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高齡化社會來臨!照護、醫療機器人成為研發重點

文/葉席吟|國研院科政中心

圖/Nestlé @Flickr

人口老化的浪潮,正襲捲全球,隨著生活水準和醫療技術的進步,無論是已開發國家或開發中國家,均面臨「高齡化社會」的嚴峻挑戰。人口老化對社會的衝擊與影響,是全面性的,包括政治、經濟、財政、文化、教育及家庭等均受波及,如何回應種種挑戰,正是各國要面對的嚴肅課題。

依據聯合國定義,以 65 歲以上的老年人口比率為衡量標準,若占比率 7% 則為「高齡化社會」;14% 則是「高齡社會」;提高到 20% 以上則被稱「超高齡社會」。

隨著國人平均壽命的延長,我國在 82 年 65 歲以上人口,占總人口比率已超過 7% 成為高齡化社會。由於戰後嬰兒潮世代陸續成為 65 歲以上人口,2014 至 2025 年將為我國高齡人口成長最快速期間,推計此比率在 2018 年將超過 14% 成為高齡社會,於 2025 年達 20% 成為超高齡社會;由於平均餘命的延長,並不代表健康餘命延長,高齡者生理機能退化及慢性疾病增加實難避免,未來不健康及失能人口,以及所需健保醫療照護費用,亦將快速增加(國家發展委員會,2014)。

值得注意是,由「高齡化社會」進入「高齡社會」,台灣歷時約 25 年,與日本相當,但與法國歷時長達 115 年、美國 72 年、英國 47 年相較,我國在時程上快了一倍以上。因此,高齡人口照顧及安養需求等,已成為政府必須關注的重要課題(林萬億,2008)。

機器人協助手術、照護  補足人力缺口 

隨高齡化社會來臨,醫療照護的各項需求將大幅增加,造成醫療資源人力短缺,因此,為了降低醫療人員負擔,未來運用醫療照護機器人來支援照護人力缺口的需求勢必日益提升。

目前全球運用透過機器人技術來協助進行的醫療作業,已有相當多應用,例如達文西微創手術系統,即結合手術支援機械手臂與 3D-HD 高解析度影像的手術系統,可協助外科醫師達到更精準的切除、修補和縫合等手術作業,同時,透過高解析度、放大的影像顯示,協助醫師保留重要的神經、血管和組織等,降低手術風險與醫療人員體力負荷。在照護方面,獨居老人增加,相關娛樂陪伴、生活支援、居家照護等需求,將持續受到重視,工研院亦預期,2020 年照護機器人產值將逾 170 億美元,需求將勝過工業用機器人。

在邁向高齡化社會的生活需求中,醫護人員不足,醫療照護上的需求更被視為未來機器人產業的藍海市場。隨著 2025 年台灣老年人口估計將達 480 萬人,平均 3.3 個青年人要扶養 1 位老人,未來的生活情境,也將以獨身生活及各類機器人應用為主軸,而如何將智慧機器人的發展,應用於高齡化社會的照護產業,將是未來技術發展的商機所在。

本研究將以日本與韓國在醫療照護機器人之政策推動發展進行解析,期望能夠對台灣未來在醫療照護機器人的政策規畫上,提供適當的發展建議。

日本:重點發展照護機器人

依據日本經濟產業省(Ministry of Economy, Trade and Industry)與新能源產業技術綜合開發機構(New Energy and Industrial Technology Development Organization)預估,日本服務型機器人至 2025 年,將以 2.65 兆日圓的市場規模超越工業型 1.58 兆億日圓,至 2035 年達 4.96 兆日圓,在整個日本機器人市場比重達 55.9%。

日本機器人相關國家計畫從 2009 年起,便陸續啟動生活支援機器人實用化、照護機器人開發導入計畫。計畫的前期著重於確立生活支援機器人的安全標準、試驗與認證方式的建立,其中以完成生活支援機器人國際安全規格 ISO13482 為最大成果。由於生活支援型機器人的活動範圍,與一般民眾密切相關,若沒有確立該類機器人安全的公正機關,一旦出廠的機器人出現危害他人的舉動行為,不只對民眾造成恐慌,也有損業者聲譽。

2010 年日本經產省在茨城縣筑波市,成立生活支援機器人(Personal Care Robot)安全驗證中心,該中心隸屬於新能源產業技術綜合開發機構,專門負責確認機器人與人體相處等情況時的安全性,內容包括服務型機器人安全規格擬定,及商用化前的規格驗證等。此外,安全驗證中心的成立,亦可提高業者進入生活支援型機器人市場的意願,有利市場的普及。

