革命性的復健輔助機器人

當兩位瑞士機器人技術專家開發新型電腦控制式蹬腿訓練器時,原以運動員為目標群體。之後卻發現柔性機器人輔助系統在患者的治療上獲得了未曾預料到的成功。

這個機器與健身中心的蹬腿訓練器截然不同。當然它也有座位和兩個腳踏板,除此之外沒有
其他相同之處。坐在腿部自適應機器人 Allegro 上,就會體驗到這個全世界獨一無二的訓練夥伴的呵護。它配備了工業領域中先進的驅動和安全元件,結合擁有學習能力的電腦系統。人機合作效果驚人。

氣壓肌肉是核心

Allegro 由資深機器人技術專家馬克思‧朗格瑞拉(Max Lungarella)和拉賈‧德拉維德(Raja Dravid)所開發,他們也是 Dynamic Devices AG 公司的創始人。他們在蘇黎世大學人工智慧實驗室中致力於研究機器人技術系統科學,於 2007 年開發出第一台 Allegro 樣機。
其初衷是為運動員量身打造一台高科技設備,這台高動態的設備能夠監控訓練、進行分析並進一步的提供訓練建議。設備核心是一套氣壓肌肉,可將較大的作用力迅速傳至踏板。由此可提供難度不同的動作訓練。

例如: 測試者必須通過蹬腿或抬腿,盡可能按照螢幕顯示保持指定的曲線。同時電腦會輕柔地或透過可感覺到的推動來減少或加強有效力度。受訓者必須不斷協調配合,雖然費力但極有成效。此過程中不僅鍛煉身體,同時也可強健大腦。「我們的系統要求動態的協調一致」,馬克思‧朗格瑞拉(Max Lungarella)說。這甚至比當初兩位研發者預期的還要好。

「我們的系統要求身體和大腦動態上協調一致。」
馬克思‧朗格瑞拉,Dynamic Devices 

在一個偶然的機會下,他們發現這套培訓系統對有神經肌肉疾病或骨科問題的患者有很好的幫助。有些人坐到 Allegro 上後腿部竟然又能開始運動,這在之前對他們來說是不可能的事。中風患者在運動恢復方面也有迅速的進展。透過各項研究也逐漸證實確有這些效果。這促使柔性機器人訓練設備的研發者將研究方向專注於復健治療領域。maxon 馬達在此即派上用場。 

為使 Allegro 獲得醫療器材許可證,需要個重要的安全元件: 一個調整型止擋裝置,以防止蹬踏超出規定角度。對於某些不能完全彎曲膝蓋的患者來說這是一項重要的保護措施。DC無刷馬達 EC 45 在此可根據不同情況定位安全止擋裝置。提供絕對的可靠性是最重要的選擇標準。「maxon 馬達可以滿足這些要求,讓我們完全放心」,朗格瑞拉說。此外,其精簡的設計和內建電子驅動器的盤式馬達也是一大亮點。

馬達與控制器的完美結合

另一顆maxon 盤式馬達,EC 90 外轉子馬達,可自動調整座位。Dynamic Devices 公司將無刷馬達與行星式減速機的馬達組和位置控制器 ESCON 50/5 搭配使用。maxon 控制器因此成為此訓練設備的重要組成部分,可確保患者的舒適性和安全。

輕鬆愉快地邁向成功之路
Dynamic Devices 公司雖然還是一家年輕企業,但已經取得相當大的成功。歸功於工程師、科學研究者、醫生和治療師的聯手合作才得以推出 Allegro 訓練設備,能夠透過增強的運動意識為眾多患者帶來福音。其中關鍵在於那些復健治療中經常被忽視的訓練觀念。坐上 Allegro 就要接受挑戰。如果自己主動期望更好、為自己設定更高目標,那麼就會更快成功。擁有強烈動機在訓練效果上扮演著重要的角色,因此 Dynamic Devices 高度重視設備的娛樂性。當患者用踏板控制一隻肚皮朝下的企鵝滑下斜坡時,想要盡力拿高分之餘,幾乎已經忘記復健的辛苦。

第一批醫院和復健中心已經開始使用這種新型機器人技術訓練方式。其他院區正在規劃中。下一步計劃是在整個歐洲地區發展。馬克思‧朗格瑞拉和拉賈‧德拉維德同時還努力讓他們的柔性機器人訓練設備更加智慧化。因為: 這兩位專家不會滿足於現狀,而是致力於追求完美。

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