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智能手套取代遙控器 慈濟提升無人機救災效率
新知
第1790期
智能手套取代遙控器 慈濟提升無人機救災效率
2023-12-20
【記者李雨羲綜合報導】無人機目前已被廣泛使用於不同領域,近年來各界也積極研究,如何將其妥善運用於急難救助上。慈濟大學醫學資訊學系學生團隊設計一款「智慧型無人機人體偵測與物聯網手套控制系統設計」,透過手勢動作操作,希望可以讓它更有效率地參與救災現場。 使用者可透過配戴護目鏡,藉著前方所裝設的螢幕,查看AI判斷過後的無人機鏡頭視角。 圖/李兆珩提供「因為效率低下,所以目前的救災現場鮮少使用無人機。」團隊學生、慈濟醫資系四年級李兆珩表示,現今的無人機若要實際應用在救援行動上,需要額外撥出一名專業人員固定使用遙控器操作。同時,由於必須雙手控制,即使發現救援目標,也無法迅速作出行動,得再另外聯繫位在他處的隊員趕往現場協助,反而拖延了時間。為了改善整體運作效率,團隊研發一款以穿戴式手套作為遙控無人機裝置的系統,「只需要用直觀的手部動作操作,無人機就會透過接收訊號自行運轉。」李兆珩表示手套人性化的設計,可以讓消防人員解放雙手,不再受到遙控器的拘束。此外,他們也在手套安裝狀態顯示燈,透過按鈕的方式切換遙控與滯空模式,讓使用者可以在滯空模式中更無限制的使用雙手。 使用者可透過手套上開發板的狀態燈判斷現下飛行機的操作模式,綠、藍、紅分別代表了飛行、滯空及降落模式。 圖/李兆珩提供在傳輸上,團隊則使用市面上空拍機附帶的Wi-Fi功能進行訊號收發,「每一個手勢會分別在感測器上,擁有自己對應的數值。」李兆珩說明,手套上的開發板會偵測手部動作,以此界定動作指令,並且利用Wi-Fi傳送至作為中繼站的手機,再將訊號發送至無人機。團隊學生、慈濟醫資系四年級李睿榆說:「若讓手套同時收發訊號,過於複雜的程式會讓整體動作產生延遲,反而失去效率。」因此在兩者之間加入中繼站,減緩延遲的問題。 使用者可透過八種不同的手部動作操作無人機的行動,以手掌攤平下壓為例,則是控制無人機向前飛行。 圖/李兆珩提供此外,團隊將AI模板植入無人機的鏡頭,藉由深度學習,偵測視野之中有無人類特徵存在。「我們利用圖像增強的功能,讓空拍機在各種情況下加強判斷可信度。」李兆珩表示在訓練AI的過程中,他們利用將圖像翻轉、挖洞等等,模擬災害現場可能出現的殘肢、建築物遮蔽的情況。透過加裝在護目鏡上的投影儀,將影像判斷結果實時呈現於消防人員眼前,隊員即可以顯示出的提示與影像尋找是否有尚未發現的救援目標。 圖為AI判讀過後的畫面,將其判斷可能為人類的物體框起,並在一旁標明數據可信度。 圖/李兆珩提供「一般來說消防員需要將情報回報給指揮官,並等待指令下達才可以有所行動。」現役消防員許先生(化名)表示,此研發雖然希望能夠藉由減少聯繫時間提高救援效率,但在災害現場若每個消防員都自主行動,在溝通不足之下,更可能會造成因混亂而整體效率降低的狀況。「除了第一視角以外,也可嘗試擴增視野讓消防員注意到更多狀況。」他更提到如果未來可以將單一視角擴大至360度,或許能取代目前額外設置的「目視觀察員」,讓飛手一人即可避免無人機發生衝撞機身等問題。
止血帶自動感濕加壓 即時緩解患者滲血問題
新知
第1776期
止血帶自動感濕加壓 即時緩解患者滲血問題
2022-12-21
