基於雙方的專業,張禎元與裴育晟的團隊合作測量了人體結構與運動範圍後,設計出各手指關節可分別進行生物化運動的機器外骨骼,近幾年內已協助許多復健傷者或中風患者重獲新生。這項研究成果已發表於期刊 IEEE Transactions on Industrial Electronics1,未來希望能形成商業模式,甚至推動政府以租用的方式提供給鄉鎮使用,使居家復健不再遙遠。
取得國際專利可由線張力評估關節鬆緊程度的復健機器手。(圖/張禎元提供,作者中文化)
模擬人類運動功能的機器手
在研發復健外骨骼的過程中,張禎元同時觀察到長照智慧機器人領域中的共同技術缺口:「手」。許多機器人在視覺、聽覺甚至溝通上都相當進階聰慧,但是手卻不夠靈巧,無法勝任照護以及陪伴的關鍵目的。於是張禎元團隊中也有部分主力專注於機器手的研發,並已在數年之中取得相當驚人的突破。這項研究成果已發表於期刊 IEEE Transactions on Industrial Electronics2。
張禎元團隊的機器手有什麼特別呢?第一,百分之百國產的多功能智慧夾爪,除了工程規格具國際競爭力,擬人機器人手亦可作為義肢使用;第二,內嵌多重感知系統以提升表現,除了可以將人類肢體動作數位化精準記錄之外,指尖上運用磁力計量測磁場轉換成力量資訊的 3D 力量感測裝置,更可做為機械手感知來源,精密地回饋受力狀況。
1. Pu S. W., Pei Y. C. & Chang J. Y. (2020). Decoupling Finger Joint Motion in an Exoskeletal Hand: A Design for Robot-Assisted Rehabilitation. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 67(1). 2. Chang H. T. & Chang J. Y. (2020). Sensor Glove Based on Novel Inertial Sensor Fusion Control Algorithm for 3-D Real-Time Hand Gestures Measurements. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 67(1).