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眨眼開燈、關電視可能成真!智慧眼鏡研發邁向新里程碑

廖元鈴

字媒體

2019-03-28 09:34

一個簡單的臨床試驗,卻在開頭就遇見困難 ——要成為漸凍人與外界溝通橋樑的「智慧穿戴眼鏡」,本以為最大困難會出在感應不良、無法收到訊號,但根本問題竟是出在穿戴都穿戴不了。這莫大的困難,研究團隊又該如何應變?而漸凍病友的想與外界溝通的願望,有機會成真嗎?

能想像一個簡單伸個手就能開關燈、關電視的動作,有天卻得要仰賴他人來幫忙嗎?這便是漸凍人的日常,為了盡可能讓病友重新擁有行動自主的能力,科技部找來一群來自北科大、實踐大學與榮總的研究團隊,實際走入病友生活,試圖全方位研發「整合漸凍症病友智慧溝通系統」。

 

只要戴上一副眼鏡,病友只需用到眨眼、眼動的方式,就能輕鬆控制開關燈、電器等裝置,同時還能運用眼球,即可直接移動電腦滑鼠游標,這看似不可能的想像,卻是北科大研發團隊試圖想要化為可能的挑戰。

 

北科大研發團隊的前置作業運作長達近6個月,經過與病友家屬討論、調整研發方向,終於開發出智慧穿戴的雛形,但最為關鍵的部分,即是確認智慧穿戴眼鏡的訊號,是否可在穿戴後仍可穩定探測。

 

突破不採用導電膠 智慧眼鏡得克服感應訊號問題

 

參與這項智慧眼鏡的主要研發成員許維修指出出,「方便穿戴」是最有效讓病友增加意願穿戴的要素,再加上考慮到「科技始終來自於人性」。以塗抹導電膠為例,是為了增加訊號接收的成功率,卻有得重複清潔、不適感的障礙得克服,因此研發團隊就將「免塗抹導電膠」的需求一併加入研發設計當中。但這項改變要面臨的是訊號不穩的缺點,因此走入臨床試驗階段,訊號接收的穩定程度,成了研發團隊最為擔憂的要素。


一位已罹患漸凍症長達12年的黃大哥(化名),病程已到四肢無法動彈、但仍可用口語表達的階段。自願擔任受測者的他,表示相當期待這項研發的應用。儘管研發團隊已克服不需使用導電膠、感應貼片就可貼合病友臉部的問題,但當實際要穿戴在病友身上時,卻意外發現最大的問題竟是卡在「呼吸面罩」。

 

研發團隊成員發現全罩式的氧氣面罩,讓病友難以穿戴智慧眼鏡。

▲圖1)研發團隊成員發現全罩式的氧氣面罩,讓病友難以穿戴智慧眼鏡。

 

與呼吸面罩互斥 恐得緊急納入研發考量

 

目前病友使用的呼吸器可簡略分為全罩式(非侵襲性正壓呼吸器)、半罩式(簡單型氧氣面罩)、雙孔鼻氧器,以黃大哥為例,使用的是全罩式。不巧的是,兩側鼻樑、下眼皮瞼,即是智慧眼鏡需要感測部位,卻正好與呼吸面罩互斥,看到這樣的情況,在場的研究人員無不驚覺,前置作業確實沒考量到呼吸器樣式的影響。

 

漸凍人協會物理治療師林子逸在場表示,這個困難確實是研究團隊得費心解決的,因為以目前的漸凍病友使用呼吸面罩的比例來看,使用雙孔鼻氧器的比例是最少的,除非是已經氣切的病友;換句話來說,漸凍病友很可能都會因為呼吸器問題,無法配戴上智慧眼鏡。

 

測試智慧眼鏡的感測晶片是否可運作,研發團隊先以眼罩的模式進行測試。

▲圖2)測試智慧眼鏡的感測晶片是否可運作,研發團隊先以眼罩的模式進行測試。

 

但病友黃大哥為了不讓研發團隊空手而歸,隨即換上半罩式的呼吸器;而研發成員也改採測試眼瞼處,以「上、下、眨眼」的動作,探測感應晶片的訊號接收能力。值得慶幸的是,隨後測試的成果,顯示感應晶片都有接收到訊號。也因這次臨床試驗,意外找出問題,克服如何在有呼吸面罩的狀態下,讓病友也能同時使用智慧眼鏡。

 

受測病友鼓勵研發團隊 稱「願自身的剩餘價值能貢獻後人」

 

而這次參加受測、已50多歲的病友黃大哥,為怕研發團隊氣餒,隨即鼓勵在場的研發成員,他滿面笑容地說著:「用得到我的地方就儘量用到我」、「希望你們能有些成果」。已經病發12多年,曾經歷經過恐懼、排斥,黃大哥坦言,自己患病時間太長,已慢慢適應、接受這個疾病了,直至6年前開始配戴呼吸器,他開始想著自己生命的最後價值能貢獻些什麼,因此聽聞漸凍人協會開始尋找受測病友時,黃大哥就二話不說地答應受測。

 

「如果我自己的貢獻可以幫助到之後的人(漸凍症病友),我很樂意啊,隨時歡迎你們再過來」儘管自己四肢已經無法再動作,只剩下頭頸部、語言能力的黃大哥,仍是相當樂觀地看待這項研究的發展,他也分享到,他看到很多病友都不願意出來、接受面對這項疾病,而自己能做的就是盡量造福之後的病友。

 

而智慧眼鏡的研發團隊也表示,也因為這次的臨床試驗,讓他們更加清楚知道研發的方向要如何調整,再加上病友的鼓勵與打氣,讓他們更有責任與信心,持續調整智慧眼鏡的研發方向。

 

改以半罩式的呼吸面罩後,研發團隊進行智慧眼鏡的感應貼片測試。

▲圖3)改以半罩式的呼吸面罩後,研發團隊進行智慧眼鏡的感應貼片測試。

 

讓病友用眼動、眨眼的模式來收取訊號,測試接收訊號部分就相當順利。

▲圖4)讓病友用眼動、眨眼的模式來收取訊號,測試接收訊號部分就相當順利。

 

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