日本經產省於 2012 年 11 月擬定「機器人技術照護利用重點領域」,將照護機器人按照使用情境分成 4 領域 5 項目; 2013 年 6 月日本首相安倍晉三更將「照護機器人開發 5 年計畫」列入「日本再興策略」, 並編列預算將照護機器人發展,作為重點補貼的對象,也將移動照護及移動支援等照護機器人納入進行開發。

安倍亦於 2014 年 6 月發表經濟改革的第 3 項基本方針,將機器人產業視為日本策略成長的產業支柱之一,並於 2014 年度啟動照護機器人開發計畫,預計未來 5 年將致力照護機器人的開發與普及,期望至 2025 年日本的照護機器人售價可降至 10 萬日圓,數量達 940 萬台。

欲解決人手缺口 機器人已應用在醫療、建設

在政府的大力推動下,日本的服務型機器人市場已快速發展。為提高相關機構採用照護機器人的意願,經產省也在機器人開發者與照護機構間導入仲介服務,以全額補助的方式,開辦講習課程來培育照護機器人的仲介人,透過仲介人居中給予照護機構在機器人應用上的建議,同時也將意見回饋給機器人開發商,藉此讓照護機器人的發展可以更切合使用者的需求。截至 2014 年,日本已投入 166 億日圓預算在推動相關的照護機器人開發與普及。

日本經濟產業省將照護機器人重點領域分成起臥、行動、排泄、失智守護及入浴等 5 大領域,其中開發商以失智守護輔具最多,該輔具發展也最純熟,包括 NEC 的 Papero、富士軟體的 PALRO 及產總研的 Paro 都已商用化。

在鼓勵企業投入發展的政策中,2014 年編列 25.5 億日圓預算,做為獎勵企業於照護機器人的研發費用,其中三分之二為主要補助中小企業。除了中央之外,地方政府也提供相關補貼來加速照護機器人之發展,不同在於中央政府的補貼涵蓋範圍廣泛,地方政府則聚焦於照護機器人的導入補貼。

整體而言,日本將機器人產業政策定位在用以解決國內少子化、高齡化社會導致的人手不足,並可順勢提高服務業生產效能。而在推動的機器人國家發展計畫中,偏重照護、醫療等服務型機器人發展。2015 年度起,日本的機器人相關國家計畫實施對象將擴大到老舊橋墩、隧道等公共建設災害防治的層面,不再只是著重將患者床鋪移到輪椅的搬運輔助、輔助行走的電動車,或觀看失智症患者的監視系統等個人層面。

後續日本機器人政策具體目標包括配合東京奧運,訂定 2020 年舉辦「Robot Olympics」,以作為災害機器人、運動機器人等機器人最新技術的展示舞台,並透過技術開發、規範放寬及標準化,將日本工業型機器人市場規模至 2020 年擴大到目前 2 倍,達 1.26 兆日圓。

圖一:日本推動醫療照護機器人之時程。資料來源:日本經濟產業省 2014/07;STPI「趨勢研析與前瞻團隊」整理

韓國:聚焦易出口的服務型機器人

韓國政府針對智慧機器人的發展,主要從 2009 年開始第一期計畫(2009-2013 年),重點在於發展法規及成立專責機構,作為開發與普及智慧機器人相關產品的基礎設施。

首先,在法規上制定了《智慧型機器人開發及普及促進法》,創下全球首例,並在知識經濟部 成立機器人產業科的專責機構。2010 年則提出「服務機器人發展戰略」,主要集中資源培育服務型機器人領域的發展,務求縮短與先進國家的技術水準,讓智慧機器人在全球市場的規模擴大至 20 倍,達到 200 億美元。

韓國政府選定醫療、教育、消防等較易出口的服務領域,作為智慧機器人的技術發展主軸,期望推動 300 億韓元(約 2,697 萬美元)的示範性事業,讓企業在出口前先培養營運經驗並確保產品品質穩定。韓國政府也於 2011 年提供 120 億韓元(約 1,079 萬美元)資金來支援機器人技術開發,並積極推動機器人控制器、減速器、致動器、扭力感測器等零組件的國產化,於 2013 年更加碼投資 1,800 億韓元(約 1.6 億美元)來研發智慧型機器人,擴大機器人事業。

在醫療應用上,2013 年韓國未來創造科學部宣布,已研發出世界上首個可治療癌症的「納米機器人」,可針對大腸癌、乳腺癌、胃癌和肝癌等高發性癌症進行診斷和治療。由第一階段的發展歷程可知,2008 至 2012 年所推行的計畫中,著重於生產實用的人工智慧機器人,例如小型清潔機器人及手術機器人等,整體計畫促成規模約 2 兆韓元的小型產業,出口額約達到 6 億美元(萬宇,2014)。

