疫情期間當阿宅，17 歲少年做出意念控制的機械手臂

你還記得封城期間做了什麼事嗎？美國 17 歲高中生崔利用封城期間多出來的時間，用 3D 列印機和腦波圖做出可用意念控制的低成本機械手臂，引起麻省理工學院關注。

打造意念控制的機械手臂

人們COVID-19疫情期間被迫待在家防疫，住在美國維吉尼亞州（Virginia）的17歲高中生崔（Benjamin Choi，音譯）也關在家裡，但可沒一刻閒著。疫情期間，他憑自己的力量打造可用意念控制的機械手臂，成品完成性高且價格實惠，接受《史密森尼雜誌》（Smithsonian magazine）採訪和各家媒體報導。

17-year-old Benjamin Choi designed a 3D-printed prosthetic arm that can be controlled by the mind. https://t.co/RbTjmhm3qH

— My Modern Met (@mymodernmet) May 26, 2022

▲ 17歲高中生崔趁著疫情封城期間，在家靠3D列印機和所學機械工程知識，打造可用意念控制的機械手臂。

受紀錄片啟發

崔8歲時看到美國電視節目〈60分鐘〉（60 Minutes）播的紀錄片介紹嶄新科技，研究人員在患者大腦運動皮質區植入微型感測器，使患者能藉意念控制移動機械手臂義肢。

崔立即被吸引，他覺得那科技很酷，就像電影《星際大戰》（Star Wars）會出現的場景。

COVID-19攪局，開啟研究契機

2020年COVID-19疫情打亂所有人生活節奏。崔原本計畫暑假時到實驗室研究鋁空氣電池；但計畫比不上變化，實驗室因疫情嚴峻被迫關閉。

突然間崔只能待在家，面對多出的時間，他決定利用手邊有的材料，研究他一直很感興趣的意念控制義肢。

從3D列印開始

崔借用姊姊75美元（約台幣2,188元）的3D列印機，親自設計機械手臂外型，準備列印出來。不過列印時他碰到第一個難題──這台3D列印機一次只能印12公分長的物體。不得已他只好改變做法，將手臂拆成好幾塊，全部印出來後，再用螺絲和線將各區塊固定成形。

崔花了近30小時，才將3D列印的手臂組裝完成。

腦波圖原來可以這樣用

做好機械手臂後，崔想到用腦波圖（Electroencephalography，EEG）取代人腦植入微型感測器。

他利用腦波圖偵測數據與頭部姿勢驅動機械手臂，如此一來，人們不需動複雜腦部手術，便可透過戴在耳朵和額頭的腦波圖儀器控制機械手臂動作。

▲ 崔發展出用腦波圖數據與頭部姿勢控制機械手臂動作。

結合過去所學

崔參加過不少製作機器人競賽，累積足夠機械工程技術與寫程式經驗，知道怎麼寫機器人驅動程式。此外，他也曾在工程師論壇網站Stack Overflow自學Python和C++程式語言。

約6個月時間，崔的最終版設計是透過腦波圖收集訊息，經藍牙傳到機械手臂晶片，再由晶片AI模型（A.I. model）運算後形成有意義的指令，再做動作。

崔打造AI模型運算，找到6位志願者協助。每位志願者戴上腦波圖儀器，花約2小時收集手掌用力與放鬆時的腦波數據。

麻省理工學院願意出錢出力

崔將研究成果上傳YouTube後，得到賓夕法尼亞州（Pennsylvania）截肢者鄧恩（Joseph Dunn）的建議與協助，同時崔也得到麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology）的指導與資金，幫助他取得更多專業材料與技術，繼續研發意念控制的機械手臂。