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  • 圖文專訪

【影】中科院「軍用動力外骨骼」計畫 自研自製掌握關鍵技術

  • 民國110年12月18日
中科院軍用動力外骨骼研發小組研討。(軍聞社記者周力行攝)
中科院軍用動力外骨骼研發小組研討。(軍聞社記者周力行攝)

(軍聞社記者周力行專訪)「只有關鍵技術掌握在自己手上,才能往不同的應用延伸」,國家中山科學研究院日前在國防部記者會中,對外公開「軍用動力外骨骼」計畫的研發成果,計畫主持人任國光博士強調,相關技術唯有自研自製,才有利帶動國防工業及經濟產業發展。

 任博士指出,世界軍工業強國都正在發展如何減輕單兵負荷,減少腰部、膝關節等部位受傷的相關計畫。因此,中科院也評估國軍需求,檢視院內關於整套動力外骨骼系統的關鍵技術,其實中科院都已有基礎,於是著手開發系統。

 事實上,國內在醫用外骨骼已有一定的發展,與軍用動力外骨骼有何不同?對此,任博士指出,醫療用輔具是輔助行動不便的病患使用,講究的是安全,「任何的動作都必須要當事人再三確認,才能走下一步,所以它的動作是緩慢的」;軍用外骨骼在操作上隨著不同的兵種,使用情境不同,就有不同的需求,這些動作要很迅速地辨識與區別,並給予輔助動力,兩者是截然不同的。

 軍用動力外骨骼其中最核心的關鍵技術就是「控制演算法」,「想像外骨骼穿在人體上後,人機同動,就如同騎協力車,只是跟人一起騎協力車是控制演算法的電腦」,研發工程師羅民芳說,演算法若能估測穿戴者的想法與意圖,快速地在非常短的時間內即時反應,這是在技術上必須克服的。事實上,他們為了解決控制法的問題,做了非常多實驗,包括在人員身上穿上感測器,進行人體動作量測,透過量測資訊的累積,才慢慢建構起演算法的開發。

 此外,中科院複合材料的基礎,也是計畫能夠成功的關鍵。研發工程師王啟凱說,金屬3D列印(積層)製造、複材開發等,都是中科院強悍的技術,因此在系統結構設計之初,都將這些輕量化的材料納入考量,使結構設計與伺服的控制上達到一體,產品達到既省力,又輕量化的目標。

 中科院另一位年輕的工程師劉冠廷,參與多次穿戴軍用動力外骨骼的測試,「本來股四頭肌較吃力的動作,例如深蹲、爬樓梯,都變得更輕鬆」。劉冠廷認為,士兵在背負重物情況下行軍、爬坡,或是搬運傷患、砲彈、後勤補給的過程,都能為官兵產生幫助。

 軍用動力外骨骼中科院堅持自主研發,對此,任博士說,他們會根據不同兵種的需求,分解每一個動作,建構成一個標準的模型,因此將會完全適合國軍使用。另外,國外的軍用外骨骼套國軍官兵身上,身體的適合度也不同。他認為,整個關鍵技術國外是不可能釋放的,唯有關鍵技術的「know-how」自己掌握,才能夠根據不同的兵種去做修調。

 「因為技術掌握在自己手上,當然我們做一些修調,就可以往不同的應用去延伸」,任博士強調,包含工業、後勤維修,甚至未來國內其他產業有需求,中科院也可以將相關技術做技轉合作。

 21世紀科技快速發展,這套被媒體稱為「國軍版鋼鐵人」的軍用動力外骨骼,未來是否成為真正的鋼鐵人呢?對此,任博士回應,許多科技發展在電影或新聞媒體報導之後,未來都可能慢慢地實現,鋼鐵人未來也是有可能性;但中科院現階段,還是以國軍的任務優先,因此在這四年期計畫中,會優先解決步兵跟砲兵真正、實際上的使用需求。

計畫主持人任國光博士。(資料照片)
計畫主持人任國光博士。(資料照片)
研發人員羅民芳工程師。(軍聞社記者周力行攝)
研發人員羅民芳工程師。(軍聞社記者周力行攝)
研發人員王啟凱工程師。(軍聞社記者周力行攝)
研發人員王啟凱工程師。(軍聞社記者周力行攝)
研發人員劉冠廷工程師。(軍聞社記者周力行攝)
研發人員劉冠廷工程師。(軍聞社記者周力行攝)

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