【撰文／王岫晨】
台灣在行動裝置的發展已有了不錯的成績，
隨著智慧衣與外骨骼的技術不斷突破，
台灣的創新研發勢必將寫下歷史新頁。
研發創新的目的與用途千百種，然而唯有以人為本的創新研發，才能彰顯其真正的價值。在千變萬化的創新品項中，有兩項值得關注的技術，分別是智慧衣與外骨骼。皮膚與骨骼分別是人體內外重要的兩項器官，而透過科技的輔助，智慧衣與外骨骼將能從內而外，提供人們更進一步的科技新體驗。
你的第二層皮膚
2015年終於到了，對於部分六年級生來說，2015年是個再熟悉不過的年份，因為早在過去的電影《回到未來》當中，就已經刻畫出了2015年的科技場景。在這部電影中，2015年的街頭，有會飛行的滑板、能在天上跑的車子、有立體的街頭廣告、還有能自動調整以符合身材的智慧衣和智慧鞋，甚至在衣服濕了之後，還能自動烘乾呢。
這部老電影能在20多年前就預言未來將發生的場景，儘管手機等現代化的行動裝置並沒有在片中準確地預測，不過包括懸浮滑板、飛行車、立體看板等，事實上目前都已經有相關的原型產品，並持續的研究改進中。
至於智慧衣，相關研究發展其實都沒有停止過。從最早期智慧衣大多都是普通的衣服外嵌一個軟性顯示器，搭配一個小型的嵌入式系統，來提供相關的應用操作性。簡單說，大概就是一件衣服外加一個小電腦的概念。而未來的智慧衣，整體當然也離不開這樣的範疇，只不過這部嵌入式電腦與衣服本體之間，將透過電子紡織的技術，讓彼此更為緊密融合。
智慧衣其實就是一部穿戴式電腦，其基本元素除了具有一個硬體CPU之外，還要有能自行設定功能的軟體系統，並具有聯網裝置，最重要的是有GPS、RF等不同用途的感測晶片。由於半導體技術與紡織技術都擁有悠久的發展史，兩者一但結合，勢必將激發出令人驚艷的火花，這也是電子紡織技術之所以受到注目的原因。未來的服裝，將不再只是用於保暖與美觀，而是兼具生理監測、健康機能、休閒娛樂、無線連結等功能的智慧衣。
電子紡織開啟智慧衣新頁
事實上，自從穿戴式電子風潮由Google、三星等廠商帶起之後，經過一兩年的醞釀，許多穿戴式裝置如智慧手錶、智慧眼鏡等，都已經有商用化產品問世，而市場也一直都在探索下一個會火紅的穿戴式裝置將是什麼，智慧衣勢必將成為下一波穿戴裝置的主力，也將是台灣創新研發的新動力。特別是台灣身為紡織大國，又是電子重鎮，兩者早已分別在國際市場闖出名號，若能結合兩者能量，打造電子紡織的新未來，將為台灣帶來更寬廣的視野與商機。
目前台灣已有相關業者投入電子紡織的研發，AIQ早於2008年就已經開始透過不銹鋼纖維材料來發展電子紡織，至於財團法人紡織產業綜合所也透過材料、電子、感測器的共同結合，來創造紡織產業的新價值。隨著更多的創意與實用性不斷加入，電子紡織預期將打開一片智慧衣的光明未來。
觀察目前人們的每日生活，可以一日不用手機、不上網路，但卻不能一刻不穿衣服，其重要性就等同於人類的第二層皮膚。比起智慧眼鏡、智慧手錶等穿戴裝置，智慧衣將更容易讓消費者願意去穿上它。當然，所有穿戴裝置終將都得面對一樣的宿命，也就是如何讓消費者能持續穿戴著，而不卸下。
或許，要像是電影場景中那樣，衣服濕了會自動烘乾、自動調節大小來符合不同使用者的身材，就現階段的智慧衣較難達成。某種程度上，智慧衣的定位，比較像是一種機能衣。為了讓更多消費者願意穿上它，智慧衣除了具備比較基本的涼感與保暖功能之外，甚至加入偵測心跳、體溫、呼吸、血壓等醫療功能。讓衣服不只是衣服，賦予更多的新價值，甚至能為消費者解決生活上的問題，才是台灣致力發展智慧紡織的最重要目的。
