因为意外事故的脊髓损伤,造成全身或半身瘫痪,影响的不仅是伤友一人,还关系到整个家庭。光在台湾地区,脊髓损伤人数至少超过 23,000 人,其中以 20 岁到 29 岁的发生率最高,而 20 岁到 49 岁患者更占了将近三分之二。
这些伤友在人生最灿烂的年纪,被迫与轮椅终身为伍,不仅丧失行动能力,也失去了与人群来往的机会。意外事故,不仅剥夺了伤友对肢体的掌控,更可能让他们关上心房。而工研院的行动辅助机器人,给了脊损伤友重新站起来的希望曙光。
工研院所研发的行动辅助机器人,以穿戴式外骨骼机器人的设计,透过动力辅助协助伤友站立、坐下、平路行走、上下楼梯与斜坡等。工研院外骨骼机器人新创筹备处总监巫震华表示:“很多人在心理层面渴望再站起来,因为工研院的研发让他们有了希望,就绝对不能再让他们失望,所以我们的目标是做出可以贩售的产品。”
经历四年的研发,工研院的行动辅助机器人已经开发到第二代,重量由第一代的 27 公斤减轻为 20 公斤,厚度也由 10 公分缩减为 7 公分,最重要的是,透过个案的试用回馈,让第二代的行动辅助机器人的“稳定度”有显著提升。
除了具体可见的结构设计,软件调整也是第二代改善的重点,透过各种软件的协助,不仅让使用者的行走动作更为自然,也加入更多避免受伤的机制。举例来说,第二代行动辅助机器人会透过感测机制和判断机制,进行风险评估,决定执行何种动作。例如,机器必须先感测到人的重心往前,判断人有向前行走的意图,机器才会行走;一旦在行走中,感测到重心往后或重心太过前倾,机器便会停止。
行动辅助机器人要能做到准确的判断,关键在所取得的感测资讯正确性,工研院的创新作法,是在行动辅助机器人的腰部位置放一颗感测器,用以侦测全身状态,并成功克服环境噪声,让行动辅助机器人的风险评估判断结果,能够符合使用情境所需。
除此之外,研发团队也找来具物理治疗师身份的美国动作科学分析博士,并寻求院内在辅具法规的专业人士协助,这些来自各方的助力,让行动辅助机器人从原型一步步迈向量产。目前,第二代行动辅助机器人正在进行 GMP 认证、产品安规检验和临床试验,为接下来申请上市许可做准备。