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超音波結合鏡頭辨識 智慧手杖改善視障者用路安全
新知
第1776期
超音波結合鏡頭辨識 智慧手杖改善視障者用路安全
2022-12-21
【記者戴婧雯綜合報導】「唯有機器和AI,這個智慧盲人手杖可以為你24小時工作。」龍華科技大學電子工程系師生團隊以超音波和智慧物聯網(The Artificial Intelligence of Things , AIoT)技術研發「AIoT智慧靈魂之窗」,幫助視障者偵測路面障礙物。此發明在「2022第九屆高雄國際發明暨設計展(KIDE)」中獲得銅獎。「導盲犬也要睡覺和吃東西,但如果這時候視障者想要出門呢?」指導老師張志聰提及,導盲犬不僅培訓時間和金錢成本高,且工作年限只有3至5年,而白手杖雖可幫助視障者獨立出門,但以碰撞方式確認有無障礙物,有影響路人或破壞物品的疑慮,白手杖較長的體積也無法幫助視障者探測腰部以上的物體。因此,團隊設計「超音波無碰撞手杖」和「智慧視覺帽」,組成AIoT智慧靈魂之窗。 龍華科技大學電子工程系師生研發「超音波無碰撞手杖」和「智慧視覺帽」,幫助視障者偵測和辨識路面障礙物。 圖/研究團隊提供該手杖以超音波感測取代接觸碰撞偵測前方物體,並透過震動提醒使用者,團隊成員黃浤栩解釋,「就像在遊戲裡面碰到物體時,VR的遊戲搖桿會給玩家手感反饋一樣。」為避免超音波大範圍偵測前方物品,影響使用者對環境狀況的判斷,團隊將超音波範圍縮小,並增強手杖的指向性,讓手杖只偵測一個方向範圍的障礙物。團隊也在手杖中設置加速度感測器,辨識手杖是否正在使用,以節省用電,「在(手杖)沒有被觸動的情況下,它會自動進入省電模式,停止以超音波檢測。」團隊成員林泓名補充。加速度感測器更結合藍牙功能,讓使用者可以透過手機尋找手杖,而當手杖被呼叫時,會發出提示聲,直到手杖偵測到被觸碰為止。「使用手杖可以讓我們知道前方有障礙物,但我們不知道那是什麼。」黃浤栩說明,團隊結合AIoT研發智慧視覺帽,帽子上的鏡頭會拍攝下前方的畫面,再以AIoT回傳到遠端伺服器,並透過語音回傳辨認結果到使用者的耳機內,幫助使用者更清楚地辨識身邊的環境。林泓名也強調,辨識過程只需一秒鐘的時間,且準確率達80%。 AIoT技術將帽子拍下的影像畫面回傳遠端伺服器,經過計算後會透過耳機告知使用者周遭的環境狀況。整體過程只需1秒鐘,且準確率可達80%。 圖/研究團隊提供社團法人中華民國視障者家長協會秘書長藍介洲表示,視障者在行走時會高度依賴聽覺辨認周圍環境,而智慧視覺帽的語音會使視障者分心,恐影響自身的安全,「80%的準確度還是不太理想。」團隊也計劃持續改進影像辨識系統的精準度和增加預判性,望能讓使用者提前知道車輛狀況、紅綠燈等路況,保障視障者的安全及便利。 龍華科技大學電子工程系教授張志聰(右一)帶領學生參加「2022第9屆高雄國際發明暨設計展(KIDE)」。 圖/研究團隊提供
高機動易攜帶 超音波精準診斷脂肪肝
新知
第1708期
高機動易攜帶 超音波精準診斷脂肪肝
2019-10-09
【記者賴辰瑀綜合報導】僅用探頭(註1)與平板電腦,即可利用定量數值(註2)檢測脂肪肝嚴重性,突破傳統超音波灰階影像(註3)脂肪肝檢測的限制。長庚大學醫學影像暨放射科學系教授崔博翔帶領研究團隊,研發出「超音波影像均勻檢測方法及其系統」,盼能改善偏鄉醫療環境,2日更獲「2019年台灣創新技術博覽會」銀牌獎。&nbsp;註1:用來掃描身體檢測疾病的一種儀器。註2:使用數字高低來反映脂肪肝的嚴重程度,而非透過輕、中、重度來描述。註3:在黑、白色之間還有許多顏色深度分級的超音波影像。 長庚大學研究團隊部分成員,從左至右為詹憲融、陳政儒與蔡羽威。 圖/蔡羽威提供目前檢測脂肪肝的臨床黃金標準皆有無法準確判讀的瑕疵,因此長庚大學研究團隊研發出此系統,將超音波所照之影像透過演算法計算出一定數值,再利用參數影像(註4)以及實驗數據,精準辨識脂肪肝的比例。此系統輕便且機動性高,成本比起傳統超音波也降低許多,期盼提供偏鄉高階醫療儀器,帶給缺乏專科醫師的偏鄉一大利器。&nbsp;註4:將分析的參數數值於影像分布上配上色階,讓使用者可透過影像判斷參數之數值。 長庚大學研究團隊研發出定量影像均勻檢測系統,只需探頭與平板即可醫診,成為偏鄉醫療利器。 