意念透過訊號傳遞
「想要」的這個意念，在生活中，主宰著身體的每個作動。例如說: 「我想喝茶」，於是腦部發出命令，經由神經傳遞訊號到達肌肉，接著肌肉動作，去拿茶杯，張開嘴，喝茶。這一連串「動作」的發生，靠得就是神經將腦部的意念傳遞訊號到肌肉去作動。當身體的這個機制遭到破壞，訊號雖然可以傳遞，但是肌力不足或其他神經傳導的缺失，動作就無法完成。
義肢能靠意念來控制
還記得生醫人網摘介紹過，「歷史上首例-用「意念」控制雙臂義肢 」同樣的道理，如果將這套模式應用在下肢，搭配上動力設備，會是怎麼樣的情形呢?以後我們不用走路，只要腦袋裡想說要走路，機器就幫我們把腿抬起來走路。這樣的發明，不再只是滿足人類對於意念的幻想，在醫療上，可以幫助下肢不便的患者行走；在工業上，也能突破人類的體能限制，幫助搬運工作。
醫療用外骨骼系統
Cyberdyne，這間日本的機器人公司，就開發了這種概念的產品。一款名為HAL (Hybrid Assistive Limb)的下肢外骨骼裝備，更精確的說是HAL for Medical Use，近來獲得美國食品衛生管理局(Food and Drug Administration (FDA))核准，民眾可透過授予核准的醫療機構，取得使用的資源。簡而言之，HAL是一個具有動力的下肢骨骼裝備，使用者把雙腿套入這個裝備，將感測器貼在肌肉上，這些感測器用途在接收腦部傳來區動肌肉動作的訊號；HAL將這些訊號轉做為區動裝備的命令，讓裝備動作，增加穿著者的下肢力量和穩定性。HAL for Medical Use的目標使用群為下肢需要復健的患者，而它和其他同類下肢復健產品的相較的差異，在於HAL的動作，不僅是機器控制，同時混合有機器的自動控制和穿戴者透過神經傳導訊號的自主控制。這在日本，已經有兩年的醫療應用經驗。
互動式訊號反饋
這類混合「機器自動控制」和「穿戴者自主控制」的機制，在反覆運作後，機器透過學習，完成一個神經傳導-機器動作的迴圈，幫助患者移動下肢。。當下肢肌肉動作和腦部神經失去連結，HAL可以攔截腦部命令的訊號，啟動馬達來幫助患者行走；患者透過這樣的方式行走，學習把肌肉動作和腦部命令連接在一起，形成「互動式生物反饋迴路interactive biofeedback loop」，增進和再生下肢動作的功能。
美國的Jacksonville, Florida，將有個控制治療中心，提供患者HAL for Medical Use的使用資源。致於非醫療上的應用，目前在日本才有機會使用。獲許是考量成本和資源取得不易，在工業界並未聽聞使用的案例。有興趣嗎?也想想是否還有其他的應用?
文章參考：IEEE
影片來源：The Japan Times
圖片來源：flossyflotsam@flickr CC BY 2.0
