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外骨骼輔助義肢,讓身障者享受走路帶來的健康和快樂

PanSci_96
・2016/03/13 ・1352字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 500 ・六年級

本文由科技部補助,泛科學獨立製作

文/李允誠 | 台灣數位文化協會

在以往,身心障礙者只能倚靠輪椅或是助行器協助行走,但這些器材往往過於龐大,攜帶不便,而且對於顛頗地形適應不佳。ReWalk Personal 6.0 是一套外骨骼輔助義肢,能夠幫助身障者以接近原始走路的方式行走,讓身障者享受再次走路的感動。

ReWalk 將外骨骼輔具帶上街頭

外骨骼義肢
外骨骼輔助義肢的使用者 Robert Woo 示範運用 ReWalk Personal 6.0 走上街頭。(圖片來源: Eliza Strickland)

Rewalk 系統的創始者亞米特高佛(Amit Goffer)不希望這些外骨骼義肢只使用於物理治療或是家中,他總是不停的想:「該如何才能讓這些器具融入社區?甚至走上街頭?」。ReWalk 機器人義肢公司的 CEO 賴瑞亞辛斯基(Larry Jasinski)也表示:「我們的目標就是讓外骨骼等輔助工具融入日常生活。」

美國已經通過先前 ReWalk 系統在臨床及個人的使用資格,讓脊隨損傷的身障者能夠使用外骨骼義肢協助行走。這也是第一套獲准如此多種使用權的外骨骼義肢,代表它將是第一個「走出醫院」的機器人義肢。亞辛斯基表示,已經有 66 位使用者將 ReWalk 買回家中使用。

 更符合人體需求

在基本機械運作上,新一代的 ReWalk 6.0 相較前代的差異不大:同樣用位於臀部與膝蓋的伺服馬達供給電源,並透過加速度器偵測使用者的移動。但在硬體上則有幾項重要的升級:腿部支撐器變得更為精簡,支撐帶能將身體重量更均勻的分布於義肢上,而原先放置處理器的背包,也被換成更迷你的腰包

羅伯特是前幾代 ReWalk 的使用者,也給了許多改良建議給原廠。例如說先前的外骨骼支撐帶,其實很容易擦傷使用者的膝蓋。而新版的 ReWalk 設計,透過調整身體重量分配,已經成功改善這個問題。顯示了科技如果要進步,除了追求材料、製程或是微型化的進步,其實很多時候更需要的是聆聽使用者回饋的各種小問題,去調整、改善科技產品伴隨的副作用。

既然如此,外骨骼義肢的「好穿易脫」也就變得更重要了。ReWalk 把原先內外支柱的造型,改成只有外在支柱,並搭配環繞帶扣緊腿部,這種改良腿部支撐的方式,讓使用者能更容易穿上 ReWalk。使用者羅伯特表示透過增加腹部的支撐,他現在可以在盤腿坐時彎腰,不用再怕會往前倒,「我隨時都可以在 10 分鐘內站起來。」

除了硬體,ReWalk 6.0 也在軟體上做了改良。ReWalk 6.0 提供更平順的步行功能、更簡單的止步機制、以及更方便的上下樓梯動作。使用者也能透過穿戴式手錶,控制外骨骼的動作,像是坐下、站立、行走及爬階等。

除了輔助行走,還有更多益處

使用外骨骼義肢不是為了炫,相較於過去只能選擇坐輪椅,羅伯特發現他的身體機能在可重新走路之後獲得許多改善,他不再需要麻醉藥物,肌肉痙攣減少許多,消化、循環系統也都變得較健康。

和許多科技的誕生一樣,外骨骼最早應用於軍事用途,透過外骨骼裝置,能讓人跑得更快、跳得更高,甚而抬起重物、背負更多的裝備。現在,外骨骼義肢已經從醫院裡的物理治療室,逐漸走向街頭,也許未來會有越來越多的身障者,能在外骨骼義肢的幫助下,再度從輪椅、病床上站起,腳踏實地的感受每一步。

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫-智慧生活與前沿科技科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

責任編輯:鄭國威
審校:陳妤寧


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調香師的秘密:「糞臭素」挑起你骯髒的慾望

胡中行_96
・2022/05/16 ・2039字 ・閱讀時間約 4 分鐘

倫敦高級區梅費爾(Mayfair)的聯排透天洋房裡,他與屋主近身互動。六呎高,湛藍的雙眸,古銅的肌膚,寬闊的下顎,銀髮一絲不苟地貼齊,以及一縷迷人的香氣:肉桂、皮革和不可言喻的香味,他確定迎面襲來的深刻,源自另一個時空。

梅菲爾位在倫敦西區,它是世界上最昂貴的地區之一。圖/Wikipedia

「當你嗅聞,你是用腦在聞。最原始的,處理記憶和情緒的部位。」
屋主解釋:「若芸芸眾生試圖尋覓自我的氣味,那我正在打造專屬你的身份。」

關於香水的秘密

一場訪談,讓男性時尚雜誌《GQ》的作家 Michael Paterniti 化身高級訂製香水的顧客,而江湖人稱「香水界情色男優」(the Pornographer of Perfume)的屋主 Roja Dove,正優雅地介紹混香的秘密。「我使用『糞臭素』,一種帶有糞便氣息的醜陋分子。男女性器皆與肛門比鄰,底蘊裡一丁點的『糞臭素』,便能喚起骯髒的慾望。」[1]

Roja Dove 是一位英國調香師。圖/Wikipedia

糞臭素是怎麼來的?