「智能透析止血帶」可幫助透析患者在兩個止血點施加固定壓力,避免施力不當影響血管健康。 圖/研究團隊提供【記者戴婧雯綜合報導】腎病患者在四小時的血液透析(註一)治療後,需要止血15分鐘,待醫護人員觀察並確認沒有滲血狀況才能夠離開,過程耗費人力和時間。長庚科技大學和國立雲林科技大學師生共同組成研發團隊,發明「智能透析止血帶」,提供定時定壓和偵測滲血的功能,並於「2022第六屆創創AIoT競賽」獲得首獎。註一:血液透析也稱為「洗腎」,透過在體外淨化血液,幫助衰竭的腎臟排出人體代謝產生的毒素和水分。長期血液透析的患者需接受一週三次、每次4至6小時的透析。在血液透析的過程中,醫護人員會使用較粗的針從患者的動靜脈瘻管(註二)抽出血液,經過儀器透析後,再將血液輸回患者體內,並在透析結束後止血15分鐘,「醫護人員會用類似魔鬼粘的止血帶幫患者止血,但有時患者打開止血帶了才發現到有滲血。」團隊指導老師余怡珍提及。團隊在智能透析止血帶上裝設可偵測紗布濕度感測器,判斷患者的滲血狀況,並及時透過系統自動加壓進行止血。腎病患者家屬楊畹莙對此也表示,感測滲血的功能可為患者和家屬帶來便利,「不用像以前壓不好,回到家還要一直往醫院跑,省下很多時間。」註二:接受血液透析治療的腎病患者需要一個管徑大且血流量多的血管通路,因此腎病患者需預先進行血管通路手術,將手臂的動靜脈連接在一起,形成動靜脈瘻管。若患者沒有適合的動靜脈,可利用人工合成材質製成的人工瘻管,作為動靜脈之間的橋樑。醫護人員會穿刺動靜脈瘻管,幫助患者進行血液透析。團隊成員吳宜宸表示,由於瘻管的血流量較大,且患者服用的抗凝血劑會防止血液凝固,因此止血的壓力和時間非常重要,「如果沒有止血恰當,會造成動靜脈瘻管瘤或栓塞等併發症。」然而,目前臨床的止血方法是由醫護人員手動拉緊止血帶,並時刻注意每位患者的滲血狀況,「我們沒有辦法知道他在止血點上施了多少壓力。」團隊成員林珈妤指出。 「智能透析止血帶」會將所使用的時間和壓力數據上傳至雲端,醫護人員可參考相關數據為每位患者進行個人化安排。 圖/研究團隊提供團隊將血壓計的加壓功能應用到智能透析止血帶上,提供定時定壓的功能,讓患者在規範時間內,以固定的壓力止血,避免影響血管健康。若在時間結束後依然檢測到滲血狀況,系統將會自動延長二分鐘的加壓時間,並增加2毫米汞柱的壓力,「不會一次加太多壓力,避免影響血管健康。」團隊成員吳佳昌解釋。另外,每次患者止血所使用的時間和壓力等數據,會自動上傳到雲端,供醫護人員作為參考數值,幫助患者找到最合適的加壓時間和壓力。除定時定壓和偵測滲血的功能外,團隊也預計在系統中加入瘻管健康的檢測功能,在每次加壓時可以檢測和更新瘻管的健康狀況。余怡珍表示,患者在一周內需要接受三次透析治療,「瘻管可以說是透析病人的生命線,但目前只是以聽診器或手摸去判斷瘻管的健康程度。」因此,團隊期許此項功能未來可幫助醫護人員省時省力,保障患者的健康。 長庚科技大學護理系教授余怡珍和雲林科技大學電機工程系教授洪崇文,帶領兩校學生以「智能透析止血帶」在2022第六屆創創AIoT競賽奪下了智慧照護組的首獎。 圖/研究團隊提供
AI辨識郵遞區號 減輕信件分揀作業量
新知
第1768期
AI辨識郵遞區號 減輕信件分揀作業量
2022-10-19
「智能信件分配」系統會先將偵測到的信件除去雜訊與背景,再透過AI得出郵遞區號。 圖/黃柔語提供【記者詹晶雅綜合報導】面對三面環繞的分揀格,郵件分揀員平均僅有一至二秒分揀一份信件。國立虎尾科技大學資訊工程學系副教授簡銘伸帶領團隊開創「智能信件分配」系統,運用AI人工智慧辨識信件上的文字,再進行自動化分類,望能節省人力。此技術更在「2022年第二屆AI智能雲端運算應用競賽」榮獲優選與最佳人氣獎。團隊成員黃柔語說:「我們想到平時郵差的辛苦,需要一一分配上百封至上萬封的信件,如果我們能擁有辨識郵遞區號的技術,想必會大大減少郵差的工作量。」目前台灣郵局以人工與光學辨認系統相互搭配分揀郵件,不過光學辨認系統只能辨識印刷文字,無法識別出手寫文字,於是團隊著手研究智能信件分配,試圖改善郵政人員的工作現況。 