研究機器人健康設施 欲提升產值

2013 年後韓國產業通商資源部即開始進入第二期(2014 年-2018 年)的智慧機器人發展規畫,為韓國未來機器人產業發展描繪藍圖,基本方向仍為研發基礎技術及關鍵元件、挖掘新服務的商業典範、培育中小企業、創造就業機會等。

此次規畫共提出四項主要課題,分別為提高機器人研發實力、在各產業推廣機器人、營造開放的機器人產業鏈、建構機器人產業融合系統。其中,特別針對機器人健康設施的相關研究與開發有所關注。

在已開發國家紛紛投入鉅資研發機器人技術之際,韓國也不落人後,第二期計畫將投入 2.6 兆韓元(27.3 億美元)扶植機器人產業,最終目標是在 2018 年達成機器人出口產值達 25 億美元、機器人公司數量從 402 家擴增到 600 家、以及平均每家機器人公司銷售額從 600 萬美元成長到 1,170 萬美元(林佳賢、葉亭均,2014)。

圖二:韓國推動智慧及醫療機器人之時程。資料來源:韓國貿易工業和韓國能源部 2014/07;STPI「趨勢研析與前瞻團隊」整理

除了從政策和法規,著手提供資金和開發市場,人才培育和技術養成,也是產業發展不可或缺的條件。為培訓相關人才,韓國政府密切與機器人研究中心及大專院校共同合作,在國立專門高中裡設立機器人學科,支援成立機器人專門高中,並針對教育用機器人與教育用輔助機器人訂定品質標準。

此外,韓國科學技術院(Korea Institute of Science and Technology;KIST)也肩負起領頭羊的角色,致力於機器人研發,其中 KIST 開發的 SilBot 系列機器人不但可擔任老人照護幫手,更可協助英語教學,並曾在 2010 年榮獲時代雜誌評選為全球 50 大優良發明產品。KIST 投資的機器人公司 Robotcare 則在機器人及智慧機器人領域則握有 7 項專利,主攻老人照護、英語教學和娛樂三大領域(Digitimes,2015)。

融合現有產業——韓開發救災、照護、醫療機器人

機器人與各項應用的深度融合已經成為了韓國機器人產業的一項重要特徵,在韓國機器人政策規畫中,短期內主要將遵循把機器人技術整合到現有製造業的全球趨勢,長期則投資研發有助解決社會問題的各類應用機器人,包括救災機器人、照護機器人及先進的製造機器人。

在醫療照護機器人中,韓國現代重工正和首爾峨山醫院共同推進各種醫療機器人開發,目標是開發出整形外科手術機器人、韌帶修復手術機器人、介入手術機器人等多種醫療機器人,各種醫療機器人的出現,顯示了科技的迅速發展,大大提高了韓國的醫學水準。

此外,韓國政府亦計畫設立機器人商業特區及醫療保健城,期望在 2019 年後在醫療保健城中,智慧型機器人將可協助年長者生活起居上的各項支援。隨著韓國第二期智慧機器人基本計畫的啟動,未來醫療照護機器人產業在韓國的發展潛力不容小覷。

即將邁進高齡社會 台灣仍以工業用機器為主

面對日本與韓國在服務型機器人及智慧機器人的積極發展與佈局,台灣又應該如何利用本身的優勢,來迎接發展智慧機器人所帶來的挑戰。台灣在政策規畫中,雖未明定以發展照護機器人為主要方針,但是從台灣發展智慧機器人的相關政策中,亦能窺探未來台灣在發展照護機器人之優勢所在。

首先,台灣在 2005 年行政院產業科技策略會議,即針對台灣智慧型機器人產業發展進行相關規畫,目標擬分為三個階段,第一階段為 2005-2008 年,以建置產業環境為發展方向,並創造市場及擴展優勢產業為推動目標;第二階段為 2009-2013 年,以擴大產業規模為發展方向,並擴大市場及產業規模化為推動目標,本階段發展之產品領域以公共服務及照護服務為重點;第三階段為 2014-2020 年,成為智慧型機器人主要製造國,以智慧好生活及進入全球市場為推動目標,本階段發展之產品領域以特殊用途服務及醫療輔具為重點。

雖然台灣有定位在照護服務及醫療輔具的發展,但是在技術的發展中還是以工業用之智慧機器人為發展主軸,根據經濟部工業局「智慧型機器人產業發展推動計劃」執行成果報告,台灣智慧型機器人產業產值已由 2011 年的 505 億元,成長至 2012 年 540 億元,2012 年導引廠商投資智慧型機器人產業達 53.84 億元。顯然距離原先設定的 900 億元目標還差距甚遠,未來有相當大努力空間。

