科技日漸發達,輕巧且堅韌的科技材料如雨後春筍般出現,也讓外骨骼機器人的應用從軍事用途逐漸走向醫療復健領域,除了外骨骼機器人的骨架輕量化問題之外,無法在電池極小化及續航力也一直是外骨骼機器人無法開拓市場的主要原因之一,據相關業者表示,新能源和新電池技術的出現有助於克服此點,所以預計外骨骼機器人可於2016年開始大量運用在無法行走的患者復健及其他領域當中。

事實上自2015年開始,外骨骼機器人已成功應用於醫療復健領域,以色列的機械製造企業-ReWalk Robotics成功利用電池的電力轉化成支撐人體站立的力量,同時透過加速感應器去維持人體平衡,設計出能夠幫助行走困難的患者重新站立與行走的「ReWalk」外骨骼機器人。以往只能倚靠輪椅代步的患者如今也能在ReWalk和拐杖的輔助下重新走路,幫助患者重獲新生的特點讓ReWalk在2015年獲得美國認證為醫療輔助設備後就立刻賣出超過66台。

上圖:歐盟展示「Robo-Mate」上半身外骨骼機器人
資料來源:首爾新聞
 
儘管外骨骼機器人對於行走不便的患者有相當大的助益,但高昂售價仍令許多患者望之卻步,因此美國加州大學旗下的SuitX研發出一款重量僅13.25公斤且能夠拆裝的外骨骼機器人-Phoenix,因為重量輕故能連續行走四小時,同時使用者還可以自行拆卸組裝增加使用時的便利度,最重要的是價格才四萬美金,雖然價格並非十分親民,但已經是市面上外骨骼機器人價格的一半,因此尚未上市就已受到極大的關注。
 
應用在行走不便患者的復健,還有許多需要搬運重物如工廠、建築工地、護理人員照護病患等工作場所為了避免員工長時間荷重導致職業災害也正積極評估,引進外骨骼機器人來協助員工用省力的方式從事搬運重物工作的可能性。看中這股商機,2015年時歐盟就率先推出了「Robo-Mate」,Robo-Mate是一款穿在上半身的外骨骼機器人(如圖一),有助於人體的關節和肌肉的運作,因此能夠更有效率、更輕鬆的完成重物搬運的相關工作。
 
外骨骼機器人從原先僅僅為了幫助行軍中的軍人減輕負擔所研發的外骨骼機器人,受惠於科技進步和來自人類的生活需求而逐漸應用在更多需要幫助的族群。雖然,目前的外骨骼機器人仍處於剛完成研發測試進入商用化的階段,因此技術還有許多改進空間,價格也還不夠親民,就連銷售通路的普及性也很低,但外骨骼機器人絕對是未來趨勢,而且很快就會真正進入人類生活之中,因此,2016年也可說是外骨骼機器人的元年。(796字;圖1)

資料來源:http://iknow.stpi.narl.org.tw/ Post/Read.aspx?PostID=12233

 

外骨骼機器人的革命性突破

外骨骼機器人(Exoskeleton)或稱穿戴式機器人(Wearable Robot)的概念原型自昆蟲而來,運用外在骨骼支撐、移動身體。早期的外骨骼機器人是以金屬打造成從腰部到腳踝的金屬骨骼支架,穿戴在衣服外部能夠幫助使用者在走路或跑步時更加省力,或行動不便者重新走路。

圖一:外骨骼機器人的革命性突破,ExoAtlet(右一)

隨著技術、材質等的精進,近來美國更推出軟式外骨骼機器人(Soft Exoskeleton),比起以往穿戴在衣服外面的金屬外骨骼而言,軟式外骨骼機器人是類似於緊身型運動服,可以穿戴在普通服裝的內部,保護穿戴者的隱私。

外骨骼機器人最早是美國海軍為幫助士兵在扛重物也能行軍千里所研發出來的產物,直到美國國防高等研究計畫署(DARPA)也投入研發後,外骨骼機器人才逐漸受到重視,但使用對象仍以軍人為主。

一直到了日本筑波大學研究團隊把外骨骼機器人應用在醫療復健領域時,才普遍廣為人知。然而,筑波團隊開發出來的外骨骼機器人-HAL造價昂貴,一台動輒要數萬甚至是數十萬美元令人卻步,最大阻礙還是在於HAL重量過重,患者一旦跌倒就很難自己站起來,無法有效解決行動不便患者的問題。

隨著科技的發展,有越來越多輕薄且堅固的金屬材料被研發出來,外骨骼機器人過重的問題也就迎刃而解。2015年,俄國的ExoAtlet採用尖端超輕量金屬材料,打造出總重量僅20公斤的外骨骼機器人(如圖一),材質輕盈、耗電量低,可連續使用8至9小時,行動不便的患者穿上後就能跟一般人一樣正常行走,甚至還能登山。因此,在試用階段就受到患者極大關注,業者便加快產品商用化的速度,預計2016年1月就能正式上市。

現階段的外骨骼機器人都是穿在衣物外面,讓穿戴者行動不便的隱私暴露在外。美國哈佛大學針對此點研發出一款軟式外骨骼機器人,外觀如同緊身運動褲,電線隱藏在布料中,馬達則設計在腰部,藉由布料中的感測器偵測到使用者想做的動作後,再把訊息傳遞到馬達,協助患者做出相應的動作,同時也能將其穿戴在一般衣物裡面保護隱私。

未來,軟式外骨骼機器人若成功上市後,對於行動不便患者而言是一大福音。(792字;圖1)

參考資料:http://iknow.stpi.narl.org.tw/ post/Read.aspx?PostID=11879

 

 

 

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