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科幻片劇情已成真 Honda Robotics人類行走輔具日本實地體驗

person icon 艾薩克 2017-11-21

第一次工業革命之後,人類生活產生了重大改變,過去以全人力勞動的時代,逐漸加入機械輔助;直到現今,全自動、高效率的機械化生產方式已取代高密集人力,不禁讓人想起我們平時所看的科幻電影,如果某天機器發展出高度人工智慧,是否就像電影「魔鬼終結者」一樣?人類受到機器的反撲。但撇開天馬行空的幻想,發展出機械化的本質其實就是讓人類生活過得更好,拿現今人手一支的智慧型手機來說,集結通訊、相機、記事、運算、娛樂等功能All in one,當然你也可以像以前一樣只用手機玩貪食蛇與打電話,真正懂得有效率地運用,才稱得上是發揮慧型手機應有的性能。

Honda是經營相當多元的品牌,從初期的兩輪機車、到後來發展賽車、打造四輪汽車,現今更跨足航空領域,以研發Asimo機械人聞名的「Honda Robotics」部門,也是Honda進入人類移動輔助工具的基石。這次我們來到位於日本茂木賽車場的Honda研發中心,主要就是親身體驗「Walking Assist」與「UNI-CUB β」這兩套移動輔具,體驗之後讓筆者深感科幻電影的劇情已經成真,究竟詳情如何?我們接著看下去!


這次的體驗場地正好位在茂木賽車場(Twin Ring Motegi)內,擁有豐富館藏的Honda博物館也在此處,走進館中就可看到創辦人本田宗一郎的題字「夢」位於玄關處;本田宗一郎曾表示Honda就是為了實現人類夢想所存在,因此博物館內除了展示歷年經典的Honda賽車之外(實現速度之夢),亦規劃機器人研發演進專區(實現科技之夢),網友們如果前往東京郊區旅遊,可別錯過這處車迷必定朝聖之地。


Honda自1986年開始,便開始著手機器人的研發,全名為「Advanced Step in Innovative Mobility」的Asimo便是其代表作,然而Asimo的雛形並非一開始就是擬人化的樣貌,而是由雙腿發展至增加手臂、軀幹到完整的擬人化,並加入愈來愈豐富的動作指令,如今Asimo已能攀爬樓梯、踢球、奔跑甚至與人對話;不過,Asimo研發的目的不僅如此,Honda利用Asimo的技術,進行所謂的「人類移動輔具」的研究,本次體驗的「Walking Assist」與「UNI-CUB β」就是最具代表性的產品。


一開始先從「Walking Assist」這套裝置開始介紹;照片中可以看到,Walking Assist屬於穿戴型裝置,分成控制/驅動主機、感應器、支架以及腿部固定裝置等部位,主機的安裝在腰部,看起來就像霹靂腰包一樣,本裝置的功能簡單來說,就是用來輔助行走。


從這張照片可以看到腿部支架為固定形式,可動式關節就是照片中的圓形部位,在實際裝設行走之前,我在想這樣的設計會不會走路起來「卡卡」的?而整套裝置重量約為3公斤,會不會在行走時造成負擔?也是體驗時的重點項目。


俗稱「霹靂腰包」的控制主機也沒有太複雜的面板設計,主要就是電源開關、驅動功能切換以及與智慧型手機配對的控制鍵(手機配對為監測用),主機則內建驅動馬達與鋰電池,充飽電後連續使用時間約為60分鐘。


其實在2008年,Honda已經推出照片中這套Walking Assist的原型版本,是利用一組鞍具連接關節支架,並用鞋套的方式穿戴於雙腳,主要能輔助蹲下、站起、行走等動作,能減輕肌肉與關節的負擔,初期Honda便於自家工廠測試使用,能讓工廠員工提升工作效率並減少工作傷害;不過,將近6.5公斤的重量以及體積略大是這套輔助工具欲要進化的部分。


就如Asimo不斷地進化,Walking Assist也在2013年推出新一代版本,可以看到照片中這套裝置的樣貌已經很接近我們這次體驗的機型,當時Honda先以醫療機構開始推行試用,測試於需要行走輔助的人士。


2015年正式推出的Walking Assist量產版本,不僅體積縮小,輔助行走的作動方式也更加細膩,穿戴方式步驟不算複雜,先將主機利用可調整束帶固定於腰上,兩腿的束帶同樣調整固定妥當即可,由於我們是第一次使用,因此透過Honda原廠人員協助,不用一分鐘的時間就能穿戴完成,其實熟悉流程後,自己穿戴也是可行的。


