2016 瑞士Cybathlon全球機器義肢科技競賽。 圖片來源,截圖自: https://cybathlon.ethz.ch/en/projects-events/series
看似簡單的拿水杯、用曬衣夾夾衣服、拿筆放入筆筒、切麵包、掛好鑰匙、甚至是爬樓梯、爬坡等,對一般人來說是再平常不過的動作,對身障者來說,卻是遙不可及的生活挑戰。瑞士蘇黎世理工學院(以下簡稱ETH)機器義肢科技的競賽,就是藉由科技幫助身障者克服障礙,如手、腳、機器輔具及大腦結構的感應界面的協助下,並透過反覆練習,盡量恢復一般的生活。
每四年舉辦一次的義肢科技競賽,是一個協助身障者恢復正常生活的科技大觀,由來自全世界的先進研究團隊所製造的義肢手、義肢腳、機器輔具、大腦結構的界面,表現科技輔助人類的進步。2020年即使遇到疫情衝擊,無法將全世界的團隊集合舉行競賽,全球各大實驗室所組成的54支隊伍,仍在網路科技的協助下完成了線上跨國比賽,成果斐然。
競賽構想起源
ETH的Robert Riener教授在2013年產生這個競賽想法,源自於他看到一位職業跑者,因為殘疾之後使用輔助的人工腳而完成芝加哥大樓的爬樓梯比賽(Chicago Willis Tower),還有另外一場倫敦的馬拉松比賽(London Marathon),出現一位下半身全癱瘓,但使用人工雙腳完成比賽的跑者。
第一次的義肢科技競賽在2016年,當時全球參賽團隊一起出現在瑞士蘇黎世;第二次的義肢科技競賽,在2020年舉辦,由於疫情的影響,改為全球一起進行線上的競賽。比賽的方式較以往特殊,由各國參賽團隊在當地建造一個幾乎一模一樣的硬體環境,在線上同步開始進行競賽。
義肢手Powered Arm Prosthesis Race
外骨骼動力機具Powered Exoskeleton Race
義肢腳Powered Leg Prosthesis Race
腦部控制界面 Brain-Computer Interface Race
電波控制腳踏車 Functional Electrical Stimulation Bike Race
無障礙多功能輪椅 Powered Wheelchair Race
2016年的競賽照片,用筋肉神經控制義肢手的靈活度,除了高度專注力,還要搭配不斷的練習。圖片來源,截圖自: https://cybathlon.ethz.ch/en/projects-events/series
賽事規則與過程
看似簡單的競賽,背後有分工極細的人員組成與製作過程,必需先由研究人員在實驗室內完成設計,再由醫療團隊及復健團隊評估身障者適用與否,接著陪著身障者一起練習,直到身障者的身體及心智,可以自在的控制人工機具,完成各項操作任務。
在競賽中,參賽者也就是上場的身障者被稱為Pilot,就是機器義肢的駕駛員,意指他們是能靈活控制機具,達成任務的執行者。研究團隊的眾科學家們是在幕後的技術人員。
-以機器手具為例,這項挑戰的名稱是(Disziplin Arm),靈活的手臂。
曾經在一場化學災害中喪失左手的Beat Grossen先生,挑戰的任務是用機器手及搭配不同的手指載具,練習用開罐器打開罐頭、點蠟蠋、穿外套、拿曬衣夾用以夾住衣服、裝燈泡、用鐵捶打鐵釘等手部任務挑戰,競賽的要求是「精準且迅速」完成動作,此外競賽過程不能有任何物品掉落在地面。競賽規則嚴格,如同要求一個肢體健全的人一般。
-以外骨骼動力機具為例(Exoskelett),靠著外部機具達成的訓練。
曾經是馬戲團高空舞者的Silke Pan,在一次意外中不幸跌落,造成下半身癱瘓,必需使用輪椅。她所挑戰的任務是搭配人工腳爬坡及上下樓梯。為了參賽,她開始鍛練手部與臂部肌肉,騎手部帶動的單車,在運動的過程中,她感受到自己又再次成為姓動自如的運動員,而不再是處處受限的身障者。
參賽者的血淚心聲與成功
Silke Pan在國家電視台專訪中表示,意外發生的初期,是人生巨大的灰谷,如何度過人生的灰暗期再度看到希望,家人的支持與繼續運動的決心是至關重要。她從手動單車開始訓練上半身的肌肉,並且再次感受到自己能行動的快意,再次體會「生命」與「動」的基礎含意。她從行動不便所帶來的自卑,也再一次一次生命自由行動之後重新培養了信心。
一個人能再次站立,是一個團隊的支持。當科學團隊為Silke Pan穿上科技義肢,人工的雙腳帶她跨上樓梯,越過石頭,這簡單的自由不只需要時間,也需要她強大的意志配合一次又一次的練習。人巨大的意志力,帶動生命的重生,令人讚嘆。當她晉級義肢比賽的最後一輪決賽時,眼淚是辛酸與奮鬥的結晶,感動自己和所有工作人員、觀賽者。
在重建人生並與洛桑理工大學義肢科學團隊的合作過程中,Silke Pan不再是一位癱瘓的馬戲團高空舞者,她以自由行動和意志力向眾人講述如何克服人生低谷的困境,成為一個專職的演說家。她奮鬥故事不只鼓舞身障者,也讓健全的人們了解克服自我的生命真諦。
科學服務人類的善意極致
一副完整的軀體受創之後不能行走,無法進行生活裡的小事,無限挫折和灰暗,是身障者的人生必須面對的痛苦日常。這項由瑞士發起的科學競賽,是人類合作的極致表現,透過競賽各國的技術也有交流的可能。彼此觀摩與正面就流之後,科技日新月異,造福人群。
科學進步與人道主義所帶動義肢發展,由瑞士發起,目前也有一個位於義語區的瑞士人道救援組織,在非洲國家為身障者重建生活的扶助計畫。鬼斧神工的科技並非冰冷,具有道德意識以科技服務人性,為行動與心靈受困的身障者開啟了重塑人生的機會。完全體現以良善價值為出發點的科學發展,對人類社會具有多麼重大的意義。
獲獎的背後事身障者無限的毅力堅持與科技團隊的實際支持。 圖片來源,截圖自: https://cybathlon.ethz.ch/en/projects-events/series
註:本文由蔡黛華與方常均共同編譯製作。