全球快速高齡化,行動健康面臨前所未有的挑戰,國科會今 (3) 日發表歷經 10 年打造,全球首創的「AI 隨動步行復健機器人 (HopeStride)」以及「會讀腦」的智慧復健機器人正式問世,未來讓中風與退化患者能「用腦走路」,主動參與訓練、加速恢復,同時減輕治療師負擔並提升復健科醫師的臨床效率。
在國科會長期支持下,由中興大學優聘副教授李聯旺、陽明交大教授柯立偉及高醫大學教授陳嘉炘組成的跨領域團隊打造「AI 隨動步行復健機器人」。
此系統整合隨動載具、動態減重、外骨骼與非侵入式無線腦機介面,可讀取患者腦部訊號並解析運動意圖,進而驅動外骨骼完成安全、自然的步態訓練;從站立、平衡、步態引導、自然行走到腦控訓練皆能一機完成,擺脫以往以被動訓練為主的限制,也能靈活應用於醫院與復健中心。
李聯旺表示,這種「主動式」復健,使患者更貼近自然行走的狀態下重啟神經連結,是傳統設備難以達成的重大突破,目前已在高醫大附設中和醫院進行臨床,受試者的步態控制、下肢肌力與心肺耐力均有顯著提升,使患者能更早投入主動訓練、加速行動能力的重建,成果顯示,智慧復健未來可望擴展至更多醫療場域,協助更多民眾找回行動能力。
此外,對許多患者而言「想走卻走不動」是復健中最大的挫折,傳統復健多以機械支撐協助患者站立與行走,雖能降低跌倒風險,卻屬於「被動帶動」,步態僵化、身體擺動受限,難以模擬自然行走節奏,難以達成真正的功能重建。故在國科會支持下,自 2016 年起,跨校團隊以神經可塑性理論、安全控制、AI 與腦機介面為核心,結合外骨骼與運動意圖辨識模組,完成 AI 隨動步行復健機器人開發。
該系統能依患者狀況於不同復健階段靈活調整訓練模式,初期:協助站立與平衡、啟動下肢運動。中期:以影像輔助步態引導,建立自然的行走模式與正確的重心轉移。後期:透過腦波訊號主動驅動外骨骼,實現「意念控制行走」。
國科會表示,目前在高醫大附設中和醫院,研究團隊以 20 次療程比較 2 組訓練:對照組採被動式外骨骼;實驗組採腦控外骨骼,評估平衡、下肢功能與心肺適能等指標後發現,對照組主要在下肢功能改善;實驗組則在下體功能與心肺耐力均表現出同步改善,顯示「用腦復健」可同時強化身體與神經兩大系統,帶來雙重效益。
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