【創科博覽2018】中學生發明伴奏義肢奪獎 助殘疾人士圓音樂夢　

音樂理應無界限，但殘疾人士運用樂器或會遇上困難，不過透過科技的協助，仍可克服肢體缺陷，彈出美妙樂章。佛教黃允畋中學三位學生設計出兩台機械人「機械伴奏義肢 iFinger」及「聲控作曲家 iComposer」，仿照人類手指設計，協助手臂殘缺的人彈琴作曲。作品在國際性的機械人大賽奪冠，三子希望繼續改良，目標是兩年內可以量產化，助殘障者一圓音樂夢。

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參照人類肌肉肌腱設計

兩台機械人主要以鋁組嵌，配以充電池及摩打驅動，不同的是iFinger外形上一個是單手義肢，iComposer就彷似雙手十指，同學配搭電子琴進行示範。他們解釋，人類透過前臂肌肉連接肌腱去控制手指活動，設計機械人時正正參考這個原理，以摩打模仿肌肉，索帶充當肌腱。當摩打運作並拉扯索帶時，索帶即可控制相連的鋁製「手指」上下移動，按壓琴鍵彈奏樂曲。

 

iFinger可調較速度及指法

實際如何使用？首先講講iFinger，這隻伴奏義肢可以調較速度及三個不同的伴奏指法，以配合不同節拍及旋律的樂曲。

當用者套上義肢，調好所需設定，左右橫移至適當琴鍵位置上，「手指」就能彈出不同和弦作伴奏。同一時間另一隻手彈奏主旋律，即可完成一首完整樂曲。與傳統音樂機械人只能儲存指定樂曲，並按時序彈奏出來有很大分別。

 

iComposer具備雙功能

至於聲控作曲家「iComposer」，設計意念則是幫助一些不能或不善彈奏的人。

配合專門設計的手機app使用，只要向電話哼出想要的旋律，就能「聲控」機械人，將有關旋律分析後按音高及節奏彈奏出來，方便演奏及作曲。

此外「iComposer」亦具備另一功能，就是內置四首著名樂曲，用家在app上按下播放鍵，機械人就懂得自動彈奏，讓用者模仿及學習相關的彈奏方法。同學表示將來會繼續改良，加大儲存容量儲存更多樂曲。

「拗手指」最難　歷經數十次失敗

今年5月，三位同學帶同兩台作品前赴美國參加ROBOFEST機械人國際賽，最終在7支隊伍中脫穎而出，成為ROBOARTS高級組冠軍。回望比賽前的組裝過程，他們都表示最大困難，是將從五金店購入的一整條粗鋁條，量度、切割，並用鉗拗成一根根的「手指」。每根「手指」的長度及闊度都要相同，稍有1、2毫米誤差就會令彈奏失誤。「手指角度都要一樣，一個短啲彈唔到落去，一個長啲撳哂落去就唔夠時間彈返上嚟……一隻手指影響到成首歌彈唔彈到出嚟。」單是製作手指已有50至60個「失敗作」，他們不諱言想過放棄，最後都咬緊牙關，連復活節假期、周末周日都用上，終趕及完成作品參賽。

獲獎固然是一大肯定，最大成就感還是發明品能夠幫人。三子表示現時配備動力的義肢動輒售逾萬元，而他們的材料成本不到一千元，希望殘疾人士夠以經濟實惠的價格享受彈奏的樂趣。他們表示已經與一些團體，例如社區中心聯繫，短期內希望先讓殘疾人士試用，收集意見再作改良，冀在兩年後成為正式產品推出市面。

老師：培養STEM興趣 升學更多出路

佛教黃允畋中學電腦科老師梁啟帆表示，數年前在校內組建機械人學會，指導學生研製作品，每年都會參加3、4個校外比賽，「透過比賽先知自己強處弱處，出去睇人比賽，睇對手先係學得最快，你自己喺到閉門造車，以為自己好醒，冇用嘅。」他又認為同學透過製作機械人，培養在科學方面的技能及興趣，將來升讀大學亦有「兩手準備」，即使成績不足以入讀心儀的高分學科，仍可選讀工程等STEM科目。