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2026-03-01從設計思考到實踐 做出專屬自己的助行輔具 675 期

Author 作者 游忠煌|任教陽明交通大學物理治療暨輔助科技學系,致力於設計與研發人機一體的智慧型機電輔具。

Take Home Message
.透過助行輔具可以幫助行動失能者恢復行走的能力,且可以延緩病情的惡化。不過由於先前客製化成本高,目前市面上的輔具較難完全滿足不同人的需求。隨著數位製造技術的發展,客製化成本將大幅降低。
.透過設計思考能設計出性能高且客製化高的輔具,其中設計思考包括同理思考、需求定義、創意發想、雛形製作與客觀驗證的階段,透過換位思考來做出符合患者需求的輔具。
.人類活動輔助科技情境模型是隱藏在設計思考背後的思考模型,透過思考「什麼人會使用」、「什麼情境下使用」、「從事什麼活動」以及「將如何被協助使用」來作為設計的流程。

在 2023 年《科學》(Science)期刊曾以一張人類行走的 X-ray 圖當作封面,上面寫著斗大的字「這些骨頭是設計來行走用的」(These Bones Were Made For Walking )。 現代人不用行走便能透過手機或平板取得樂趣,但事實上人們一旦失去獨立行走能力,失能與失智的風險便會顯著增高。

「如果沒有需要請不要坐輪椅!」你是否曾聽過這句建議?根據研究顯示,帕金森氏症(Parkinson's disease)患者若提早依賴輪椅,時常會看到病情快速惡化的狀況,而若能即時應用助行輔具,可以實質性地幫助患者維持行走與生活的能力。助行輔具,是一種可以讓行動失能、受傷或生病的人,恢復行走以及維持日常生活的能力。另外,助行輔具在最近更是發展出可以幫助年長者或腿力不夠的人登山。然而每個人的狀況與使用情境都不同,市面上標準化的產品,常無法真正滿足所有需求。對於能力稍好的使用者或許尚能將就使用,不過效能受限,長期下來更有可能造成二度傷害;而對於能力中下的族群,如果沒有輔具可用而提早依賴輪椅,就像上面提到一樣將進一步加快失能的進程。

圖一|目前助行輔具的缺點

而目前會有這些狀況的主要其實就是因為「輔具量少樣多」,而且要客製化成本相當高。幸好近年來數位製造技術快速發展,各類感測元件、微控制器、人工智慧技術的進展,讓未來的助行輔具不但能變聰明、可彈性變化、成本也大幅下降,而且可因應每個人的狀況不同、甚至同一個人在不同情境下的助行需求。不過要達成此目標,設計人員在開發時,就要多花些心思,與不同領域的人合作,並且親自體會要設計的輔具,了解使用者的需求。接下來,就讓筆者介紹不管在哪個領域都很重要的設計思考(Design Thinking),再搭配實際案例,讓讀者了解助行輔具經過哪些過程才能設計出來。


用在各個面向都可行的Design Thinking

Design Thinking是一種迴圈式的開發流程,不強調一次到位,而是透過各階段的快速多次輪迴來發現、釐清問題,並找出最佳解方,筆者將依圖二一一說明。


同理思考(Empathize):

「同理思考」在輔具設計中扮演關鍵角色,換言之為「設身處地」,指將自己投射於病患的身體狀態並實際去體驗日常生活的各種活動。所謂百聞不如一見,一定要實際與使用者多接觸,到場域仔細觀察並實際體驗使用者面臨的困難。舉例而言,想了解中風個案行動上遇到的困難,與其空想,不如直接拿著四腳助行器,到患者家中與他生活一天,模擬中風使用助行器在家中煮飯、洗衣、如廁、外出購物等。如此一來,或許能發現行動的挑戰與輔具的不足。


需求定義(Define):

經過「同理」階段,發現活動執行的困難點或解方的缺點後,進一步了解問題的核心與可能造成二度傷害的風險。這種時候,就需要引入臨床知識了解個案的特性了,根據不同的目的進行分析,找出痛點。在定義需求之前,要先區分將開發的輔具是「生活輔具」還是「復健工具」。

「生活輔具」的目的在於補足使用者能力不足的部分;而「復健工具」則著重於激發使用者潛能,協助恢復或維持個案的能力。例如中風患者的行動生活輔具,是要幫助個案在崎嶇、上坡的環境中省力安全的行走;而他的復健工具則可能是在平整安全的場域中使用並用以強化肌力、平衡能力、步態對稱性的訓練。再如,帕金森氏症患者的「生活輔具」可能是在進入擁擠公用電梯時要能避免冰凍步態(Freezing of Gait)的發生;而他復健工具則可能是安全平整空曠的場域進行增加跨步長的訓練。

不過,也要記得生活輔具的角色並非完全取代缺失的功能,更不要奢望單一輔具能應對所有需求,就好比不要期待越野車同時具備跑車的輕巧與速度一樣。若集合太多功能,反而會使每樣功能都達不到。訓練工具的需求,更需要引入臨床專業知識,因為步行能力的復健訓練包含的面向非常多,例如肌肉耐力、平衡能力訓練、動作控制能力等。


創意發想(Ideate):

一般而言,創意發想可分兩階段進行:一就是根據需求,跳脫傳統思維,可天馬行空的想出各種方案(brainstorming);再來就是挑出最好的方案。……【更多內容請閱讀科學月刊第675期】