「天底下沒有完美的義肢」

一家小型新創公司憑藉著創新精神、精密的 DC 馬達和觸控功能，準備徹底顛覆手部義肢的市場。

「開門」只是許多挑戰中的第一項。一隻人手會握住門把、壓下，然後靈活地移動。相對之下，一隻電動的機械手義肢就僵硬多了。當門移動時，會使得作用在每根手指上的力變得很大。「因此，一個好的義肢需要高品質的材質和元件來打造」，Stefan Schulz 堅定地說。他是 Vincent Systems 的創辦人暨執行長，這家位於德國卡爾斯魯爾的新創公司擁有十名員工。說到手部義肢，Stefan Schulz 是專家。他在 1999 年做出了他的第一個義肢，當時他還在卡爾斯魯爾理工學院（KIT）工作。十年後，他轉換到私營企業。

目前，Vincent Systems 的第三代手部義肢已推出上市。「它比其他產品更輕、更精簡，重量方面基本上和人手一樣」，Schulz 解釋道。最小的版本甚至也適合兒童使用——年紀最輕的穿戴者只有八歲。這些手的特點在於：它們是仿生義肢。這表示，每根手指都由一顆 DC 馬達主動驅動，大姆指則由兩顆。這些馬達直接安裝在手指和大姆指內，因此每根手指的電池都可以獨立更換。Vincent Systems 手部義肢的特別之處還在於：這是第一款能夠將抓握力反饋給穿戴者的市售手部義肢。這是透過短脈衝振動來實現。如果手均勻地振動，穿戴者很快就會習慣這種感覺而不再去注意。

Vincent Systems 執行長 Stefan Schulz 解釋他的新款手部義肢如何運作。

Stefan Schulz 明白，他和他的同事們為自己設定的任務，永遠不會完成。作為一名工程師，他希望開發一種可以盡可能模仿人手的機電式手部義肢。「但是，無論我們有多少創新想法，與真的人手相較之下，永遠都只是妥協。這個產品永遠不會完美，永遠都有待改善之處。」然而，這並不讓他灰心。相反地，這不僅促使他每日全力以赴，而且可能也是 Vincent Systems 成功故事背後的秘密之一。在公司成立至今的短暫時間裡，工程師們對手部義肢進行了多次修改，他們將義肢使用者的回饋意見納入考量，並且嘗試新的技術方法。聽著 Stefan Schulz 的談話，好像這沒什麼大不了的。身為一名工程師，很明顯，他在他的專業領域裡如魚得水。

testing

1960 年代第一款配備馬達和肌電控制器的機型推出上市，自那時起，大多數手臂義肢的基本設計就沒有再變過。兩個電極貼在穿戴者仍保有的肌肉上，讓他們能夠打開和關上抓手。在大部分情況下，只有大姆指和食指具有動力。這樣的設計維持了很長時間沒有改變——部分原因是許多使用者對這些簡單的功能感到滿意。用 Stefan Schulz 的話來說：「義肢世界沉睡了數十年，今天卻成了工程師們的天堂。」他很珍惜簡單義肢的耐用性和實用性，但他也堅信，「未來是屬於仿生義肢的！我們有技術上的方法手段，所以應該將它們用來幫助客戶們享受更高水準的自由。」

maxon 驅動模組提供一點額外動力

高轉矩、高轉速、體積小，而且能源效率越高越好——義肢的設計目標是相互衝突的，因此對工程設計帶來很大的挑戰。這使得整合式馬達的選擇變得如此重要。Vincent Systems 的手部義肢內部可以整合多達六顆 maxon 有刷 DC 馬達：DCX 10 驅動模組——也被用於第一架火星直升機上——搭配改良版 GP 10 A 行星式減速機。「這些模組體積小，並且是目前我們的應用可以使用的馬達中能源密度最高的」，Stefan Schulz 表示。除此之外，驅動模組應該持久耐用和完美運作至少五年，即使是每天都得承受高度變化的沉重負荷。「我們非常滿意，而且我們計劃與 maxon 合作，為我們未來的義肢對電動馬達做出進一步的修改。」

每個手部義肢裡有六顆 DCX 10 馬達和六組 GP 10 A 減速機。

由於每根手指可以獨立伸展，因此為穿戴者帶來了許多可能性。透過肌肉收縮——例如維持肌肉訊號或是雙脈衝——可以輕鬆地啟動 12 種抓取模式。對 Stefan Schulz 來說有一點很重要：病患不需要用他們的另一隻健康的手來幫助。「一個手部義肢應該協助它的穿戴者，而不是要求健康的手去幫助它。」大多數客戶甚至不需要半小時就學會了如何順利控制手部義肢。若能做到完全直覺性地控制義肢，就因人而異了，有些要幾個星期，有些則要數個月。在那之後，穿戴者將能夠騎自行車，綁鞋帶、拿生雞蛋——當然，也能開門。    

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maxon Group/Karin Mertens