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工研院12項創新技術 搶攻全球商機

自學電池管理系統運用即時自學算法,進行電池狀態估算。(工研院提供)
自學電池管理系統運用即時自學算法,進行電池狀態估算。(工研院提供)

文/記者施芝吟
美國消費型電子展(CES)堪稱年度科技業風向球,今年受到中共病毒(武漢肺炎)疫情影響,CES 2021首度改為線上展覽,也延長至2月中旬。工研院首度以虛擬展示館參加CES數位展,展出AI人工智慧、機器人、數位醫療等12項創新技術,同時躍上多家國際媒體,生活科技新聞網CNET更以「工研院顯然是機器人技術領域的領導者」,盛讚工研院類人雙臂機器人技術。

工研院CES虛擬展示館運用了Unity遊戲引擎和3D max建模技術,整合實體與虛擬,呈現細膩度、還原度高的空間樣貌,利用簡單的電競操作概念,以Q、W、E、A、S、D 6個鍵就能前後左右移動觀賞位置,猶如實際在展館中走動,展館中的3D環物展示每一項展品更真實的3D動態,參觀者憑電腦或手機就能參展。

工研院機器人 廣受好評

工研院的12項創新技術中「類人雙臂機器人」擁有兩隻七軸手臂及仿生手掌抓取形狀不規則物件,能從事多元工作,廣受各大外媒好評,不僅被英國科技評論網TechRadar選為CES 2021「最酷機器人」之一。更從240家機器人廠商中脫穎而出,登上美國前十大科技資訊網站Lifewire,與Samsung、Vanguard、UBTech等廠商一同獲選該網站最愛機器人。

類人雙臂機器人,動作靈活自由,提供類人作業能力。(工研院提供)類人雙臂機器人,動作靈活自由,提供類人作業能力。(工研院提供)

美國業者看到類人雙臂機器人能拿寶特瓶和輕薄名片等物品,以及彈奏電子琴等功能,覺得非常新奇有趣並洽詢,包括美國智慧監控與物聯網平臺公司、歐洲建築管理公司和嵌入式系統公司等廠商,均表示對工研院機器人技術十分感興趣。

由於疫情蔓延喚起民眾對健康重視,數位醫療是展覽的熱門話題之一,工研院的智慧感知照護衣iSmartweaR以非接觸式微型低功率雷達結合導電紡織品技術,可即時感測心率、呼吸等生理數據,多家醫療器材業者對此技術的功能與應用深感興趣,希望能夠有合作的機會。

俄國研究機構也接洽並深入了解此項無線量測技術,應用在太空人生理訊號測量的可能性。美國媒體也看好智慧感知照護衣的潛力,認為在疫情蔓延之下,此項技術能夠以非接觸式的方式即時感測使用者心率、呼吸等生理數據,減輕醫護人員負擔。

美國與捷克多家業者,則是對全球首創心臟守護貼,可透過非侵入式之技術,測量肺動脈血流速、血液輸出量、心輸出量與心跳等生理資訊感到驚豔,並表示「這個技術對家庭醫療照顧幫助非常大」。

西班牙開發商AINIA,對工研院手持式膚質光學同調斷層掃描儀技術有興趣,將進行深度組織光學切片合作,提高皮膚癌檢測靈敏度與特異性,提供皮膚癌好發之西方人種無侵入式之即時檢測方式,降低傳統診斷的時間與成本。

工研院CES 2021展出技術

1.自學式電池管理系統技術 精準電池用量告示

自學電池管理系統運用即時自學算法進行電池狀態估算,包括:剩餘電量、老化容量、功率限制容量和最大功率,估計的剩餘電量和老化容量的誤差小於5%。在電動汽車應用上,SL-BMS可監控車輛能耗,並將電池訊息即時轉換為里程訊息,並顯示於儀表板上。

2.類人雙臂機器人  

類人雙臂機器人,動作靈活自由,提供類人作業能力。(工研院提供)類人雙臂機器人,動作靈活自由,提供類人作業能力。(工研院提供)

擁有仿生手掌抓取形狀不規則物件,拿書、名片、手機或寶特瓶,連彈電子琴都可以。擁有兩隻七軸手臂,單臂總重15公斤、荷重比0.3、重現性0.02公釐,動作靈活自由,提供類人作業能力,能從事多元工作。

3.UVC LED流動水殺菌模組 殺菌節能一兼二顧

UVC LED流動水殺菌模組。(工研院提供)UVC LED流動水殺菌模組。(工研院提供)

利用UVC紫外光具有殺菌的功能,透過特殊的機構設計,讓UVC紫外光對流過的水作殺菌,除菌率可達99.9%以上,模組並利用LED可高速開關特性,以水流動感應啟動,可省下約50%用電量,具啟動時間快、耗電量低、壽命長、無汞、尺寸小的特點。

4.心臟守護貼 

心臟守護貼是全球第一臺非侵入式守護心臟儀器,可非侵入性測量肺動脈血流速、血液輸出量、心輸出量與心跳,評估人體血循環與心血管狀況,安全、快速、準確,還可以監測心房震顫並加以預防。微小化、高感度、低功耗的特色,可長時間監測收集心血管資料,讓醫護人員掌握健康狀況,讓心血管疾病預防及照顧從醫院擴展到長期居家照護。