列為重點發展產業 欲促進發展意願

隨著智慧型機器人產業前景看俏,台灣政府也已將智慧機器人明訂為下世代的重點發展產業,透過新產品開發計畫與產業科技專案等措施,協助業界推動產業發展。

因應德國工業 4.0 政策及中國「中國製造 2025」政策,台灣於 2015 年 6 月亦推出「生產力 4.0 計畫」,生產力 4.0 的推動策略與框架,主要是利用智慧機器人、物聯網與大數據等技術,推動產業朝設備智能化、工廠智慧化與系統虛實化發展,來加速提升附加價值與生產力,以創造產業下一波的成長新動能,並以工具機、金屬加工、3C、食品、醫療、物流與農業為七大應用領域產業。

在政策相關的資源投入中,則以研發補助的策略方針,來支援產業技術產品的發展,經濟部技術處與工業局持續重視在產業研發投資方面的需要,提供 A+ 企業創新研發淬鍊計畫、標竿新產品創新研發輔導計畫、CITD、SBIR 等研發補助計畫,其中智慧機器人、智慧自動化仍屬重點輔導項目,鼓勵有意願投入的業者積極申請,或是異業聯盟合作,且對於有意願參與歐盟研發計畫的業者,也有訂立相關的協助推動辦法,企待國內業者能和世界接軌,使技術應用擴散和進一步提升。

在輔導計畫方面,則有智慧機器人產業發展計畫、智慧自動化產業推動計畫在進行,機器人計畫鎖定公眾領域、醫療庶務等領域發展,結合產學研技術資源,提供有需求之業者進行產品開發,並運用示範運行的作法,將成果呈現給不同領域的業者或民眾參考,激起產業在機器人及自動化的發展意願。

照護型機器人尚未商品化 商業問題仍待解決

雖然台灣在政策的規畫中,仍偏重於製造業及工業用機器人之發展推動,較少著墨於醫療及照護機器人的技術,但是仍有許多台灣的私人機構,正積極佈局在醫療及照護機器人的發展。例如上銀科技看到了醫療市場的未來商機,投入開發下肢復健、肩肘復健及內視鏡扶持機器人,運用機器人自動化來協助單調、重複的復健過程,減輕復健師的負擔,此三項產品已完成原型機開發,現階段正在臨床實驗測試中。同時,上銀的腳部復健機器人,在歐盟土耳其的市場呈現穩健成長,在中國的通路也已經準備就緒,可望獲得中國市場的醫療認證。

此外,鑑於家用照護或支援輔助機器人於國內產業仍在發展階段,台大、交大、工研院等學研單位皆已投入開發,其中,工研院與日本天目時科(TMSUK)合作,開發動力輔助行走支援機器人,市場鎖定脊椎損傷病患復健和步行支援,於 2013 年機器人展發表原型機,預期 2 年內商品化,是值得關注的焦點產品。

隨著國際 ISO 組織發表個人照護型機器人之安全標準 ISO13482,其內容主要參考日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO),所建立的生活支援機器人之認證標準和實驗環境,已成為全球照護機器人認證核可之國際標準。國內標檢局也已著手進行國內醫療照護型機器人 ISO 標準的編譯工作,未來可作為產學研單位產品研發的參考依據。

然而,由於目前國內在照護機器人的應用,主要以學研單位開發為主,較無商品化產品的出現,也因此使得成本、安全標準、市場營運等問題仍需克服。未來藉著國際組織所推出的醫療照護型機器人標準規範,將能使業者在技術研發和產品安全標準上有所根據,預期可加速照護、陪伴的機器人產品商品化之速度,進而有助於將產品推廣至國際。

(本文授權改寫自:國研院科政中心 科技政策觀點網站高齡化社會之醫療照護機器人發展-我國政策與日韓推動比較


參考文獻

  1. Digitimes (2014),日本機器人聚焦服務領域 推升 2020 年規模達 1.15 兆日圓 照護機器人為著墨重點,2014/11/22。
  2. Digitimes (2015),南韓誓言成為機器人強國-服務型機器人成攻堅主力,2015/2/25。
  3. Digitimes (2015),誰在銀閃閃的地方等你?日本全力發展照護機器人,2015/3/2。
  4. 林佳賢、葉亭均(2014),韓國砸 27 億美元強攻機器人,經濟日報,2014年7月29日。
  5. 林萬億(2008),高齡社會的來臨:為 2025 年的台灣社會規劃之整合研究-總報告,行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告。
  6. 國家發展委員會(2014),中華民國人口推計(103至150年),國家發展委員會。
  7. 萬宇(2014),韓國加快推廣醫療機器人,人民日報,2014年7月28日。
  8. 蘇冠同(2014),服務型機器人潛力無窮-台灣廠商積極佈局,智慧自動化產業期刊,No.9,14-19。
圖/Nestlé @Flickr

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