由左二至右為國立虎尾科技大學資訊工程學系學生黃柔語、謝延偵、黃子瑋、黃柏原。 圖/黃柔語提供「把圖片變成灰階圖之後,可以做一些銳化補強影像學的技術,使圖像較好被辨識,包含一些雜訊、背景濾掉,把字體和背景明確地分開。」黃柔語解釋。此技術以圖形分析程式OpenCV(Open Source Computer Vision Library)處理信封影像,接著將收集到的資料匯入MNIST(Modified National Institute of Standards and Technology database)(註)彙整成數據集庫,再進行AI人工智慧的深度學習。如此一來,大批郵件經過智能信件分配系統識別後,即會依照郵遞區號自動分類。註:MNIST為手寫數字的大型數據庫,常用於訓練各種圖像處理系統,以及機器學習領域的培訓和測試。簡銘伸認為,儘管智能信件分配系統目前已取得不錯的成果,不過仍存在限制,「因為書寫的文字並不容易辨識,尤其是中文字體、字型,以及書寫的習慣,這是造成系統辨識準確度下降很大的因素。」他進一步說明,若能結合地理資訊和地圖資料,將郵寄地址與實際住址對比,或許可以提高智能信件分配系統的識別準確度。 郵務處理流程分為「收件、封發、運輸、投遞」四大部分,圖為民眾寫信之示意圖。  圖/詹晶雅攝曾任郵政工作者的阿明(化名)談到,「因為目前的機器設備有限,沒辦法完全負荷整天進來的郵件量,我們也會看情形,再決定交由機器還是人工去做分揀。」他進一步表示,郵政行業勞力密集,盼能透過最新技術改善舊有設備,達到全自動分揀的目標,以此降低人力與郵務成本。
明道大學農業展寓教於樂 力推智能農業與永續發展
生活
第1767期
明道大學農業展寓教於樂 力推智能農業與永續發展
2022-10-05
【記者賴羿安綜合報導】民眾興奮地操控儀器,跟著導覽員駕駛無人機,模擬農夫噴灑肥料。2022中臺灣農業行銷暨園藝資材博覽會自9月24日開始,於2日落幕,其中由明道大學規劃的智慧及循環農業展吸引大量人潮,展內豐富的體驗區從無人機駕駛、曳引機VR體驗到親手種植蘑菇應有盡有,致力將智能、永續的農業概念傳遞民眾。 明道大學智慧暨精緻農業學系規劃智慧及循環農業展,帶領民眾認識現代的農業技術和資源如何永續利用。 圖/羅惠萍提供展區除了推廣各項農業機器、智慧農業外,門口高達新台幣600萬價值的曳引機也吸引現場許多父母與小孩一同拍照。展內詳細介紹綠色蕈菇產業鏈、農膜回收與灌溉系統等,透過綠色生產和循環經濟,將資源發揮最大效益。展覽也設置體驗區,例如鍬形蟲飼養箱和農膜回收製成的科學黏土親子區。 展區內,明道大學學生指導觀展民眾駕駛無人機,模擬農夫噴灑肥料。 圖/賴羿安攝明道大學智慧暨精緻農業學系副主任羅惠萍表示道:「大家應該要翻轉農業的思維了,農業其實可以很輕鬆;不但能夠達到最大的經濟效應,也能實踐永續的理念。」以農膜回收為例,便是巧妙地將大量廢棄塑膠轉變為日常用品。觀展民眾朱原顗認為農膜的處理方式是長期存在的問題,發展出一套解決辦法是很好的事情,「有幾個同學和學弟妹也有在種田的,就可以進行運用。」 農膜回收可製作成黏土,科學黏土親子區邀請民眾體驗塑形黏土造型的樂趣。 圖/賴羿安攝明道大學智慧暨精緻農業學系為彰化唯一農業科系,場區內處處可見該系學生為民眾細心講解農業知識、提供操作協助。二年級學生許順勝説:「來這邊才發現到有些民眾平常沒有接觸農業,他們對於這個展覽十分生疏,想讓他們更知道農業的部分。」他在導覽時也加深對於農業知識的了解,學到如何與觀眾互動,例如碰到人潮過多、無人機設備不足的情況下必須靈活地應對民眾。 綠色蕈菇產業鏈展區向民眾展示不同生長時期的蕈菇,民眾完成一旁的種植蘑菇體驗後,可將其攜帶回家。 