從正面看可以發現其實在大腿前方有一個面積較大的固定片,腿部支架也是固定在這個位置,Walking Assist便是利用這個施力點將行走訊號輸入至主機,主機內的馬達便施與回饋慣性,各位可以想像是一個鐘擺作用,因此當右腿往前行走,Walking Assist就以慣性方式帶給左腿擺動的輔助力道。


Walking Assist幾乎可對應各種體型,除了剛穿戴完成時,會覺得腰部與腿部束帶固定稍緊,不過對於腰上主機的重量倒是沒有太明顯的感覺,走幾步路之後就能習慣這套輔助工具帶來的便利性。




使用心得部分,以我個人的狀況來說,我覺得這套輔助裝置確實帶給我很有感的行走助力;其實我有椎間盤突出而長期腰痛的情形,因此當我坐在椅子上比較久再站起來時,走路就會有腰挺不太直、甚至是腿麻的情形。而在穿上Walking Assist之後,起初感覺最明顯的就是走路的腳步輕鬆了一些,能讓人很自然地維持在輕鬆行走的步調,原廠也刻意安排一段上下樓梯的體驗,我覺得很一般狀態差異最明顯的部分,就是上樓梯時幾乎用不太到腰的力量,而在下樓梯時能感覺到膝蓋的負擔變小,讓人有一種年輕十歲的感覺呢

這套Walking Assist目前就以專案租賃的方式提供需要的人士使用,月租金約為台幣1萬元,費用包括裝置租金、醫療訓練課程與保養維修等,主要對象是行走較不便或是需要復健的人士。其實各國高齡化的現象已是趨勢,在未來高齡照護人口不足的情況下,利用機器輔助取代傳統人力,也正是文前提到工業革命為人類生活所帶來的改變,現今行走輔助裝置只是開端,如何將這些設備更加小型化、便利化正是目前的研發目標。


不知道各位有沒有看過動畫電影「瓦力」?其中未來世界的人類幾乎不用自己行走,依賴個人移動設備前往各處,而這台「UNI-CUB β」就是讓我產生此聯想的開端。將時間回溯至2009年,Honda推出了名為「U3-X」的個人移動設備(U3-X請參考下圖),主要就是利用小型化的單輪移動裝置,提供室內或是短距離的代步工具,像是大型企業內部的移動代步,或是大型展覽時減輕人們行走的疲累感,正是這款個人移動裝置的主要用途。


照片中可以看到「U3-X」與「UNI-CUB β」外型上的差異,世代較新的UNI-CUB β不僅座椅面積加大,底部也加入類似輔助輪的設計,乘坐姿勢也比較像是一般坐在椅子上的角度,U3-X則有點像是騎馬的姿勢。


座椅後方拉柄為手煞車裝置,拉起時下方輔助輪的固定裝置才會解除,UNI-CUB β才得以前進;而坐墊面積雖然比起U3-X加大,但還是無法涵蓋一般人的臀部面積,不過尾端稍微揚起的設計,實際乘坐時大概就能「抓到」正確姿勢的感覺。


UNI-CUB β既沒有控制器也沒有把手,該如何控制前進呢?其實UNI-CUB β內建的平衡裝置也來自於Asimo技術,當雙腳放在踏板上,此時UNI-CUB β的重心會略微往前,平衡裝置就會在此時作動,提供往前進的力量。


UNI-CUB β的最高時速約為6km/h,這速度雖然看數據感覺不快,但在還不熟悉操控的情況下,難免會讓人覺得有些恐懼,原廠人員告訴我操控的小秘訣,就是身體保持平衡、像是騎腳踏車那種感覺,其實腦中想著前進,人的身體自然就會略微往前,UNI-CUB β感應到重心變化後,便會自行前進,轉彎時身體不宜擺動,而是略為向旁邊傾斜即可,其實在習慣之後,真的有如原廠人員所講的,腦海中想著要它往哪裡去、保持心平氣和,就可以將UNI-CUB β控制得心應手。


UNI-CUB β目前仍在研發階段,未來實際量產的機率相當大,其實筆者私心也很想擁有一台,因為經常前往各地車展,如果有這麼一台代步工具,就不必擔心走一整天「鐵腿」的情形,不過也想建議原廠可以考慮加入置物空間的設計,畢竟採訪車展總是要攜帶一堆設備,如果有類似機車置物箱的空間就太棒了!
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