行动辅助机器人 站起来的奇蹟!
「行动辅助机器人」 站起来的奇蹟!
最有商品化潜力机器人
(图片取自网路)
文‧黄玮瑜
一天,被医生宣判一辈子不可能再站起来行走的他,像一般人一样站立、坐下、行走,他相信那是上帝给他的奇蹟……。
走进台大公卫中心,许超彦穿戴着工研院所研发的「轻型行动辅助机器人」,正在进行每周的临床测试,两位工程师以电脑控制辅助机器人的动作,一旁还有台大物理治疗师协助着。
帮助许超彦重新站起来行走,宛如钢铁人般的,是工研院开发的行动辅助机器人,也让众多伤友燃起再行走的希望!
最初。
身障人士自行车环岛
最初的计划,要追溯到民国一○○年十月的身障自行车环岛活动,二十五名身障人士骑乘手摇自行车,完成一千多公里的环台壮举。
这台让身障人士完成梦想的,是由经济部计划支持所研发出,全台湾第一台专为身障朋友使用的手摇自行车,让双手运动代替双脚踩动。当活动圆满结束,有人抛出了一个身障朋友的希望,「有没有可能运用国内的科技,协助身障朋友站起来走路」?
这样一个迫切的希望,便由经济部传达到工研院,从收到任务、支援设计,歷经一年多的努力,这样的盼望,工研院的团队做到了!从一○一年六月开始设计,七个月后伤友已能真正开始使用,做临床上的测试。
难题。
「人」和「机器」如何整合?
工研院发展机器人已有多年的经验,但是与嵴髓损伤做结合的医疗机器人,却是头一遭。
「以前做的机器人是独自移动,人与机器人是分开的,当要把这两个过去独立的个体结合在一起,是一开始需要克服的事」工研院机械与系统研究所经理巫震华说,包括男女生不同的身高,机器人关节设计如何对准人体结构等,甚至结合后的机器人外型设计,都必须要符合人和肢体的尺寸。
因此,工研院的研发团队,特别与台大医学院物理、职能治疗师合作,从医疗角度给予资讯回馈,加上有医生背景的嵴损伤友许超彦,以医生及伤友角度,给予专业上的回馈。
辅助机器人实际开发完成后,在测试过程中,也碰到某些困难。因为治疗师在使用行动辅助机器人做测试时,因为一般健康的人,某些肌肉仍会不自觉的用力,因此测试过程并不顺利,还是必须由伤友实际测试,再适度调整动作。
另外,由于行动辅具机器人是国内首创,目前还是属于医疗器材产品,如果要让伤友能够购买,国内的相关法规还要参考国外,且让雏型赶快通过法规的测试。
突破。
第二代辅助机器人 首创自行穿戴
七月底,工研院机械与系统研究所发表第二代「轻型行动辅助机器人」,也是台湾继以色列后首度研发嵴损伤友行动辅具的国家,第二代产品着眼在使用者能方便使用,不仅更轻更薄,也让伤友能够自行穿戴。
「目前国际上还没有一个机器人是可以让伤友自行穿脱,这也是和其他公司产品比较不同的差异点。」巫震华表示。
许超彦也分享,「最明显的,它是可以让受伤的人自己穿的机器人,这是最大的突破。我觉得一个能够自己穿的机器人,让受伤的人能够更加独立」。
从第一代到第二代机器人,它的厚度变薄三○%,从原本一只脚厚度十公分,变成七公分;重量也从第一代二十七公斤减为二十公斤,让伤友移动过程更加轻松。「厚度变薄才让我觉得,是有可能在日常生活当中使用。另外,我也觉得稳定度更好、更坚固。」许超彦说。
未来。
日常生活动作再开发
第二代「轻型行动辅助机器人」预计在二○一六年商品化上市,目前国际上同类型机器人,由以色列开发的「ReWalk」要价六万美元,并非一般伤友负担的起,因此在售价上,工研院努力藉由国产化技术降低成本。
在软体面,也会与桃园嵴髓损伤潜能发展中心合作,开发日常生活中的其他动作,国际上普遍还是以平地行走、走斜坡、楼梯等为基本动作。其他如蹲下、滑倒如何爬起、如何自行上车等,未来还有相当多的动作要有技术上的突破。
而行动辅助机器人,未来不只是嵴损伤友可以靠机器人站起来走路,其他像是行动不方便、中风或是小儿麻痺患者等,都有可能可做应用,甚至开发出上半身手部的復健,甚至全身的辅具。
现阶段工研院也计划在北中南三地医院,复制与台大医院合作的模式,藉由医院让伤友报名,并透过研究计划的方式去尝试使用,让伤友学习利用机器人站起来走路。
再站起来,是一件非常奇妙的事!
许超彦:嵴髓损伤基金会副执行长/精神专科医师
我是基督徒,过去受伤的这五年,我每天都和上帝祷告,和祂说我希望能再站起来走路,而我知道上帝办得到。
对于学医学的我而言,知道这是难上加难的事情,但是这两年,从第一次和工研院参与讨论,我非常惊讶上帝的作为。也感谢这一群优秀的工程师,很有创意、很有能力,当真正能够穿着它站起来,我非常感谢上帝。
当然这离完全康復还有一大段距离,但我觉得能够让受伤的人站起来走动,也已经把不可能,变得越来越有可能实现,这对下半身瘫痪的伤友,都是一个很大的鼓励!
当时花费一到两个月适应,有一部分是因为长期坐着,要练习站起来,习惯它,我要靠着眼睛看着自己的腿走到哪里,才知道动到哪里,还要花时间练习穿着它往前跨步的感觉。
改善最明显的,就是平常若用传统辅具站起来,是没办法弯曲关节走路,且要先把腿打直锁住,再把自己上半身撑起来,是相当费力的,走路也会比较不自然。而我的情况是上半身要把骨盆拉起来,再把腿甩出去,因为腿是没办法用力的。
但是利用机械腿走路,就和健康人走路更接近,出的力量大部分是依靠机器来带动,我要做的事情就是让我的上半身去达到平衡。
随着练习也调整过走路的步伐,也随着身体的进步,开始做到早些时间做不到的动作。自己的心肺功能也变得更好,使用机器人也像是一种轻微到中度的运动,肌肉和关节都变得比较松,人和机器之间的协调也更熟悉,可以做到更进一步,走路的速度也可以更快。
【101创业大小事/整理报导】
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