圖/賴羿安攝此次展覽旨在推廣農業科技與食農教育,將學生從課堂所學的農業知識融合進展覽裡,讓民眾藉由體驗更加了解食物的來源與種植過程。觀展民眾陳虹吟説:「展覽讓小朋友知道現代農耕的相關知識,這都是他們平常不會接觸的。」民眾簡單君帶著女兒參與體驗,她認為活動十分有趣,透過種植蘑菇體驗,讓小朋友觀察並了解蘑菇的生長。 智慧及循環農業展向民眾介紹食物的生長環境以及農作物所需的灌溉系統。 圖/羅惠萍提供智慧及循環農業展將農業知識以寓教於樂的方式帶入民眾生活,讓觀展民眾更加了解現代農業的技術與永續發展趨勢。羅惠萍期許智慧暨精緻農業學系能持續以教育帶領青年推廣農業,讓下一代投入農業發展,實踐產業的傳承。
建國科大創智能洗澡機 遠端監控護長者安全
新知
第1762期
建國科大創智能洗澡機 遠端監控護長者安全
2021-12-29
【記者羅子恆綜合報導】隨著高齡化時代的來臨,社會對於長照需求逐漸重視,但年長者在浴室發生意外的新聞仍層出不窮。有鑑於此,建國科技大學自動化工程系暨機電光系統研究所教授王俊傑帶領系上學生姚穎源、蔡將儀、林詮偉及郭育呈組成團隊發明「具有智能APP遠端監控功能之可移動式洗澡機」,榮獲2021年「美國科學暨發明展(ASIE)」金牌。 建國科技大學自動化工程暨電光系研究所教授王俊傑帶領系上學生發明「具有智能APP遠端監控功能之可移動式洗澡機」,並在「2021 ASIE美國科學暨發明展」榮獲金牌。 圖/建國科大教授王俊傑提供王俊傑提到,過往較高級的洗澡機要價上百萬元,一般人根本無力負擔,若是較簡易的設備則因不鏽鋼材質,經常被使用者或年長者認為冰冷無感情,前瞻居家護理所護理師楊邦媛也說:「不鏽鋼的機械本身導熱或導冷的程度就容易使體感覺得不舒服。」王俊傑更提到,居家長照服務單位替年長者洗澡時,因年長者身體無力,經常必須以吊車的方式輔助他們移動,他認為,「這就會像在吊豬一樣,沒有受到尊重,如果被吊的是你的親人,其實你會掉眼淚。」 雖然本次「2021 ASIE美國科學暨發明展」以線上方式舉辦,但依然不減大專校院學生發明的熱情,圖為建國科技大學研發團隊與獎牌及獎盃的合照。 圖/建國科大教授王俊傑提供此機台融合三大技術,團隊將洗澡浴缸及充氣設備置於最底層,需要使用時,隨時將充氣浴缸取出,以配備的空壓機打氣,讓年長者即便在床上也能洗澡。再往上是恆溫電熱水器,只要將水龍頭接上,經過電熱水器的運作,就能將水維持在適當的溫度。機身的最上面則是由小米攝像頭組成的長照監測系統,不只能觀察環境是否有危險,更能感測溫度、濕度及水溫。姚穎源解釋道:「我們使用樹莓派(註)做為監控系統的主控制板,再結合不同感測器,如:水溫、溫度及濕度等,最後透過觸控螢幕與模組進行對APP資料的傳輸。」註:樹莓派是一種低價的微型單板電腦,主要用以控制各項系統運作。王俊傑表示,該項發明成本低廉,所需費用大約10萬元左右,是一般人也能負擔的價格。另外,配備的監測系統也能讓家屬遠端觀看是否有危險,他說:「我們這個系統是很有感情的,並且會有遠端監控讓家屬了解目前狀況,比較不會發生外籍看護欺負老人家的事情。」機器的可移動性更是特色之一,延長線及輪子的設置讓機台能便利活動,姚穎源強調,現在醫院設備多為固定式,加上年長者行動不方便,導致盥洗時會非常麻煩,如果能直接推著走,就能減少長照人員的工作量。不過,楊邦媛提出疑慮,若洗澡浴缸需充氣,等待的時間是否會讓長輩著涼,或是充氣浴缸是否有維持坐姿的裝置,都是需考量的部分,「我覺得概念很好,但細節的部份可能要考量一下主要受眾的情況。」未來,王俊傑期待螢幕設計上能更活潑,讓家屬有更高意願使用。遠端監控系統方面,姚穎源則認為,可增加更多感測器,例如:毫米波偵測器、血氧感測器等,「希望這台不僅止於洗澡的功能,用在感測病人身體狀況的功能都可以把它融入進去。」 「具有智能APP遠端監控功能之可移動式洗澡機」不只於「2021 ASIE美國科學暨發明展」榮獲金牌,更獲得加拿大特別獎。 圖/建國科大教授王俊傑提供
