柏林工業大學(TU Berlin) 外骨骼首次參與比賽

來自德國的 RISE 團隊將於 2024 年在 Cybathlon 上首次亮相。在與團隊負責人 Lukas Schneidewind 的對話中，我們一同探討了輔具技術的挑戰和未來。

自2013年以來，maxon參與了蘇黎世聯邦理工學院的非營利性專案Cybathlon，來自世界各地的研發團隊與身障人士共同為輔具科技努力。並在每四年舉行一次的比賽中一較高下，選手們將使用新開發的輔具技術，在競賽中挑戰如何完成日常生活中的任務。

maxon作為金牌合作夥伴參與了Cybathlon專案，並為當地團隊提供支援。其中一支團隊來自柏林工業大學。由對社會有責任感的工程專業學生所提出的一項倡議，在醫學工程系誕生了RISE（學生外骨骼發展研究與創新），RISE以創新和實踐為導向，目標是幫助下身癱瘓者重拾行走能力。

外骨骼由40多名學生組成的跨學科團隊從頭開始研發設計。他們的目標是為 Cybathlon 2024 開發具有競爭力的外骨骼。醫學工程系的團隊負責人兼研究助理Lukas Schneidewind讓我們對這個專案有更深入的瞭解。

Lukas，您能告訴我們更多關於RISE及背後的想法嗎？

Lukas Schneidewind：自 2022 年以來，RISE 團隊（學生外骨骼開發研究與創新）一直熱衷於為下身癱瘓患者開發和製作外骨骼。我們的目標是利用這項技術參加 2024 年 10 月 25 日至 27 日在蘇黎世聯邦理工學院舉行的國際 CYBATHLON。

這個專案面臨哪些技術挑戰？

Lukas Schneidewind：其實遇到許多挑戰： 總的來說，整體開發的複雜性，包括需要確保所有功能的安全性和穩定度。首先，必須從一開始就確定所有需求。這些挑戰必須涵蓋各種技術，並以使用者為中心考量。許多問題都需要同時解決，包括行動電源、電力電子、散熱、性能、輕量化結構、軟體設備和通信、控制器模組以及友善且直覺的介面設計。  

今年Cybathlon的一個主要挑戰是，外骨骼需要有穩定的平衡控制以通過障礙物。這新增了一些技術上的難度，例如需要增加執行修正動作的自由度。

maxon馬達應用在哪裡？

Lukas Schneidewind：馬達構成了驅動系統的核心，尺寸必須儘可能精簡和高功率密度，在重量輕的情況下，能達成八個自由度的高動態性能。

您為什麼決定使用maxon motors？

Lukas Schneidewind：maxon不僅在Cybathlon活動中廣為人知，而且已經應用於各種高科技應用。從各種的外骨骼到火星探測器，各種久負盛名的應用證明了馬達的可靠性和品質。此外，maxon還擁有強大的供應商網絡，協助與我們的減速機製造商Ovalo進行密切合作。

您的團隊目前是如何建構的？

Lukas Schneidewind：我們屬於扁平化的組織，管理層非常精簡，僅由幾個負責專案的人員組成。本質上來說，我們的組織將 40 多名學生分為五個部門：設計、電氣工程、控制工程、人機互動和生物力學，總共包括 13 個團隊。

許多的參賽團隊多年來一直在持續精進。作為第一次參賽的新人，您認為比賽能有多少機會突破重圍？

Lukas Schneidewind：當然，期望在第一次比賽中獲勝可能有點過度自信。我們的團隊於 2022 年 10 月從一張白紙開始，需要在兩年內完成系統開發是一項艱巨的任務。目前的進展都很順利，最大的目標即是讓外骨骼能順利參賽。即使最終必須跨越一些障礙物，相信也並非難事。另一方面，此次賽事針對障礙物的變化和所需的平衡控制幾乎對所有團隊都構成了巨大的挑戰。儘管這些團隊擁有過去參賽的經驗，但修改現有系統有時可能比從頭開始設計來得更加複雜。

對未來的展望：參與Cybathlon之後的計畫？

Lukas Schneidewind：這是個好問題，可能是先去度假。但當然，我們將繼續努力鞏固新成立的學生團隊，能更自主地進行管理。我們已經在上學期透過一個由學生主導的專案研討會啟動了這一個流程，因此我們系所現在只提供技術支援和工作空間，並且可以將外骨骼作為研究平臺使用。