106年:神經物治(1)

關於穿戴式輔助機器人設備之敘述,下列何者最為適當?

A設計時需考量機器人重量問題,以降低病患使用時的肌肉疲勞與能量消耗程度
B此類機器人之設計,皆以訓練病患行走為目的
C此類機器人之設計,皆為雙側肢體外骨骼之設計模式
D若機器人設備的關節數量與動作自由度愈多,病患會愈容易控制此機器人設備

詳細解析

本題觀念:

穿戴式輔助機器人設備(wearable assistive robotic devices)包含外骨骼(exoskeleton)及軟性機器人等各種形式,廣泛應用於復健訓練(行走、上肢動作)及日常輔助。本題考查考生對此類設備的設計原理與臨床特性的理解。

選項分析

(A) 設計時需考量機器人重量問題,以降低病患使用時的肌肉疲勞與能量消耗程度 穿戴式機器人的重量是最核心的設計考量之一。剛性外骨骼(rigid exoskeleton)平均重量可達 15 kg 以上,直接增加使用者的代謝負荷(metabolic cost),導致肌肉疲勞加速。現代外骨骼設計趨勢即是朝輕量化、高功率重量比(power-to-weight ratio)的致動器(actuator)發展,以減少病患穿戴負擔。此選項正確且最為適當。

(B) 此類機器人之設計,皆以訓練病患行走為目的 此選項過於絕對(「皆」)。穿戴式輔助機器人的應用範疇相當廣泛,包括:

  • 下肢外骨骼:輔助行走(如 Ekso、Lokomat)
  • 上肢外骨骼:輔助肩、肘、腕動作(中風後上肢復健)
  • 手部外骨骼:輔助手指抓握功能(脊髓損傷、中風) 並非全部都以行走訓練為目的。

(C) 此類機器人之設計,皆為雙側肢體外骨骼之設計模式 此選項同樣過於絕對(「皆」)。臨床上存在多種設計模式:

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