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脊損行動輔助機器人

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楊谷洋｜國立交通大學電機工程學系暨科技與社會中心智庫研究團隊

工業技術研究院在2013年為因滑雪意外導致胸部以下完全不能移動的台大許超彥醫師研製了穿戴式行動輔具，讓他能重新站起來，許醫師在受創後仍保持積極向上的精神與樂觀的態度，他的故事激勵了人心，也讓他有了「鋼鐵人醫生」的稱號；在此同時，這也讓外界關注到脊髓損傷傷友的站立需求。此事件有了後續的發展，2014年3月，此項技術將有機會跨海進入日本；台灣工業技術研究院和日本製造服務型機器人的天目時科(TMSUK)公司已簽約合作，研發以上述穿戴式行動輔具為基礎之「脊損行動輔助機器人」，同時也將推動一系列台日雙方的臨床研究。

因車禍被判定終生無法再行走的舒天縱先生，示範了如何使用這套行動輔助機器人，他感覺此新型機器人輔具比起傳統機型確實省力許多，並且具有較佳的移動與轉動能力；而工研院機械所亦指出：這次與天目時科公司的合作主要是看中他們長期致力於服務型機器人的開發與推廣，這方面豐富經驗將可加速此技術的商品化過程，未來，台灣製造的行動輔助機器人將進入日本市場，以往總是台灣引進日本技術的多，這一次是台灣將機器人技術引進素有機器人大國之稱的日本。

對於脊髓損傷的傷友，站立是非常期待的一件事，除了不會總有低人一等的感覺外，它也是一種非常大的精神鼓舞，可以脫離完全無能自主的感受，即使僅僅只是站立或行走一段距離或時間。而由於脊損傷友雙足是無法出力的，基本上脊損行動輔助機器人是需要穿戴在傷友的雙腿上，然後藉著拐杖的協助來站立與行走，也因此輔助機器人的結構必須輕巧，但馬達出力卻要大，才能提供足夠的支撐與行動力，這確實有點兩難，在機構設計上，也會希望馬達能扁平化以融入整體外觀中，而如果能引入一定的時尚感，相信也更能提升使用者的接受度；既然是穿戴在身上，相較於工業用的機器人，機器人系統在實現上，特別強調直接與人互動的面向，包括可移動範圍、安全、舒適、低慣性、與高適應性等；此外，由於輔助機器人在某個意義上是與人結合在一起，在控制上是所謂的“人內在於迴路＂(human-in-the-loop)，也就是說使用者也是控制系統中的一部分，而且是「人為主、機為輔」的形式，機器人能夠因應、配合使用者的程度，包括可控性、回應速度、靈活性、與流暢度等，也必須詳加考慮。

整體來說，脊損行動輔助機器人的開發，確實面臨相當多的挑戰，機構設計及其自由度等都要求必須與人體的結構與自由度相匹配，輕巧、高效率的自給能源與動力裝置開發也極其關鍵，而對於使用者運動意圖的精確感測、能順應人類操控之控制系統的建立等，在在嚴峻地考驗著研發團隊。而隨著高齡化的社會的來臨，類似脊損行動輔助機器人之類的輔助機器人需求也會大幅提升，無論是穿戴、輪椅、或拐杖型式的輔具，在可見的未來將會變得常見，承擔起對銀髮族與行動不便者在日常生活中的協助，來達到自主安全活動的目的。（本文由科技部補助｢新媒體科普傳播實作計畫─電機科技新知與社會風險之溝通｣執行團隊撰稿／103年/06月）

責任編輯：黃承揚｜英商牛津儀器海外行銷有限公司

行動輔助機器人(4) 穿戴式機器人(3) 科發月刊(5221)

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