賴宸玉/ 發布日期：2019/04/18/ 瀏覽次數：323

一、外骨骼機器人之技術應用領域
據世界衛生組織(World Health Organization)之報告揭示，全球每年有超過1,500萬人患有中風或心血管疾病，致使永久性殘疾，外骨骼技術將提供動力協助患者移動與身體復健。外骨骼機器人(Robotic Exoskeletons)為可穿戴裝置的一種，旨在替代確診患者之人體肢體，亦或增強穿戴者之體力、效率及能耐，可協助工人從事具高風險、高難度之工作，並提升效率、安全性，以及將傷害降至最低。
依據其應用可將外骨骼機器人分為六種類型：(一)全身動力套裝、(二)肢體輔助套裝（上肢/下肢）、(三)背部支撐套裝、(四)動力手套、(五)外掛機械手臂、(六)握持工具的外骨骼機器人。以下將論述外骨骼機器人在主要產業的應用。

(一) 建築業
雖說建築業為促進國家經濟發展重要環節之一，但凡建築業之工人長期暴露於高風險，處於高荷重工作環境中，屬於具備高風險性的工作類型之一，亦好發職災傷害，且因建築工人長期肌肉彎曲，扭轉，易造成肌肉過度疲累，因而患上肌肉骨骼疾病(Work-Related Musculoskeletal Disorders)、脊椎傷害等疾病，因而迫使工人必須提早退休。此時，外骨骼機器人能作為良好之輔具，幫助工人降低職災風險，增加工作效率，以及降低保險與就醫成本。

(二) 製造業
工業用外骨骼機器人亦為穿戴式裝置之核心研究，於製造業中之主要應用為避免工人過度疲勞並提高警覺性，進而降低工作傷害與減少醫療費用支出，以及提高生產力之效率。該技術之導入對於原有之工作模式並無影響，但能強化人體之力量強度、能力、耐力，使其工作表現更加出色。

(三) 　國防與軍事
外骨骼機器人能提供士兵與緊急救護人員更多的力量與耐力，讓他們在險峻環境與承受壓力的同時，也能完成任務；此外，透過強化士兵之能力，賦予其須於長距離與橫越崎嶇地形上運載重物之優勢，協助處理重型武器。技術特性為降低腿部肌肉之壓力，進而實現荷重均勻分布並維持骨骼對齊。

(四) 　健康與醫療保健
全球許多研究證實外骨骼機器人可提升復健成效，目前醫療保健產業正利用外骨骼機器人作為復健機器人，可協助患者進行復健、提供慢性病之患者與老年醫療護理等。於此而言，外骨骼機器人對協助患有脊髓損傷(Spinal Cord Injury)中風等之患者行走、復健之有效程度，均較於傳統方法大幅提升。此外，其能提供長時間、密集、重複性高之活動與較廣之活動範圍，為增進人類福祉的最佳解決方案之一。

二、外骨骼機器人之創新案例
(一) 專為行動不便之患者設計的醫療外骨骼機器人
美國研發之PHOENIX Medical Exoskeleton是目前最輕的外骨骼之一，具備先進之功能，能協助行動不便患者於診所、家庭及工作場所自由行動，特點為：(1)使用者能自行拆卸、組裝各部元件；(2)重量輕且靈活性高；(3)充電一次能連續行走4小時；(4)輪椅使用者亦能輕鬆穿戴。

(二) 用於下肢支撐的仿生套裝
日本研發之HAL®(ybridAssistiveLimb®)為個人型機器人，具加速腦神經運動學習之能力，能輔助下肢支撐系統，以提高患者之行走能力。即便是行動不便之殘疾患者，穿戴後亦能增強、支撐與改善穿戴者之身體功能。

(三) 靈活的移動機器人外骨骼
美國研發之Guardian GT機器人，其靈感來自人體肢體的運作模式，並能依據操作員指令執行作業。該技術具高度之靈活性，能提升材料處理與裝配，可在短時間內完成需要數名工人才能執行的任務，並能將人員傷害的風險降至最低。Guardian GT係由電池，燃料與丙烷進行供電，使其移動與運輸時間可超過7小時。

三、結論與未來展望
因外骨骼機器人於作業場所中，能減少人類於不安全環境下作業之風險，並提高安全性與效率等。基於上述原由，外骨骼機器人有望於未來大規模生產，並作為適用於大眾之移動機器，亦可被創造為時尚之穿戴裝置，可為使用者提供獨立性與全面性之福祉。除此之外，人們亦冀望開發出猶如柔軟外衣般，適用於大眾之軟式外骨骼機器人。但因下列原因，致使外骨骼機器人面臨應用瓶頸：
(1)技術成本高：外骨骼機器人技術包括先進技術的融合、通訊系統和元件之集成，但因價格高昂，致使大規模採用受阻。
(2)技術濫用之風險：隨著外骨骼機器人於軍事上之高度應用，若此技術被激進分子取得並利用，於國家及社會安全亦將造成莫大威脅。
(3)資金需求：由於外骨骼機器人技術屬初期開發階段，須投入大量資金，方能讓外骨骼技術獲得進一步開發與大規模商業化的基礎。
(4)電源供給：為骨骼機器人的最大挑戰之一，目前維持外骨骼動力之電源供應時間相當有限，技術門檻尚待突破。