用生物力學與機械工程形塑未來生活

 
2018/12/07 楊秉祥 | 交通大學機械工程學系教授     6
 
活動(演講)時間: 2018/08/25
 

台灣邁入高齡社會已是不爭的事實,這股轉變有多快,卻可能超乎你的想像。根據統計,台灣60歲以上人口在21世紀初大約佔總人口的10%,然而,僅僅十幾年,眼看60歲以上人口就快超過20%。相較其他國家,例如法國,1850年60歲人口為10%,但直到1995年才達到20%;即使現在高齡化問題同樣嚴重的日本,也是經過25年才達到20%。

 

高齡化對我們的生活有什麼影響?許多隨年紀增長容易罹患的疾病成了必須面對的課題。或許有人認為,若負擔得起高品質的醫療,便能有效治療或預防多數疾病。但有兩類疾病不論國民平均所得多寡都難以避免,那就是肌肉骨骼和神經系統疾病。

 

因此,交通大學機械工程學系副教授楊秉祥十多年前投入生物力學領域,專研人體神經、肌肉與骨骼的動作控制,他說:「這就是為了以後年紀大時可以用。」

 

剛剛好的科技

 

生物力學是什麼?又要怎麼應用才能幫助年長者?其實早在17世紀的歐洲,就有學者利用機械與力學原理分析人體肌肉、骨骼與關節的運動。現在研究範圍進一步擴大,舉凡分子、細胞或生物個體,若以力學原理研究其結構與功能,都算是生物力學。

 

機械背景出身的楊秉祥便希望透過開發輔具、器材與系統,協助受肌肉骨骼或神經疾病所苦的年長者與病患、照護者和醫療人員,來減少意外傷害的發生。而最主要的意外類型就是跌倒,楊秉祥與其團隊便針對預防、及早治療與盡速康復幾個面向進行研究。

 

因此他們必須研究人體的動作、行為及肌肉表現,以了解不同族群的運動特性。在設計時他們也進行模擬,了解開發器材對骨骼肌肉系統的可能影響,避免設計完成後才進行測試。但是,每個使用者的情況都不盡相同,楊秉祥的團隊採取系統識別的方法來蒐集與分析不同個體的資料;他們也運用神經生理檢測來測量大腦與周邊神經的訊號傳遞。

 

楊秉祥強調他們團隊的設計原則:「使用剛剛好的科技。」也就是在了解需求後,他們會檢視現有的解決辦法,然後針對不足之處進行研究與開發。

 

多樣成果

 

藉由以上的研究方法,楊秉祥團隊分析環境的影響(地板材質的差異);為了能預先防範意外而進行跌倒或其他動作的感測,以評估風險;他們也開發系統協助醫師診斷帕金森氏症,避免誤診。在開發時,他們特別考慮到使用者常常不願意穿戴輔具,因此在製作時便針對使用者的習慣與喜好進行客製化。

 

楊秉祥的團隊希望透過這些研究,找出潛在的動作控制障礙者,也協助醫生進行意外發生後的診斷、治療與復健,最終能恢復高齡者與神經損傷族群的獨立自主性,真正提升高齡化社會人們的生活品質。【整理/科學人】

 

延伸閱讀

  • 銀髮族不一定要住安養院,《科學人》雜誌2014年3月:http://sa.ylib.com/MagArticle.aspx?Unit=newscan&id=2353