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【學界前瞻】

理工大學 STEM學習的現實應用

 

OpenSchool   |   2017-09-29 20:33:49

有人問,同學們在學校裡學習STEM,學習怎樣編程操作機械人,學習怎樣建立3D模型和利用3D打印機列印實物出來,這些學習對現實社會有甚麼意義和有甚麼用途?

以下的例子可看到科技應用及改善生活的實證。

理工大學 STEM學習的現實應用

3D打印:為病人度身訂造矯形骨模

骨科專科醫生廖敬樂指,以傳統方法製作矯形骨模,醫生以X光片及目測確認切割點,而病人手術後需配帶外固定支架6至12個月,每日需洗傷口,住院時間或長達200多天。

引入3D打印技術後,醫生可先為病人的骨骼做電腦掃描,計算切割位置,之後3D打印出病人手術使用的骨模,在手術前將骨模套入真骨,並對準骨模上的位置切割,令準確度提高。

此外,醫生會以「內固定」的方法在患者的骨及肌肉間以鋼片及螺絲固定骨骼,然後才取出骨模。這全新的方法令患者不再需要使用外固定支架,康復時間變短及毋需經常洗傷口,住院日數可由200多天減至4天,STEM的應用可讓病人減輕皮肉之苦,亦替社會節省醫療成本!

理工大學 STEM學習的現實應用

理工大學 STEM學習的現實應用

VR虛擬實境:模擬飛機維修

理大應用VR(Virtual Reality,虛擬實境)教學系統來輔助教學。系統能模擬機房、升降機甚至飛機維修等場景,並投射出3D影像,讓學生置身其中,在導師指導下學習不同機械系統及訓練安全意識。

理工大學 STEM學習的現實應用

高精準機械臂 微創手術病人福音

理工大學 STEM學習的現實應用

理大工業及系統工程學系副主任容啟亮教授領導的資深工程師團隊,與香港大學李嘉誠醫學院外科學系名譽臨床教授楊重光教授,去年成功研發出全球首台內置馬達、具備高達十個活動自由度的機械臂的嶄新外科手術機械人系統 (Novel Surgical Robotic System – NSRS)。

現今的微創外科手術市場僅有一個外科機械人系統,該系統的價格不但十分高昂,而且存在許多缺點,當中包括:需要在病人身上開多個切口(3至6個)、缺乏觸覺(力度)反饋及機身體積龐大等。相比之下,嶄新的 NSRS 外科機械人系統能夠通過單一細小的切口或經由自然腔道進入人體,並在體內擴展以施行各樣的手術程序。

NSRS 的功能覆蓋各類腹腔或盆腔手術,機械臂不單能執行高精確度的動作,還能提供高敏感度的觸覺或力度反饋,為開拓未來無創外科手術的領域踏出了重要一步。

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