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台灣中科院4年內製造設計具量輕,荷重強40到100公斤的軍用荷重型動力外骨骼系統,符合我國單兵使用提升作戰效能!
2021/10/17 16:24:27瀏覽336|回應0|推薦4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 圖為Lockheed Martin公司外骨骼ONYX。KinMAS能準確量測並記錄穿戴者的肢體運動數據,關節角度變化和動作時間,進而分析比較受測者訓練的歷程與評估進展。https://jmex.com.tw/tw/kinmas-zh/ 大腦控制的機器外骨https://www.edh.tw/article/28877 讓癱瘓病人重新站起奪回生命自主權!http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193    

台灣中科院目前運用最先進的航太金屬積層製造技術,完成零件輕量化製作,第一年針對零組件輕量化就達成減重72.17%的成果,在外骨骼控制技術方面,中科院建立穿戴者移動意圖追隨控制演算法設計,並開始將演算法燒錄於軍規等級之嵌入式控制電路板。http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193    大腦控制的機器外骨骼https://www.edh.tw/article/28877   讓癱瘓病人重新站起奪回生命自主權!http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193

KinMAS_Logo 動能量測分析系統運動訓練及復健量測分析的最佳工具。KinMAS能準確量測並記錄穿戴者的肢體運動數據、關節角度變化和動作時間,進而分析比較受測者訓練的歷程與評估進展。https://jmex.com.tw/tw/kinmas-zh/
台灣中科院將以4年時間,設計製造符合我國單兵使用,具有量輕,荷重強(40到100公斤)的軍用荷重型動力外骨骼系統。http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193  

軍用外骨骼為近年世界各國研發的新技術裝備,現階段僅美國,加拿大,日本等少數國家擁有此最新技術,但不輕易對外銷售釋出。為滿足三軍作戰需求,台灣中科院自2020年起,在國防部的支持下,預計以4年時間,透過參考國外軍事最新科技趨勢,以及我國軍事應用情境與需求,設計製造重量輕,反應速度快,扭力大,荷重40到100公斤能力強的軍用荷重型動力外骨骼系統,藉以提升國軍之戰場效率,減輕單兵戰場體力負擔的目標。http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193

中科院自研外骨骼系統,依我軍體型打造 ,

中科院相關人士表示,研發軍用外骨骼系統,一開始雖大量借鑑國外相關技術,但考量我國與西方各國的人種體型,操作情境及作戰需求均有所差異,所以開發之初,即不考慮從國外獲得外骨骼系統,而是依據我國作戰需求及使用情境,採用客制化方式,隨時進行設計修改及軟硬體調整,打造專屬三軍官兵的軍用外骨骼系!http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193中科院將依據我國作戰需求及使用情境,打造專屬三軍官兵的軍用外骨骼系統。圖為示意。(取自US,ARMY官網)

台灣中科院目前運用最先進的航太金屬積層製造技術,完成零件輕量化製作,第一年針對零組件輕量化就達成減重72.17%的成果。http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193  此外,在外骨骼控制技術方面,中科院建立穿戴者移動意圖追隨控制演算法設計,並開始將演算法燒錄於軍規等級之嵌入式控制電路板。http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193

初代軍用外骨骼原型機,台北航太展9月揭曉!

在電源供應與節能技術方面,則是完成鋰電池電源供應模組開發,其中電源供應模組符合IP65防塵防水等級,並通過IEC62619 7.3.3 延燒測試。最後,在測試設備方面,中科院也完成仿真腿動力輔助測試平台設計及裸機運作測試。在今年(2021),中科院將著手進行相關軟硬體組裝與性能測試,並預計將第一代軍用外骨骼原型機於今年9月中旬舉行的台北航太展時展出於國人面前。http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193

另外,陸軍單兵標準戰鬥負重約11公斤,行軍負荷則達約30至47公斤,國軍士官兵長時間超負荷揹負,恐消耗體力不利於作戰,有鑑於此,中科院開發軍用外骨骼時,就已經充分考量可應用於戰場上砲兵佈署砲彈時彈藥搬運,重武器操作,傷患救助等實際需求,希望藉由機械輔助有效節省操作人力,提升作戰效率。相信未來國軍作戰人員若能配賦提高單兵負重(增加彈藥攜行量)減輕單兵體力負荷之外骨骼,必能大幅提升我軍步兵戰鬥能力!http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193(取自US,ARMY官網)中科院開發軍用外骨骼時,為減輕單兵體力負荷,將考量戰場上砲兵佈署砲彈時彈藥搬運等實際需求,以提升作戰效率。http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193