5.智慧感知照護衣 心跳呼吸它聽得見

結合耐水洗導電紡織品與奈秒脈衝近場感測技術(NPNS),突破傳統智慧衣必須貼身量測的限制,以非接觸式微型低功率雷達即時感測心率、呼吸等生理數據,可應用在長者健康照護、醫療管理,減低醫護人力負擔。

6.嬰幼兒智慧照護裝置 父母掌握嬰幼兒生理狀況

將iDarlingWeaR嬰幼兒智慧照護裝置設備安裝在包裹嬰兒的毯子上,就可連續監測心跳與呼吸。(工研院提供)將iDarlingWeaR嬰幼兒智慧照護裝置設備安裝在包裹嬰兒的毯子上,就可連續監測心跳與呼吸。(工研院提供)

毋須接觸嬰幼兒身體或皮膚,將裝置穿戴在其身上,可即時偵測並記錄嬰幼兒心跳與呼吸,透過藍芽裝置,將蒐集到的嬰幼兒生理資訊,傳送到父母或照護者的行動裝置,隨時掌握嬰幼兒生理狀況。

7.心照護穿戴裝置 三秒掌握資訊

整合複合式生理感測及心血管與心理狀態分析演算軟體,透過直接量測胸口、經由心跳帶、運用電極貼片或結合智慧衣等方式量測,只需3秒鐘,就能即時偵測並記錄心跳與呼吸;再透過藍芽裝置,將蒐集到的生理資訊,傳送到行動裝置,經由App即時了解身體狀態。

8.智能化手持超音波影像系統

智能化手持超音波影像系統,包括有智能應用程序的輕巧便攜式掃描儀,使醫生可以隨時隨地進行超聲檢查。(工研院提供)智能化手持超音波影像系統,包括有智能應用程序的輕巧便攜式掃描儀,使醫生可以隨時隨地進行超聲檢查。(工研院提供)

智能化手持超音波影像系統,透過Wi-Fi即可即時傳輸 到手持裝置觀看,可依據情況搭配不同超音波探頭。(工研院提供)智能化手持超音波影像系統,透過Wi-Fi即可即時傳輸 到手持裝置觀看,可依據情況搭配不同超音波探頭。(工研院提供)

臺灣第一臺智能化手持超音波影像系統,也突破目前困境,包含重量350克、長度16公分,成功縮小超音波儀器,不需要任何線路就能操作;內建鋰電池,可連續使用1至1.5小時;透過Wi-Fi可即時傳輸到手持裝置觀看;可依情況搭配不同超音波探頭,廣泛應用在內科、婦產科、復健科,更適合簡易治療的環境和重症醫護室、急診室,弭平醫院與偏鄉醫療的差距。

9.睡眠學習技術 

工研院開發的睡眠學習技術,以非接觸的方式運用低功率的電波偵測使用者的睡眠狀態與品質 。(工研院提供)工研院開發的睡眠學習技術,以非接觸的方式運用低功率的電波偵測使用者的睡眠狀態與品質 。(工研院提供)

WiFi Radar感測技術以非接觸的方式,運用低功率的電波偵測使用者的睡眠狀態與品質 ,當偵測人體進入深睡期後,透過設備播放白天學習資料,刺激大腦海馬迴將短期記憶轉化至大腦皮層成為長期記憶。WiFi Radar適時的使用波長590~750nm的弱紅光刺激大腦松果體以釋放褪黑激素,能增加深度睡眠的可能性。

10.膚質檢測新利器

手持式光學同調斷層掃瞄儀。(工研院提供)手持式光學同調斷層掃描儀。(工研院提供)

手持式光學同調斷層掃描儀是以非侵入式的光學同調斷層掃描技術,即時呈現皮膚組織的斷層結構影像,提供表皮與真皮層交界面皺褶程度、膠原蛋白密度、血管形態、毛囊狀況等膚質型態資訊,能夠看到皮下2公釐皮膚組織狀況,解密皮下膚質快又精準,為保養品功效提供科學實證、產品開發添助力。

11.腰椎X光片智慧量測技術 醫生好幫手

運用深度學習和影像處理演算法定位出X光影像中各節脊椎的位置。透過各定位點精算出腰椎節X光影像關鍵參數,包括腰椎前突角、骨盆入射角等52個維度之量測物理量,及各椎節滑脫之異常偵測。同時利用AI人工智慧深度學習,進行影像模擬與迴歸分析脊椎手術後LL與PI數值,提供術後骨釘放置與骨骼位移模擬,提供醫生更精準的手術與治療規劃。

12.糖尿病視網膜病變 AI診斷輔助分析系統

提供糖尿病視網膜病變5個級別(No DR, Mild NPDR, Moderate NPDR, Severe NPDR, PDR)的分類模型,給予不同分級病患更為適切的醫療照護;也提供是否轉診眼科的二分類模型。該分析技術也是目前國際上唯一可偵測4種主要的病徵 (Microaneurysms, Hemorrhages, Soft Exudates, Hard Exudates),並能清楚標示位置的AI判讀技術,有效地輔助醫師針對病變嚴重程度進行判讀。◇