智能醫療床供即時數值 建國科大盼助照護品質提升
新知
第1761期
智能醫療床供即時數值 建國科大盼助照護品質提升
2021-12-22
【記者顏婕儒綜合報導】現今社會正面臨少子化及高齡化的問題,使長期照護出現量能不足的狀況。建國科技大學自動化工程系暨機電光系統研究所教授王俊傑帶領團隊研發「可偵測病人姿態與生理現況之醫療床」,能夠即時顯示病人身體數值,望能提升照護效率及品質。 建國科技大學團隊研發「可偵測病人姿態與生理現況之醫療床」,榮獲2021第8屆高雄KIDE國際發明暨設計展金牌。 圖/研究團隊提供嘉義市私立新仁友老人長期照顧中心負責人陳郁雯說明,目前長照中心照護者與被照護者的比例約為1:8,缺乏人力的問題相當嚴重。照服員需協助病人翻身、換尿布、餵飯等等瑣事,工作繁忙,因此通常他們只能在固定的時間去確認病人狀況,並沒有辦法即時發現問題,「病人的床都被從尿布滲出來的尿浸濕了,然後醫護人員去看的時候才知道。」王俊傑舉例說明。為此,團隊將醫療床結合手機APP與醫護站的電腦螢幕,讓照服員能時刻監控病人的姿態、體重以及尿濕等情形。 現今社會人口高齡化嚴重,長期照護面臨人力不足的問題。圖為示意圖。 圖/嘉義市私立新仁友老人長期照顧中心提供團隊利用單晶片控制器作為主機,搭配姿態感測器、溫濕度感測器以及壓力感測器三種元件,組成可偵測病人姿態與生理狀況之醫療床。將偵測到的資料整合後,再以藍牙連接把數據傳送至顯示器上,「藍牙的傳遞速度快,相對起來比較沒有那麼耗電。」團隊成員姚穎源補充。不過他也提及,未來如有遠端監測的需求,則可以改成Wi-Fi傳輸。設備中的姿態感測器可用於偵測病人是否維持相同姿勢過久,因長時間臥床可能會導致褥瘡(註)。另外,該功能也可長期紀錄病人的姿態,檢視復健及藥物的使用對病情有無幫助;溫濕度感測器則是放置於尿墊下方,感測被照護者的下半身溫度及濕度,方便確認是否有排泄物;而壓力感測器則可以檢視被照護者的體重是否有出現嚴重落差,「驟減或驟增可以提供給醫生判斷,這個病人目前狀況是不是有什麼緊急的變化。」王俊傑表示。註:褥瘡是指骨頭突出、脂肪較少的皮膚處,由於長期壓迫導致血流阻礙,而造成的潰瘍或壞死。 可偵測病人姿態與生理現況之醫療床只需將感測元件置放在對的位置,即可時刻觀測病人狀況。 圖/研究團隊提供不過,陳郁雯表示,目前市售品質較好的尿布能夠有效防止尿液溢出,避免皮膚起疹,因此只要沒有排遺就無需更換,他說:「長輩如果需要你幫他換尿布翻身的人,表示他冷跟熱已經不會講了。」因此他建議,溫濕度感測可以偵測全身的體溫,以及是否有出汗的情況,讓照護者可以更準確地判斷病人的感受,對照護會更有幫助。團隊下一步規劃將裝置模組化、輕量化,讓沒有機電相關背景的照護者也可以方便地組裝與使用。此外,王俊傑也透露,未來將提升原有感測元件的穩定度和靈敏度,增加偵測精確性,以利商品化,並持續與醫療院所以及長期照護相關機構搭配合作,「聽聽看他們還有沒有什麼需要增加的功能,那我們再把它加進去。」
逢甲融光學雷達與iPhone 智能測距APP護視障者行動
新知
第1761期
逢甲融光學雷達與iPhone 智能測距APP護視障者行動
2021-12-22
