復健系統示意圖，分為上下肢外骨骼、氣壓肌肉減重系統及其控制系統。　圖／研發團隊提供【記者張倩怡綜合報導】現今半身偏癱患者在復健時，每次都需至少三個護理師同時協助進行訓練。國立中興大學機械工程學系副教授李聯旺帶領團隊研發「基於虛擬實境之上下肢協同復健外骨骼系統」，透過上下肢協同訓練提高復健效果，此發明亦獲得2022臺灣創新技術博覽會發明競賽金牌。在少子化和人口老化的雙重夾擊下，護理人手將面臨供需失衡的情況，當護理師需同時照顧多個患者時，復健成效將受影響。團隊望能藉由多台機械同時運作，達成多個患者同步訓練，以節省人力。李聯旺說明，「在日後就可以半自動化或全自動化，不再需要有人專注在旁邊。」 團隊研究生示意真實病患使用的狀況。穿上穿載式外骨骼後，病患可不需人力協助進行訓練。　圖／研發團隊提供根據神經耦和理論，上下肢運動具有一定的關連性，協同訓練有助肌肉重塑。團隊成員蕭昭文解釋，「手臂擺動對平衡身體與穩定軀幹是很有幫助的。」因此，團隊將系統設計成穿戴式的上下肢外骨骼（註一），並透過仿人體肌肉運動的氣壓元件，在帶動肢體訓練時進行緩衝，讓患者自然地在跑步機上走動。此外，因偏癱患者在復健時左右重心容易失衡，裝置中的上肢外骨骼動態減重系統，能適時地將患者提起和下降以平衡重心，減輕身體的壓力，再依據復健狀態進行重量控制，確保其穩定性。註一：外骨骼機器人輔具泛指一種可穿戴於人身上，用以輔助肢體殘疾者恢復功能，或老年人行動障礙的機械式輔具，亦用於擴充或增加使用者生理機能的系統。 氣壓肌肉減重系統可依需求將病患提起或下降，為病患減輕走路的壓力。　圖／研發團隊提供「當患者手腳都被綁起來時，感到不適也無法用手去暫停。」李聯旺提到，雖然該裝置解決目前復健機較難兼顧左右平衡的問題，但若要廣泛使用仍有改善空間。不過，他也認為當今的人臉辨識技術足夠先進，希望未來能透過AI辨識患者的表情或動作，決定系統是否需要停止運作。同時，系統備有腦機介面調控（註二），即時評估患者復健時的腦部活化以及回復程度。李聯旺也補充，「復健過程中患者大概都會覺得無趣，復健沒用或成效很慢。」因此，團隊配上VR系統，讓患者可以在不同的場景中進行復健，提高參與的積極度。註二：腦機介面指大腦與外界電腦進行連結，並控制外部設備。目前系統所採用的數據以國外資料庫為主，李聯旺說明，「中西的體格有差別，所以在機械結構還是需要經過一些微調才適合台灣人。」系統目前於高雄醫學大學附設醫院進行臨床實驗，以蒐集更多數據作調整。而物理治療師陳俊宇則提及，「病患初期站不起來時，可以使用機械幫助他站起來做復健。」不過他也認為，當後期患者已回復到一定程度時，還是應以傳統的復健訓練為主，有專人跟進會更安全。