來到住處之前,兩人在麗池飯店(Ritz Hotel)旁的沃爾斯利餐廳(the Wolseley)用過午餐。此時他們的消化系統正將蛋白質,分解成胺基酸(amino acid)。接著,腸道內的菌落會先進行「去胺作用」(deamination),用氫去代換胺基。於是,有一種叫做「色胺酸」(tryptophan)的胺基酸,就變成「吲哚-3-乙酸」(indole-3-acetic acid,簡稱「IAA」)。

再來,乳酸桿菌(Lactobacillus)、梭菌(Clostridium)和類桿菌(Bacteroides),透過「去羧作用」(decarboxylation;羧,注音ㄗㄨㄟ)把 IAA 中的羧基(carboxylic acid group)換成氫,人體內的「糞臭素」(skatole;即3-methylindole)就誕生了[2][3][4]

Roja Dove 的調香手法

在正式調香之前,Roja Dove 會提供約莫 200 張的試香紙,讓訂製高級香水的顧客挑選最能觸發當下感覺,並連結過往回憶的幾種氣味。Roja Dove 將以它們為發想的根據,把原料輕拍到試香紙上,再把試香紙與一只金屬小風車連結。當小風車運轉,微風迎面吹來,他便能感受這些原料的效果。

當然,調香運用的糞臭素不是靠「人體製造」,而是在實驗室或工廠裡「人工合成」。1883 年德國化學家費雪(Hermann Emil Fischer, 1852-1919)發明了「費雪吲哚合成」(Fischer Indole Synthesis):一種苯肼(phenylhydrazine)和醛(aldehyde)或酮(ketone),透過酸觸媒(acid catalyst)催化產生的作用。一般罐裝糞臭素,便是這麼來的[2][5]

從溝通、聞香、構想、嘗試、製作到完成需要耗時一到二年。圖/Pixabay

從溝通、聞香、構想、嘗試、製作到完成,長達一、二年後,每 3.4 盎司(100.55 毫升)要價 4 萬美元的訂製香水,才會被呈現在顧客面前。所幸,對花不起重金與不特別愛好香水的人來說,還是有其他巧遇糞臭素的機緣。因為某個程度上來說,糞臭素就像愛。它撲朔迷離地存在生活中出乎意料之處:香水、茉莉、橙花、甜菜、香菸、糞便、煤焦油與草莓冰淇淋。糞臭素時臭時香,載舟亦能覆舟,令人欲拒還迎。

氣味的關鍵在於濃度

氣味由香變臭的關鍵,在於濃度。像是過多的愛,使人無法擔待。以體積比來說,一旦超過 60 pptV(0.327 ng/L)[註1],就會開始臭得一去不返[7]。如果以重量比計算,健康人體製造的糞便中,糞臭素濃度約為 5 μg/g,但消化道疾病患者,則可高達 80 到 100 μg/g[註2]。換句話說,腸道保健雖然不會讓人芬芳馥郁,但至少能避免如廁之後臭名遠揚[8]

回顧過去的調香職涯,Roja Dove 感嘆上等的原料不再是小農收成,產地直銷,人工合成的產物也逐漸取代天然素材。

「的確,我們必須在香水裡添加合成物。」他向時尚作家 Michael Paterniti 坦承,那是為了襯托自然的味道,但是如果大比例的使用人造成份,「合成的香水聞起來,就永遠僅是人工的氣息。」然而大時代的趨勢,就連知名調香師也無力回天。諷刺的是,在這場產業變遷的遺憾裡,得知糞臭素並非天然,卻多少能帶給香水顧客卑微的慰藉。

註解

  1. pptV(parts per trillion by volume),則是兆分之一體積比。ng/L,指每公升幾奈克。
  2. μg/g,又作 mcg/g,指每公克中有幾微克,也就是 ppmW(parts per million by weight)百分之一重量比。

參考資料

  1. How to Smell Like a God (GQ, 2014)
  2. Skatole – A Natural Monstrosity In Perfume, Parliaments, Produce And Poop (American Council on Science and Health, 2020)
  3. Impact of the Gut Microbiota on Intestinal Immunity Mediated by Tryptophan Metabolism (Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2018)
  4. 羧酸(教育部重編國語辭典修訂本,臺灣學術網路第六版)
  5. Emil Fischer Biographical (the Nobel Prize)
  6. Skatole (American Chemical Society, 2021)
  7. Identification, quantification and treatment of fecal odors released into the air at two wastewater treatment plants (Journal of Environmental Economics and Management, 2016)
  8. New Insights Into Gut-Bacteria-Derived Indole and Its Derivatives in Intestinal and Liver Diseases (Frontiers in Pharmacology, 2021)

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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。臉書:荒誕遊牧。