ขับขี่ = X บันทึกผลการทำงานของเครื่อง จำนวนครั้งที่หาวและจำนวนครั้งที่เครื่องส่งเสียงเตือน ความดังของเสียงเตือน นำผลมาหาค่าเฉลี่ยและร้อยละ

3.นำแบบสอบถาม ความพึงพอใจของผู้ใช้งานต่อเครื่องเตือนง่วงหลับในขณะขับรถ ความรู้สึกเมื่อได้ยินเสียงเตือนที่เป็นคลื่น เบต้า ไปให้ผู้ขับรถที่ได้ทดลองใช้เครื่องแล้ว จำนวน 20 คน นำข้อมูลมาหาค่าเฉลี่ย และ ร้อยละ

4.ถ้าผลการทดสอบในข้อ 2 เครื่องทำงานไม่ถึง 100 % ศึกษาสาเหตุของปัญหา แล้วนำเครื่องมาปรับปรุงแก้ไขพัฒนา และนำไปทดสอบใหม่ จนเครื่อง มีประสิทธิภาพ 100 %

5.ถ้าผลการตอบแบบสอบถามความพึงพอใจในข้อ 2 ได้ค่าเฉลี่ย ต่ำกว่า 3 จากคะแนนเต็ม 4 นำประเด็นที่ได้คะแนนต่ำมาปรับปรุงแก้ไขพัฒนา

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

1.ได้เครื่องเตือนง่วงหลับขณะขับรถด้วยคลื่นเสียงที่มีประสิทธิภาพการทำงาน 100%

ไว้ใช้ในขณะขับรถ

2.ช่วยลดอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นจากการง่วงหลับในขณะขับรถได้

บรรณานุกรม

กิดานัล กังแฮ.2562.อุบัติเหตุจากการง่วงหลับใน.(ออนไลน์).แหล่งที่มา: https://www.thaihealth.or.th.

10 กันยายน 2562.

สำนักงานเครือข่ายลดอุบัติเหตุ.2562. อันตรายของการง่วงหลับใน.(ออนไลน์).แหล่งที่มา:

https://www.thaihealth.or.th.10 กันยายน 2562.

กรมสุขภาพจิต.2562.หาวบ่อย ไม่ใช่แค่ง่วงนอน แต่อาจเป็นสัญญาณของโรคเหล่านี้.(ออนไลน์).แหล่งที่มา:

https://www.dmh.go.th.10 กันยายน 2562.

MGR Online.2562.หาวบ่อย ไม่ใช่แค่ง่วงนอน แต่อาจเป็นสัญญาณของโรคเหล่านี้.(ออนไลน์).แหล่งที่มา:

https://mgronline.com. 10 กันยายน 2562.

pobpad.2562.หาว เกิดจากอะไร หาวบ่อย เป็นสัญญาณอันตรายหรือไม่.(ออนไลน์).แหล่งที่มา:

https://www.pobpad.com. 10 กันยายน 2562.

sanook.2562.ทำไมคนเราต้องหาว.(ออนไลน์).แหล่งที่มา:https://guru.sanook.com. 10 กันยายน 2562.

สาขาเทคโนโลยีทางการศึกษา.2562.ทำไมต้องหาว.(ออนไลน์).แหล่งที่มา: https://www.youtube.com.

10 กันยายน 2562.

555INFINITY.2562.ทำไมเราต้องหาว.(ออนไลน์).แหล่งที่มา: https://www.youtube.com. 10กันยายน 2562.

NeuroGens Thailand.2562.คลื่นสมองประเภทต่างๆ.(ออนไลน์).แหล่งที่มา:

http://www.neurogens-thailand.com. 10 กันยายน 2562.

Chulalongkorn University Intellectual Repository.2562. เทคนิคการตรวจวัดคลื่นสมอง.(ออนไลน์).

แหล่งที่มา: http://cuir.car.chula.ac.th. 10 กันยายน 2562.

Magic Box Audio.2562.คลื่นเบต้าทำให้สมองตื่นตัว.(ออนไลน์).แหล่งที่มา: http://www.magicboxaudio.com.

10 กันยายน 2562.

ธนพงศ เชื้อนาค.2562.“เครื่องตรวจจับความง่วง” ด้วยคลื่นสมอง.(ออนไลน์).แหล่งที่มา:

https://www.moe.go.th. 10 กันยายน 2562.

NeuroGens Thailand.2562.เทคโนโลยีคลื่นสมองแบบใหม่.(ออนไลน์).แหล่งที่มา:

http://www.neurogens-thailand.com. 10 กันยายน 2562.

สงคราม.2562.รวมบทความการบำบัดด้วยคลื่นเสียง.(ออนไลน์).แหล่งที่มา: http://www.thaidentoz.com.

10 กันยายน 2562.