【記者羅子恆綜合報導】走在人行道上,我們經常能看到導盲磚上停放著機車,或眾多雜物堆放在上面,對仰賴導盲杖的視障者造成不便。有鑑於此,逢甲大學資訊工程學系學生黃子騰、余睿霖及温子瑩組成團隊,以iPhone偵測物體距離的lidar技術發明「觸幕可見」手機APP,該發明榮獲「2021 APP移動應用創新賽」二獎。 由逢甲大學資訊工程學系黃子騰、余睿霖及温子瑩組成團隊參賽「2021 APP移動應用創新賽」。 圖/逢甲大學研發團隊提供「觸幕可見」是一款用來協助視障者行走的APP,不只能偵測物體與使用者的距離,更能辨識各種交通號誌,研發團隊希望除導盲杖外,能有另一種方式讓視障者生活更便利。研發團隊隊長黃子騰說:「盲人只能依靠導盲杖或導盲犬行走,所以我們希望能應用iPhone的lidar,提供他們其他獲得資訊與距離的方式。」黃子騰還補充,過去研究發現iPhone系統對視障者較友善,因此視障者有較高比例是iPhone手機的用戶。 逢甲大學研發團隊「沒有這一隊」於「2021 APP移動應用創新賽」中獲得二獎的殊榮。  圖/逢甲大學研發團隊提供該發明主要結合三種技術:lidar、Core ML及反饋系統。首先,lidar會以立體感知功能計算物體與使用者的實際距離。接著,機器學習系統Core ML會分析物體影像,之後拍到具高度相似的物體,系統就能直接判別,「此項技術主要告知視障者前方看到什麼東西。」團隊指導老師、逢甲大學資訊工程學系教授許芳榮解釋。最後,反饋系統會以震動及語音方式提醒視障者,黃子騰補充,系統偵測到物體就會以不同頻率的震動即時提示,語音系統也會同時告知前方物體的名字。 逢甲大學研發團隊「沒有這一隊」在學習各項技術,並討論如何應用於手機應用程式內。 圖/逢甲大學研發團隊提供「觀測的距離」是此次發明與導盲杖最大的差異,黃子騰說明,正常人的視野距離很遠,但導盲杖為便於攜帶,無法做太長,導致盲人只能知道自身範圍內的事物,他強調,「我們希望利用lidar去測定距離,並告知盲人5公尺內有什麼東西。」他更舉例說明,過去依靠紅外線或雷達的智慧導盲杖本身還是需敲擊,但導盲杖的震動提示將造成盲人辨識的困難。而針對其他穿戴式裝置,他解釋,對一般人來說價格過於昂貴,可能無法負擔。然而使用者體驗卻是該發明的最大困境,黃子騰說道:「一手拿手機,一手拿導盲杖,其實無法讓盲人很方便地使用。」許芳榮則提出可能解方,將該發明與手錶結合,使視障者能以配戴方式感測,再加上手錶本身即具震動功能,就能使視障者更方便使用。而視障者郭亦倫則認為,是否有幫助還必須看實際使用效果,「太慢或太頻繁的提醒都等於沒用。」他表示,要取代導盲杖可能還需一段時間使視障者習慣新的用路方式。 逢甲大學研發團隊與視障者進行相關溝通,進而研究出更貼近視障者生活的發明。 圖/逢甲大學研發團隊提供未來研究團隊希望結合物聯網及各種資料庫,來完善盲人生活,黃子騰期許道,透過物聯網的幫助,能讓盲人在更遙遠的地方收到通知,進而幫助盲人定位自己的位置。但結合物聯網還需大量的資料庫,許芳榮說:「要建立這些訊息,成本就會很高,所以未來比較大型的公司跨入該技術的市場可能性較大。」
育達科大防火系統連雲端 智能偵測斷危險因子
新知
第1760期
育達科大防火系統連雲端 智能偵測斷危險因子
2021-12-15
【記者吳姿芳綜合報導】根據109年臺北市消防統計年報,瓦斯外洩是造成火災的主因之一。對此,育達科技大學研發團隊結合雲端伺服器,研發能維護居家安全的「物聯網智能瓦斯與電力控制系統」。此研發獲得2021第8屆高雄KIDE國際發明暨設計展金牌。 育達科技大學與苗栗校際聯盟研發團隊研發「物聯網智能瓦斯與電力控制系統」,奪得2021第8屆高雄KIDE國際發明暨設計展金牌。 圖/研究團隊提供「物聯網智能瓦斯與電力控制系統」設有火焰、瓦斯與溫濕度三種感測器,其中瓦斯探測器能同時探測煙霧與瓦斯。感測器能透過微電腦晶片將數值傳送到雲端伺服器,團隊成員育達科大物聯網工程與應用學系學生曾孝棋進一步說明,若偵測結果超過預設的正常數值,雲端伺服器便會自動關掉總電源,並切斷瓦斯通道,「例如室內溫度高於預設溫度。」