翁祐育科研人才智能义肢夺全球金奖

STEM 备受关注，让很多学校的学生发明受到重视，加上资讯和配件日益完善，做就了很多杰出的发明。继早前有两间中学的发明后，今期介绍的是顺德联谊总会翁祐中学（简称翁祐）的智能义肢，他们早前夺得国际赛全球金奖。此外，翁祐中学以培养科技人才闻名，今期也邀请了该校廖万里副校长分享心得。

早前曾介绍基督教宣道会宣基中学的手语翻译手套，及宣道会陈朱素华纪念中学的立体义肢手方案。两者的特色均是成本低及实用性高，小记观感是不输大学生的设计，让笔者留下深刻的印象。

智能义肌取代传统义肢

至于今次采访是翁祐中学的智能义肢（作品名称肌电义），由汤昆谕和黄颖霖组队制作，主要是针对没有了手腕的人士设计而成。两位同学曾邀请一位残障人仕作了解，受访者表示现今义肢售价高昂，而且十分笨重，需要背肌带动及移动才能控制手腕上的手指开合，不太方便，也让背部长期负重。加上整组义肢体积较大，背部偶有敏感出现，整体来说设备有改善空间。

两位同学遂运用智能设备，取代传统义肢手。运用器材包括智慧臂 Myo、Arduino Nano、IR（红外线仪器）、蓝牙接收器、Servo Motor 连接的五指机械手等，配合程式 Arduino Studio 及 C# 作其他智能操作。

汤昆谕（左）和黄颖霖（右）组队制作智能义肢，参与罗马尼亚举行的国际资讯及通讯科技大赛，并取得全球金奖。

智慧臂 Myo 作操控

Myo 是一个智能手环，使用方法是通过手势变化而掌握数据。实际上，Myo 会感应手臂肌肉的变化，并内置速度传感、陀螺仪等。负责技术开发的黄颖霖，于 Myo 取出经由手臂发出的五项数据，分别是 Fist（握拳）、Finger Spread（手指将开）、Double Tap（两指指尖成圈）、Wave in（手腕向前）、Wave Out（手腕向后）。此项装置目的是负责控制，也就是输入条件。

Myo 装置外观如手环，配戴在手臂上，通过内里金属能感应肌肉变化。

通过 5 项手势，可于 Myo 取得数据。

Arduino智能组件

另一方面，由单芯片控制器的 Arduino Nano 负责运算，经由蓝牙接收器以接收 Myo 发出的数据讯息，然后因应程式设计和所需，掌控电子手开合，或是红外线讯息输出，以便控制其他智能设备，如电视等。

连接 Servo Motor 的五指机械手可于网站购置，手指会同时收起，如同握拳，相反就是将开手。

Arduino Nano 与其他电子装备的接线图。

功能一：机械手操作

汤昆谕负责操作及介绍智能义肢，他带上手套模拟手腕截肢的情况。将 Myo 戴于手臂上，当手指将开及握拳时，Myo 感测到手臂肌肉的变化，将数据传送至自组 Arduino 盒，机械手掌就会将开或握实。汤昆谕补充曾给予残障人士使用，他予以高度评价，毕竟新设计的设备重量大幅下降，而且灵活度更胜从前。

配戴 Myo 后，只要适当控制手肌，就可令旁边的机械手变成握物状。

相反机械手将开。

功能二：取代红外线遥控

另一项功能是取代红外线遥控，黄颖霖设计 Arduino 的程式码时，会将 Myo 的输出视为五组数值（1-5），并自行设计出名为 EmPCS 的手机 App。操作原理很简单，同样使用 Myo 输出的数值，以两组为一项输入，用红外线作媒介，功能和数值可因应所需而调校，以预设的设计举例，遥控手板电源开关动作（34）就是 Wave-in（3）及 Wave-Out（4）。

另一种设计是透过红外线连接（接入产品必需要有红外线输入），图中的平板就透过此控制音量。