可強化士兵實戰效能,防膝關節,脊椎損傷...軍用外骨骼系統除可投入實戰外,平時國軍後勤單位與生產單位,在執行艦艇,戰車,自走砲,裝甲車等裝備維修或裝備生產過程之搬儲運時,工作人員更可穿載肌耐力增強型動力外骨骼,取代使用傳統固定式或移動式天車,來進行重體力(零件重量超過40公斤)或需操作重型工具等吊掛作業,以減輕人員體力負擔,同時提高工作效率,並預防膝關節與脊椎方面的職業傷害,可說是一舉數得。 http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193

外骨骼技術在近幾年的應用逐漸廣泛,一般商用是以醫療復健或減少傷害為主,其技術難度或門檻較低,軍事裝備除考量性能外,還要考慮與現有軍事裝備整合及戰場可靠度等特殊客製化需求,中科院希望透過科技研發,建立相關技術能量,強化國軍士兵肌耐力效能,持續為國軍提供更好的軍事裝備,為我國國防自主盡一份心力。http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193圖為一名脊髓受損的法國男子提布,藉由外骨骼重新行走。(湯森路透)外骨骼技術近幾年應用廣泛,多為醫療復健或減少傷害為主。

腦中風在國人十大死因一向名列前茅,除了可能瞬間奪走性命,腦中風造成的失能對許多家庭和醫療資源都造成沉重負擔,隨著科技進步,現在已有外骨骼機器人等新科技訓練工具來輔助中風患者復健,可讓身體重新感受站立及行走的步伐,使病患大腦與肌肉重新連結,可有助於神經重塑,加速功能復原,提振病患士氣及復健動機,有研究亦指出住院期間使用外骨骼機器人的中風個案,行走能力表現優於只接受傳統物理治療的個案。http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193
外骨骼機器人研究發展已經將近二十年,初期用於作為身障朋友的行走輔具,近年許多臨床上應用在中風患者的復健訓練,透過外骨骼機器人的輔助,可協助患者進行大量重複,高強度的站立和行走等活動。http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193  外骨骼機器人開發暨租賃商負責人巫震華表示,目前在歐美日等醫療先進國家,穿戴式外骨骼機器人使用在腦中風,神經損傷的病患已逐漸普及。台灣也有自主設計研發,製造生產的外骨骼機器人產品上市,在國內已有超過三成的醫學中心導入,同時也外銷至海外國家,獲得眾多獎項肯定,更重要的是協助許多病友恢復站立行走的能力,能夠以更加自信的姿態迎向未來的挑戰。

中風患者一定要把握「黃金復健期」練就站立和正確步態才能避免肌肉萎縮和跌倒骨折!

http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193
北榮神經內科腦血管科李怡慧主任指出,每個腦中風患者的狀況不盡相同,嚴重者不僅腦傷範圍大神智不清,還經常合併吸入性肺炎或心臟衰竭,但在患者病情穩定後,就要把握「黃金復健期」及早復健「急性中風48小時後,生命跡象穩定,就要評估病人能不能及早活動,輕度病人可以每天復健,重度病人則要視狀況,頻率次數高並不一定有利。http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193
中風後7天到6個月之間為亞急性期,為黃金復健時機,這段時間有著最強的神經可塑性,如果能給予患者高強度的復健,例如每天復健,效果會是最好的,實際進行則要視每個人的疾病嚴重程度跟功能來決定方法和劑量」。
「中風病人平均年紀比較大,腦中風又直接影響到腦部,因此運動學習能力會受到影響,中風病人在神經復健上的挑戰也會比較高」北榮神經醫學中心神經復健科蔡昀岸醫師提到,病人在黃金復健期需要高強度,反覆的主動運動,而且要做正確的動作,才能夠達到良好的神經再塑,促進神經功能的回復。
彰基復健醫學部跌倒防治中心魏大森主任表示,復健治療可讓中風患者重新站立,行走,更重要是練就正確步態,可以避免跌倒造成骨折的風險;彰基研究發現,腦中風是所有疾病中跌倒會造成髖骨骨折的獨立預測因子,而且腦中風患者跌倒造成髖骨骨折的機會是一般老年人的2.9倍「腦中風患者跌倒,有近9成的髖骨骨折都發生在無力側,相對於一般人前跌或側跌時會反射性用手撐住身體,腦中風患者跌倒時較無保護性反射,就會直接跌坐或側跌造成髖骨骨折,不僅有許多併發症,死亡率也隨之增加」。

