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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
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。
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