另外,系統也會傳送E-mail與LINE訊息至用戶的手機,讓用戶能即時接收家中瓦斯的使用狀況。 火焰感測器可以偵測火焰的亮度,以判斷火勢大小,而瓦斯感測器則會偵測瓦斯與煙霧的數值。 圖/研究團隊提供團隊指導老師、苗栗縣私立君毅高級中學資訊與水電科主任楊昇運表示,傳統防災系統在偵測到危險因子時,僅會以響鈴和撥打電話這兩個方式提醒用戶。然而「物聯網智能瓦斯與電力控制系統」除了結合網路主動切斷電源和瓦斯,還可判斷火源與火災發生原因。 雲端伺服器結合網路,能自動斷電及切斷瓦斯通道,並發送Email及LINE 訊息通知用戶。 圖/研究團隊提供此外,雲端伺服器能存放一個月內所偵測到的火焰、瓦斯與溫溼度數值的歷史紀錄,並自動產生圖表。用戶透過手機、平板與電腦便能觀看瓦斯用量,進一步修正自身使用瓦斯的習慣,系統也會推薦用戶購買適合的延長線與電器設備,降低電線走火的風險。針對瓦斯探測器可同時偵測煙霧與瓦斯的功能,新北市政府消防局第七救災救護大隊隊員包國言說:「煙霧與瓦斯的特性不同,可能會產生衝突。」他表示,若要讓系統實際應用,偵測器的位置須考慮家庭所使用的燃氣,因為不同燃氣有不同比重,他補充道:「如果是天然氣的話不能裝在地板上,液化石油氣相反。」目前「物聯網智能瓦斯與電力控制系統」透過網路傳送消息,研究團隊希望未來能結合藍芽,提供品質穩定的伺服器,並加裝更多偵測器,掌控所有可能導致火災的危險因子。包國言建議團隊,若系統結合119報案,可以幫助獨居和行動不便的長者跟瘖啞人士。團隊也考慮結合過去研發的「電力控制系統」,在同一個網頁內觀看瓦斯、火焰與電力的使用狀態。
整個城市都是你的植物園 中科大創智能生態缸
新知
第1757期
整個城市都是你的植物園 中科大創智能生態缸
2021-11-17
【記者吳姿芳綜合報導】室內景觀結合科技是人類養殖動植物的新趨勢,國立臺中科技大學智慧生產工程系團隊研發智能生態缸,利用「人工智慧結合物聯網(AIoT)」設備即時監控環境,榮獲2021 iENA德國紐倫堡國際發明展金牌。 國立臺中科技大學智慧生產工程系團隊發明智能生態缸,榮獲2021 iENA德國紐倫堡國際發明競賽金牌。 圖/研究團隊提供智能生態缸的外型起源於迷宮球(註),可分為本體和外圍。球狀本體內為熱帶雨林生態景觀,包含蕨類、青蛙和甲蟲等動植物。外圍則具有管狀水族管,能在其中養殖小魚、蝦類和水草,且內外部可以透過智能控液閥相通。此外,球狀本體也置入智能LED照明、智能溫濕度感測器等設備,能隨時隨地監控數據。註 : 迷宮球為內部含球與迷宮的裝置,能培養孩童從平面空間轉為立體空間的感知能力。 智能生態缸由球狀本體、外圈的管狀水族管和音箱空間組成,並在水族管與生態缸的連接處設計「智能控液閥」,使水族管內的生物糞便能利用智能設備送入生態缸。  圖/研究團隊提供團隊指導老師、中科大智慧生產工程系教授張源修過去曾研發人工浮島,此次智能生態缸也運用類似的原理。他利用智能LED照明及智能溫溼度感測器幫助植物行光合作用,同時將環境調整為適合動植物的狀態。此裝置也搭配專屬APP,每十分鐘傳送最新數值至手機,讓團隊不僅能隨時監控和調整設定,也會被即時通知缸內的異常狀況。 使用者透過手機即能連線AIoT設備,如智能控液閥、智能LED照明、智能溫濕度感測器、智能土壤感測器、智能音響等設備。  圖/研究團隊提供此外,水族管與生態缸的連接處設有「智能控液閥」,可利用傾斜式的水族管,讓魚蝦的糞便沉積於底層,再使用魚菜共生的環保循環技術,透過閥門將糞便與水提供給雨林生態的動植物。另外,團隊在智能生態缸底部設計音箱空間,可以置入小型的藍芽音響。團隊成員中科大商業經營系學生陳炫如說 :「音樂讓人放鬆,而音箱空間可以使音樂產生共鳴,音質也會更清晰。」 