及早開始復健、正確動作輔助,外骨骼機器人成中風患者復健最佳助手


(圖說:脊髓中風個案訓練後站立、步行能力提升)
「有些中風病人的神智狀況或語言能力不佳,或是中風後肢體癱瘓得太嚴重,因而無法配合復健的進行,其他病人也可能因為運動學習能力不好,要重新學習功能性的活動會遇到困難。以行走為例,目前訓練模式會先訓練下肢肌肉力量、坐姿平衡,再訓練跪立平衡,起身,站立,重心轉移,最後才是行走,如果病人肌肉力量太差,可能就停在第一個階段,無法再進行下去;另外,有些中風病人肌肉張力過強,即使有心想要做出正確動作,也可能做不到;如果學習能力不好,就可能停滯在後面的平衡,起身,重心轉移等訓練!重新學習這些功能性動作是有步驟的,他們可能記不住這些步驟,也無法在適當時機控制哪些肌肉收縮,哪些肌肉部位放鬆」蔡昀岸醫師說。
近年來導入中風患者復健的外骨骼機器人,則成為患者和復健團隊的一項有利武器,在患者肢體癱瘓較嚴重,缺乏肌力,學習能力不好時,藉由外骨骼機器人的幫助,可以省略復健的前期步驟,直接進行起身,站立,走路的訓練,達到早期復健的目標,同時可以減少循環不佳,褥瘡等臥床不動造成的健康危害;而且機器人不會疲累,能夠長時間維持標準動作,讓患者持續,重複進行標準動作的訓練,達到「黃金復健期」所需要的「高強度且正確的重複訓練」對神經可塑性的訓練效果會更好。有研究顯示,外骨骼機器人協助中風患者復健極具潛力,李怡慧醫師表示,有隨機對照性研究亞急性的中風患者,比較做普通復健的患者,以及應用外骨骼機器人進行復健的患者,發現有外骨骼機器人介入復健的中風患者,肢體動作進步的幅度有較明顯的增加。
魏大森醫師形容,外骨骼機器人之於中風患者的復健,就像是打仗時重要的重裝備大砲「當中風患者有行走上的障礙,應用外骨骼機器人進行復健,對於改善中風患者的大腦神經塑性是一項很好的處置,當然傳統復健也是一樣都不能少,就像在打仗不會只用大砲,必要時配合神經肌肉電刺激,痙攣阻斷(肉毒桿菌素注射)經顱磁刺激等治療方式,傳統儀器和新進設備一起來,機器人復健的效果會更好」。

中風不代表永遠失能!經過適當復健及輔助,中風患者也能恢復生活品質!


「我們團隊曾經收治一名腦中風患者,第一次來復健治療時,個案坐著輪椅,起身要人攙扶,還有點流口水;經過約20次的外骨骼機器人復健,配合經顱磁刺激治療,口水不流了,慢慢地可以自己站起來,不需要費力協助,行走得還算安全」魏大森醫師分享,有外骨骼機器人的協助,更容易誘發中風患者的正確動作,外骨骼機器人可以從髖關節,膝關節,踝關節,引導患者做主動運動或持續練習,降低治療師和家屬負荷,中風患者也可以避免因缺乏運動造成便祕,消化不良,肌肉萎縮,下肢靜脈栓塞等症狀。只要強度合適,動作正確,持之以恆,神經重塑效果肯定不錯;不僅如此,當中風患者能夠重新站立,行走,可以出門買東西,參加社交活動,生活品質有所提升,患者也會對自己更有信心,這對身心健康有很正面的影響。
中風患者如果要實際應用外骨骼機器人進行復健,需要經過評估是否符合條件,李怡慧醫師提醒,例如中風患者的意識要清楚,具中重度肢體癱瘓,介入時機最好在亞急性期(中風7天後到6個月內)神經可塑性較高;另外若患者長期臥床,也要了解到突然站起可能帶來姿態性低血壓,下肢骨折,關節受傷等風險,因此一般會建議先在醫療院所,在物理治療師陪同下學習如何操作使用外骨骼機器人進行復健,如果要自行購買或租用外骨骼機器人幫助復健或行走,患者及陪伴者都會需要通過訓練計劃及測試,更能確保安全性。
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●大腦控制的機器外骨骼https://www.edh.tw/article/28877   讓癱瘓病人重新站起奪回生命自主權!http://classic-blog.udn.com/alpineatks/169544193
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