為了讓更多消費者願意穿上，智慧衣除了基本用途外，
甚至加入醫療功能。
讓衣服不只是衣服，賦予更多的新價值。
你的鋼鐵骨架
一般的動物包括人類，身體的結構都是肉包骨，骨骼都是長在裡面支撐起整個身體。近年來，已經有部分電影將螃蟹這種外骨骼的概念套用在人們身上，例如用鋼鐵衣技術來提供更強的行動力與保護力。而在現實生活中，鋼鐵衣的已經逐漸不再只是未來式，而是在許多地方都已經可以開始看到這種技術邁向商業實用化。
用鋼鐵結構來打造外骨骼，主要的目的有兩種：一是讓殘疾人士成為正常人，二是讓正常人成為超人。事實上，在這種外骨骼看似酷炫的外型背後，其實存在著許多問題，由於是要支撐整個身體，因此外骨骼結構多由鋼鐵所打造，整個骨架將會十分沈重，這也將對使用者造成某種程度上的行動限制，這使得這種鋼鐵骨架目前多半還是優先針對特殊用途來進行設計。
對於殘疾人士來說，由於本身已經行動不便，甚至根本無法移動，目前常見的方式是以輪椅等方式來進行快速的移動。然而輪椅頂多只能協助殘疾者移動位置，若是希望能讓這些人重新站起來，甚至能靠自己步行，這就得藉由外骨骼來完成目標。
目前許多企業都開發出類似功能的仿生套裝，也就是針對殘疾者所設計的外骨骼，能讓癱瘓的使用者完全站起來，並藉由向前傾的重量感應，來進行往前跨步的動作。這樣的技術，能讓殘疾、癱瘓或年長的使用者完全站立行走，儘管速度不快，但對於醫療復健或居家活動來說卻有非常大的幫助，也帶給這些使用者更大的自信，讓他們的日常生活能更貼近一般正常人的生活方式。
至於另一種用途，則是要讓正常人能擁有超人的能力。近年來已有許多電影以鋼鐵衣為題材，強調讓一般人穿上之後，就能發揮無比的力量，還能飛天遁地、堅固無比。然而這僅止於電影情節，現實生活中的外骨骼，當然無法做到這樣的程度。現階段外骨骼較為實際的應用，一是粗重工作上的輔助器材，另一則是軍事相關的用途。
例如要搬動重物時，穿上類鋼鐵衣的外骨骼機器人，單一人力就可以用於搬運龐大的貨量，對於人力的精簡與成本的控管都會有相當大的幫助。至於在軍事用途方面，穿上外骨骼可讓軍人在長途行軍時更省力，射擊時更精準，戰鬥時更強大，也能大幅減少地面戰鬥人員的傷亡。
再造外骨骼新價值
現有的輔助工具對於行動不便的人士來說，存在著包括設備過重、效率不好等問題。目前全球許多廠商都已經紛紛投入研發外骨骼相關技術，而台灣也在相關研究方面也繳出了不錯的成績，例如工研院便積極投入開發相關技術，來改進現有設備的問題。研發重點在於結構輕量化、高效能驅動模組，以及適應性步態控制等，目的在於提供更優質平價的外骨骼行動輔具，讓更多需要的殘疾人士受惠。
目前工研院已經著手開發結構輕量化金屬與碳纖維異質接合技術，進行結構與驅動模組的整合設計，並透過低人力、低投資的製程來降低生產費用。此外，為了提高行走效率，工研院也開發了多操作點驅動模組，提供外骨骼機器人不同情境下的扭力，來加快行走速度。而在擬人化方面，外骨骼將與使用者更融為一體，讓使用者能更接近一般正常人的行走姿態與步調，甚至還能上下樓梯等。這些技術未來投入商用化之後，勢必能為台灣帶來更高的創新價值。
結語
隨著行動裝置的發展，這一兩年來，穿戴式設備也隨之興起。從智慧衣到外骨骼，其實某種程度來看，也都屬於穿戴式設備的範疇。台灣在行動裝置的發展已經有目共睹，未來隨著電子紡織與外骨骼的發展所有突破，相信還能再次打開台灣創新研發世界能見度。
【全文刊載於《CTIMES雜誌》2015年2月號】-- CTIMES粉絲團】
