Post-Kinect Era, the shape of Rehabilitation. 2020年體感復健的樣貌

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隨著視覺技術的大幅進步,未來十個人一起進行的群體治療(Group Therapy),病人在使用拐杖、助行器乃至同時間搭配其他復健硬體等等,都能使用體感的混合實境互動技術,來增加復健的黏著度並有效地增加臨床人員的工作效率。

復健因為體感而更有效率

從2010年第一代的Kinect問世之後,對於傳統復健進行的方式,便逐漸的改變。大抵上微軟的這項新產品帶來最大的改變是,機器能夠"看的見"進行復健時的肢體動作。這包括了下達特定動作指令時單手與眼睛的協調度,或是雙手雙足之間的協調度以及達成目標的能力程度。

更進一步,原本需要治療師隨行在側仔細的觀察連續性的動作,比方說是步態、或是姿態的分析與評估(連結)。現在由於視覺技術的進步,機器看得懂病人怎麼走,走得好不好。便能夠產出醫學上所通用的報告結果,告訴其他人類治療師、醫師他所分析的結果(連結)。

哪些情況是體感復健的限制

但是這門新興的復健方法也有他的限制在。群體訓練時最有效率的人數,還是落在三、四個人之間,原因是深度感測器,只有在完全拍到全身人像時,才能夠正確的判斷,這讓所有的使用者都只能站在同一列上面對感測器。若有一前一後身體被擋到了,後者的資訊,電腦就無法判斷正確。就一般醫院、或是長照機構在進行群體復健時,預計參與的使用者人數落在10~20人之間,距離電腦能有效地解決實務的問題,還有一段不小的距離。

而常常為了確保病人的安全,需要有拐杖、助行器支撐重心時,這些體感復健宥於技術限制,電腦常常會將這些輔助器材當成了身體的延伸而錯誤判斷。其他像是在跑步機上若有扶手、或是有懸吊系統等安全確認裝置,也都因此無法正確判斷,而限制了其應用性。

後KINECT時代的新技術

人們高估了科技兩三年後的應用,而低估了十年後的影響力

微軟就這麼二次的宣布KINECT停產。第一次約是在2013年,宣布停產第一代的Kinect。中間過度期讓一掛以Kinect維生的垂直應用領域廠商痛不欲生包括我。第二次宣布停產時,就像是被無止盡兵變的大頭兵,在怎麼阿呆也做好了準備。這包括一大群軟硬體廠商正磨刀霍霍欲試,亟欲的取代老大哥退出市場後,用更小的硬體、更好的效率、更多優秀的演算法,來在這個已經被驗證的市場收割美麗的成果。

於是國內有了LIPS、還有老牌的電子大廠鈺創,利用了TOF(看不懂沒關係)取得深度資訊,美國有ORBBEC高度的整合軟體硬體以及常用的開發環境。2018-01-10 14.34.55

戰鬥民族俄羅斯人倒是看到了硬體技術成熟主攻優化演算方法,讓相同的深度感測器有更好的關節判斷技術。

nuitrack

(關節影像代表受試者在動作時,機器所"看到"瞭解到的動作。可以明顯看出右邊的Nuitrack,比 Kinect V2,優異的判斷出正確動作)

而更令人讚嘆不已的是今年在CES 2018的展會上,有家舊金山新創讓僅僅是一台普通的攝影機、加上一般等級的電腦,就能做出高解析度而且是高即時的關節偵測,多人、或是有障礙物遮蔽,都不會影響他的分析結果。我想它們的技術理論基礎來自於CMU的深度學習視覺技術OpenPose(github),只是能夠做到這個高效率,果然矽谷就是矽谷、人才輩出,而從原理出發直接打趴一眾競爭對手。這可讓我的下巴掉了下來久久不已,連續三四天都去對方攤位瞻仰。這樣的技術也只有在習慣打破常規的美國,才能有機會誕生。希望他們能快快將技術能讓外部軟體存取使用。

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(影像揭示了,不管使用者是否有拿拐杖、被其他人或是物品遮蔽,都影響不了他的即時判斷)

所以,2020的復健樣貌?

全面智慧化的結果,只需要安裝一顆攝影機,在醫院/長照單位不同的儀器前,甚至是整個復健部門只要幾個魚眼攝影機。就可分析每個病人的復健。更具體一點,進行群體治療師,可以10個人排好方陣,在大型投螢幕前跟著電腦的指引進行群體訓練,一起做互動式太極拳、一起做平衡訓練,甚至是一起做步態分析,而不會影響彼此。對醫院與長照機構,都是相當有效率的解決方案。

原本傳統的復健設備,在不用添增任何智慧化的升級方案,只要裝上一顆普通的攝影鏡頭,就可以有效地紀錄使用者的復健動作與姿態,有效地記錄在不同設備上進行復健訓練時的成效。

病人回到家中後,不用特別安裝任何硬體,用附帶攝影鏡頭的手機或是原本就已經智慧化的電視,就可以將這些復健軟體當成是頻道內容,每天按照治療師的處方簽完成該有的訓練與評估。

這一切太美好,感謝科技讓未來變成現在式!讓我們期待龍骨王2020年提供的服務。

 

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