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突破限制 外骨骼機器人

所有失去行走能力的身障者,都企盼能再起來行走。這樣的夢想,再也不是不可能!人類為了克服先天限制,想盡辦法利用外力,以增強自身的體力及耐力,因此促成了「外骨骼機器人」這種輔助裝置的發明。

突破限制 外骨骼機器人

記者 蘇品勻 文  2012/05/30

所有失去行走能力的身障者,都企盼能再起來行走。這樣的夢想,再也不是不可能!人類為了克服先天限制,想盡辦法利用外力,以增強自身的體力及耐力,因此促成了「外骨骼機器人」這種輔助裝置的發明。
鋼鐵衣 擁有超人力
電影《鋼鐵人》的宣傳海報。
(圖片來源/Yahoo奇摩圖片)

所有失去行走能力的身障者,都企盼能再起來行走。近幾年來,機器人技術愈來愈純熟,這樣的夢想,再也不是不可能!人類為了跨越或克服先天限制,便想盡辦法利用外在的事物或動力,以增強自身的體力及耐力,因此促成了「外骨骼機器人」這種輔助裝置的發明。

電影《鋼鐵人》中,男主角東尼史塔克所發明的鋼鐵衣,冷冽金屬質感以及無人能敵的先進科技,讓全球影迷為之瘋狂。這套鋼鐵衣不但維持了男主角的生命,還可以飛行與發射砲彈,並且擁有強大的火力以及功能性,使得鋼鐵人頓時成為全世界的英雄,每當有任務時,東尼史塔克便會穿上鋼鐵衣出動。

最讓影迷醉心的是,有別於日本卡通鋼彈中濃厚的鎧甲、機甲風格,這套鋼鐵衣完全依據史塔克的身形、肌肉和骨骼所設計,讓他能夠行動自如,且不需借助外力,便能夠自行穿脫。鋼鐵人的鋼鐵衣就像是普通的衣服,但卻也能夠給予觀眾更多的親切感,並開啟大眾對於機器人科技的無限嚮往。讓人相信在未來,我們也可能擁有這一套夢幻般的鋼鐵衣,穿上它後,擁有超越人體極限的力量!

美國工程師史芬傑克森所研發的外骨骼號,以金屬元件模仿人類的骨骼構成,他能夠賦予一般人強大的體力,穿上它後,可以輕鬆舉起幾百磅的物品、幫助使用者行走幾百公里而不會感到疲憊,猶如電影鋼鐵人具有超「人」力一般。

外骨骼機器人 身障者的機會
日本HAL機械服。
(圖片來源/PanSci 科學新聞網)

在今年6月上映的電影《普羅米修斯》中,年邁的偉藍企業董事長,為了祈求永生,策畫了「普羅米修斯」之旅:他先讓自己的身體陷入一種沉睡狀態,等待科技不斷地革新後,便能得到永生的機會。影片後半,科學家終於有了發現,並將這個年歲過百、連行動都有困難的老人從營養箱中喚醒,醫療人員為他穿上輔助工具,幫助他站起來自行行走,讓他見證生命的起源。

這雖然只是電影中的情節,但是它可是有著科學的根據,而非虛構的場景。癱者藉由機器的輔助再站起來,不只存在在電影中,它已經是一項實際存在的醫療技術!在全球對於機器人領域的研究非常廣,上述這種可以穿脫的鋼鐵衣,在學術上稱為「外骨骼機器人(Exoskeleton)」。所謂外骨骼機器人泛指的是:可以穿戴的機器人,因其似動物的外骨骼而得名。

2012年的4月31號,PanSci泛科學網站發了一篇〈未來行動輔助裝置-超越人類極限的機器人外骨骼〉專門介紹外骨骼機器人的文章。文章中詳細介紹了外骨骼機器人的發展以及目前的成果。這項技術被應用在軍事及醫療兩大方面。在醫療方面,主要為美國的Berkeley Bionics與日本的Cyberdyne兩公司。隨著其實驗的成果展現,對於許多身障者來說,外骨骼機器人的發明是一個值得期盼跟等待的科技!

技術問題 有待解決
美國Ekso Bionic 所開發的電子義肢。
(圖片來源/Yahoo奇摩圖片)

國立交通大學電控研究所研究生鄭期元提到:「日本Cyberdyne的山海教授多年研發的機器人裝備HAL(Hybrid Assistive Limb),其腿步的感測器能偵測到使用者要運動的時候,大腦所發出的脈衝,並在肌肉做出運動之前,給予先行的運動輔助,目的是針對行動困難的身障人士提供幫助。其另一大特色是,HAL能記錄不同使用者的走路特徵,使輔助更加完善。」

HAL這套裝備今年在日本開始量產上市,售價約台幣180萬,目前已經提供租借服務,希望能夠把科技帶入每個需要的家庭。美國Ekso bionics則在2011年幫助一位癱瘓多年的病人,使他成功地站了起來!

外骨骼機器人的發展,對於人類來說,是相當令人振奮的一項科技!除了醫療的貢獻,在軍事上的發展也是許多國家關切的領域。然而,目前科學家們仍有許多待解決的問題。鄭期元表示:「外骨骼機器人所承載電池的重量相當重,如果在使用中不小心斷電,就可能會壓垮使用者。」

此外,他也提出一個值得思考的問題:「何謂幫助?怎麼樣的幫助,對使用者才是最完好、沒有侵入性的?」再者,之前外國在測試的時候,就發生過使用者明明想要前進,機器卻反而往後退的情況。總而言之,儘管外骨骼機器人開啟了人類生活的新境界,但同時也面對更高難度的挑戰,而這便有待科學家們持續的努力奮鬥了!

記者 蘇品勻
嗨 我是pinpin 夢想是 希望未來能去世界流浪!  
記者 蘇品勻