圖/蔡羽威提供「肝臟切片」是目前檢測脂肪肝臨床黃金標準之一,但肝臟穿刺具有副作用,因此近年在臨床上逐漸被「可控衰減參數(Controlled Attenuation Parameter,<b> CAP)」(註5)取代,然而CAP對於肥胖、腹水及肝臟發炎的病患會有不準確的評估。而傳統超音波只能將脂肪肝影像分為輕度、中度與重度三級,「此種大範圍判斷方法容易受醫生主觀認定,難以辨別細微的差異」長庚醫放系博士生陳政儒說明,此系統則改善了這樣的缺陷。&nbsp;註5:註5:CAP是一種名為肝纖維掃描儀(FibroScan)機器計算的演算法,脂肪會造成超音波在組織傳播中出現明顯的衰減,因此利用此特性來定量檢測脂肪肝的程度。&nbsp;&nbsp;近年長庚大學研究團隊發現,全球罹患脂肪肝的民眾約20億人口,然而目前檢測此症狀的系統未臻完善,對於較細微的脂肪肝比例無法給予適當的分級。「未來幾年將會推出治療脂肪肝的藥物,為準確用藥,精準判斷脂肪肝比例變成極重要的工作。」長庚醫放系博士生蔡羽威表示,因此他們研究出能夠精準分析脂肪肝比例的系統。&nbsp; 全球約有20億人罹患脂肪肝,亞洲高達27%人口有脂肪肝。 圖/蔡羽威提供「偏鄉醫療儀器、人力成本高昂。」每週固定跟隨醫療巡迴車進鄉診療、中山醫學大學附設醫院家庭醫學科主治醫師陳宜慶說明,對於專科醫師入鄉診療的誘因不大。除了醫療器材開發外,也希望有研究團隊能研討醫療器材判讀系統,教導巡迴偏鄉家醫師如何判讀專科醫療數據、了解病情與增加診斷正確性。&nbsp;&nbsp;&nbsp;蔡羽威提到,未來資料庫建構完整且偏鄉基礎建設逐漸完善後,會朝向大數據的方向定期追蹤病況,「希望國人能夠認知到脂肪肝的嚴重性。」他強調,因肝臟疾病無疼痛感且難以察覺,更需要國人對於脂肪肝的認識。系統除了檢測肝臟外,也可運用在血液、骨頭等方面,因研究發現脂肪肝在全球的比例極高,因此團隊才以肝臟出發。&nbsp; 長庚大學實驗室開發利用演算法計算脂肪肝比例的軟體。 圖/蔡羽威提供&nbsp;
防童近視 華大首創視力管家
新知
第1662期
防童近視 華大首創視力管家
焦點
2017-10-25
【記者劉蘭辰新竹報導】台灣兒童近視比率高居世界第二,教育部統計105學年度國小六年級學生裸視視力不良率高達63.36%。中華大學六位資訊管理學系學生便研發出台灣第一款護眼裝置—「兒童視力管家」,運用超音波與紅外線監控孩童滑手機,也獲得波蘭華沙國際發明展暨發明競賽金獎榮譽。 台灣兒童近視比率高居世界第二,105學年度學生裸視視力不良率國小六年級已高達63.36%。 圖/劉蘭辰攝團隊最初希望發明與大學生相關產品,但已有類似設計,後來發現國內尚未推出兒童護眼監控設備,便著手研發。產品外觀繪製者陳昱翔指出,為了讓機器能受小朋友歡迎,特別設計成粉色、藍色與橘色的長頸鹿造型,一組分為一大一小兩台裝置。「兒童視力管家」利用磁鐵將較大的儀器吸附在智慧型手機或平板電腦上,當學童使用電子產品達20分鐘後,長頸鹿頭上天線便發出警示,並用紅外線同步啟動遠端小隻的長頸鹿,以告知父母勸導孩童休息眼睛。程式設計者鄭琪鐙補充,大型長頸鹿還具備超音波偵測距離功能,當孩童太接近儀器時,長頸鹿頭上的另一支天線便會閃爍,以避免孩童太貼近螢幕而惡化視力,這項超音波功能也為他們贏得了一項專利認證。 「兒童視力管家」為台灣第一款運用超音波與紅外線技術,監控孩童使用3C產品的護眼工具。 圖/劉千瑜提供談及過程困難,行銷負責人平靖翔認為,如何將所有功能濃縮進掌中儀器尤為挑戰。除了外型大小,鄭琪鐙指出,內部紅外線程式在操作時常感應到其他電器產品,而無法精準啟動遠方小台儀器來警示家長。隊長劉千瑜則表示目前的設備還很初步,未來除精準這些技術還希望結合APP,長期記錄學童使用行動裝置的頻率,以成功維護視力。而中華大學研發處創新與創意中心主任巫銘紘則認為,雖然技術尚未精良,但此發明有別於疏離人際的科技產品,能促進親子互動,共同保護靈魂之窗。世界衛生組織固定於每年10月舉辦世界視覺日,呼籲全球重視高度近視患者攀升問題,而台灣高度視網膜病變年輕化明顯多於他國,良好視力更需從小維護。
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