都會人生活於狹窄的空間,無法隨時欣賞自然景觀,因此團隊研發智能生態缸,療癒人心。  圖/研究團隊提供近年來越來越多室內景觀產品結合科技,團隊成員中科大商業經營系學生吳哲典解釋,「我認為生態缸會很有賣點,因為現在都市人生活緊湊,生態缸能療癒身心。」樂坊水族店長陳鐸仁也提出生態缸使用方面的疑惑,他說:「如果智能生態缸的清潔不方便維護,像雨林植物會因為生態變化而變髒,可能會不被大眾接受,很快就會被市場淘汰。」 智能生態缸的半徑大約為20公分,能擺設於辦公桌上,讓上班族在工作之餘也可以觀賞動植物,放鬆疲憊的身心。  圖/研究團隊提供陳炫如說明,智能生態缸尚處初期研發階段,仍有許多問題待解決,像是生態缸內的物種該如何共同存活,以及魚類糞便該如何經過發酵處理,都還需團隊進一步優化。未來團隊希望將智能生態缸商品化,讓辦公族群也能在狹小的室內觀賞大自然。他們也計畫將智能生態缸加大,可以設置於老人日照中心,供長輩養殖動植物、調劑身心。
龍華科大創智能補光機 即時打燈擄攝影師芳心
新知
第1754期
龍華科大創智能補光機 即時打燈擄攝影師芳心
2021-10-20
【記者許如鎧綜合報導】近年來,閱聽人對影片品質的要求日益提升,而光源正是影響畫面優劣的重要因素。龍華科技大學電機工程系教授葉明豐及助理教授張明弘率領PBL(Project-Based Learning)智慧機器人專班團隊研發「智慧型追蹤打光機器人」,能透過電腦程式運算出最佳打光角度,在2021台港澳大學生人工智能機器人邀請賽奪得最佳團體獎。 龍華科大PBL團隊參加2021台港澳大學生人工智能機器人邀請賽,從13支隊伍中脫穎而出,榮獲最佳團體獎。 圖/龍華科大PBL團隊提供該發明由三台機器人組成,利用領隊機上的鏡頭追蹤補光對象,並經演算法計算路徑及機械手臂的打光角度,隨後透過WiFi訊號傳輸給另外兩台補光機器人。操作者也可用手機操作補光機器人,達到理想的補光效果。團隊成員彭沛賢補充道:「目前是一機控制二機,未來會想增加成一機控制四機,讓拍攝時的燈光更全面。」此外,發明中使用的麥克納姆輪(Mecanum wheel)(註)可以讓機器人360度靈活作業,比一般輪型機器人擁有更多維度的操作選擇。註:麥克納姆輪,也稱艾隆輪(Ilon wheel),是一種全向輪,可讓裝配上此輪的裝置在有限的空間內實現橫移、斜行、旋轉等運動方式。 智慧型打光機器人可偵測目標、辨識並追蹤人臉進行補光,為拍攝現場帶來全新的可能性。 圖/龍華科大PBL團隊提供目前市面上的產品多為定點式補光燈,尚未出現能自主判斷並移動補光的燈光設備。因疫情關係,團隊尚未實際接洽攝影團隊拍攝,彭沛賢說:「也許在婚宴會館、婚攝、外拍上能夠應用到這項技術。」他指出,由於打光機器人的操作容易受拍攝環境影響,在婚紗攝影、外拍等環境穩定的場合或許更加適合使用這項發明。時常出入拍攝現場的國立政治大學廣播電視學系學生楊平宇說:「機器比人更精準更快。」他表示,機器若將光線角度運算完成,可能會在拍攝現場帶來一些便利性。同為政大廣電系的學生謝名鈞則提出疑問:「機器人的美感該如何設定?」他認為,燈光是否好看是相當主觀的事,在片場中人工智能運算的打光結果不見得符合導演的需求。 競賽過程中,團隊成員專注地操作智慧型打光機器人,向競賽評審團展示研究成果。 圖/龍華科大PBL團隊提供在拍攝需求蓬勃提升的時代,拍攝輔助器材也與日俱增,智慧型追蹤打光機器人具備機動性與打光穩定性,都為拍攝現場帶來全新的可能。然而,彭沛賢提到,受限於製作成本高昂、拍攝現場需求不同,若要將智慧型追蹤打光機器人推入市場,客製化將是更為可行的銷售模式。
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