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冰桶挑戰之外,遠端意念遙控機器人帶來的幫助。

冰桶挑戰之外,遠端意念遙控機器人帶來的幫助。Credit:theglobalpanorama@Flickr CC BY-SA 2.0

漸凍症vs醫療科技

前陣子的冰桶挑戰,全世界不少名人都被點名接力,漸凍人這個名詞和其背後的疾病「肌萎縮性脊髓側索硬化症」(Amyotrophic lateral sclerosis, ALS),漸漸被大家認識。患者的運動神經元退化,導致身體慢慢無法動作,聽來讓人沮喪又害怕。即使聰明絕頂的世界物理學家史蒂芬·霍金,在二十出頭的年紀確診後,都還來不及替自己的疾病找到解決方法,五十多年來都靠輪椅移動,然而,霍金仍不斷在他的專業上再造巔峰,靠的是電腦軟硬體科技,幫他解讀他想要說的話,用機器音說出來。而醫療科技的發展,至今,也未能完全在病理上解決這個問題。此外,我們也不時在新聞上見到漸凍人的勵志故事,靠著轉動眼球操控電腦,加上摩斯密碼解讀,完成一部部的著作。這些人雖然身體肌肉不能自主,但是他們的腦袋都非常聰明,科技要怎麼做能把他們的思考表達出來?現在無線網路、穿戴裝置、物聯網和意念控制的觀念正夯,我們有辦法設計一個綜合以上的技術,能讀懂漸凍人的心思,將他們的命令傳達出來生醫產品嗎?

多種技術的整合設計

首先,是要將患者的思考讀取出來。可以分析腦波嗎?生醫人網摘寫了一系列意念控制的文章,從控制基因表現到上下肢的義肢,都足以證明現今腦波讀取技術,似乎已經可以對人類大腦做一定程度的解讀。接下來,就是傳達命令,這會是另一波的腦波資料翻譯,再去轉成控制某些裝置的命令,這些裝置可以是機器人、電腦滑鼠..等。而物聯網的架構,可以讓我們使用中心電腦去控制其他相連結的物體。那麼無線網路的部份,就讓在電腦前面的我們,可以操控幾千公里外另一個國家的裝置了。穿戴裝置的設計當然是用在使用者的腦波讀取器了。這樣一個穿戴裝置+意念控制(腦機介面)+無線網路+物聯網的完美設計,真的對漸凍人或者癱瘓無法動作的患者有幫助嗎?

遠端操控機器人

近期在「國際電機電子工程師學會」(IEEE)的論文集之中,就有研究團發發表了使用遠端意念遙控家中機器人的系統(點這裡看圖片),包含不同國家的19名受測者遍及義大利、德國、瑞士,9位為行動障礙的患者、10位健康人,100%成功用意念下達指令。受測者穿戴安裝有電極可以傳遞腦訊號的帽子,用意念從他們的家裡透過網路傳遞指令到位於瑞士的實驗室,來控制機器人,同時在機器人移動的過程能有互動。而機器人在遇到障礙物時還會自動躲避,操控者下達命令後,機器人會一直持續動作,直到獲得停止的指令。實驗過程中也發現,有行動障礙的患者和健康人在用意念操控機器人的表現上相同。這個振奮人心的研究成果,使自2008年的TOBI (Tools for Brain-Computer Interaction)計劃,歷經七年研究,現在,漸凍症和脊髓損傷患者真的有機會能使用嗎?下一步,應該是要思索這樣的科技背後的售價問題。而這個腦波擷取的帽子,或許能改造得更有設計感一些,兼具穿戴裝置的美觀和方便性。

以上,遠端意念遙控機器人,著實是穿戴裝置+意念控制+無線網路+物聯網的生醫設計產品。

文章參考:EurekAlert!
影片來原:École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)
圖片來源:theglobalpanorama@Flickr  CC BY-SA 2.0
原文參考:Proceedings of the IEEE


作者簡介

BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章一定要有邏輯性,藉由追蹤報導生醫領域的創新和應用來傳播知識。