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程式結合單眼 系統助居家復健
新知
第1641期
程式結合單眼 系統助居家復健
2016-12-15
【記者陳亭蓉台北報導】國立台北科技大學電機工程系學生設計出「運用單眼視覺伺服控制之老人復健系統」,透過程式設計,搭配單眼鏡頭,追蹤長者復健情形,並準確偵測動作的精準度。該系統不僅突破以往雙眼鏡頭才能測讀物體遠近的限制,更將價格壓低至傳統應用系統的兩成,在「2016全國大專院校產學創新實作競賽」中奪下「最佳創新獎」。此系統主要針對長者上肢的復健,連結單眼攝影機和電腦,透過「影像辨識」功能,感測使用者的上肢復健情形。程式系統藉由「視覺伺服控制系統」的運算,即時判別使用者的手部姿態。另外,系統也搭配擴增實境(Augmented Reality, AR),提升復健的趣味性。精靈寶可夢(Pokémon)在電腦螢幕上跳躍、移動,使用者須調整手部動作,做到指定的復健動作即可抓到精靈寶可夢。如此反覆訓練,不僅能為使用者設定多種目標動作,達到良好運動效果,也能增加復健的樂趣。 使用者手持附著感測標籤的裝置,在連接網路單眼攝影機的電腦前做復健動作,電腦上則顯示目前復健動作的畫面與三維資訊。圖/陳亭蓉攝傳統的復健治療只能在醫院中完成,且須在專業人士的協助下才能進行,但這樣不僅耗費大量的人力資源,還必須採購相關儀器設備,並編列維護經費。為了讓長者在家就能復健,團隊突發奇想,將市面上應用在擴增實境遊戲中的「體感偵測器Kinect」影像辨識概念,導入復健系統中。系統利用「單眼攝影機」測量物體遠近,突破現今Kinect須使用三台攝影機投影的技術限制,創造雙眼視覺效果。「就像人的眼睛需要兩隻一起看,才能辨識物體遠近,但是我們利用程式推導,找出將單眼看到的平面轉為立體的方法。」團隊成員、北科大電機系學生許家瀛解釋,使用一台「單眼」即可大幅降低系統價格,相較於配有三台攝影機的Kinect要價新台幣3500元,此系統所需的網路單眼攝影機只需800元。許家瀛未來希望將此系統寫入行動應用程式(Mobile Application, APP),利用手機鏡頭辨識影像,不僅能將額外支付費用降為零,系統的簡化設計也能讓復健工具更便於攜帶。然而,目前此系統尚難以撇除光源影響,影像辨識仍有5%至10%的誤差。團隊成員、北科大電機系學生梁祐祥期望未來能使程式適應各種環境,以提高影像辨識度。北科大電機系副教授張文中指出,目前系統僅針對上肢復健,未來擬將偵測範圍擴大至全身,並期望增加跌倒偵測等功能。此外,該系統不僅能應用在老人復健上,其應用層面也可擴及其他年齡層。許家瀛舉行車記錄器為例,通常只能辨識平面的二維資訊,肇事後須請專家判定兩台肇事車輛的距離,但如能搭配此單眼伺服控制系統,即可立即判讀路間肇事狀況。
洗衣板增特殊角 「易傾洗」造福銀髮
新知
第1635期
洗衣板增特殊角 「易傾洗」造福銀髮
2016-11-02
【記者劉祐齊新北報導】一手拿著臉盆,另一手拿著裝滿衣服、洗衣板的洗衣籃,吃力而步履蹣跚地提著大大小小繁重的洗衣器具。接著將洗衣板架在臉盆中,在洗衣板上來回搓洗衣物,卻左搖右晃不已。倒一個裝滿水重達8、9公斤的臉盆時,更是一大負荷。上述這些都是許多年長者利用傳統洗衣板時遇到的問題。在洗衣機相當普遍的現在,許多老人家還是習慣自己手洗貼身衣物不願旁人代勞,認為這樣才乾淨衛生。「外婆很喜歡自己手洗衣物,但因為年紀大使用傳統洗衣板很不方便。」國立台北科技大學工業設計系創新設計碩士班學生陳裕升為了讓外婆輕鬆洗衣,在教授鄭孟淙指導下改良傳統洗衣板,以「易傾洗EasyBasin」奪下全球規模最大的學生設計比賽「2016台灣國際學生創意設計大賽」產品設計類銀獎。易傾洗結合洗衣板和臉盆,附上提把,方便一次提取所有洗衣的器具。且洗衣板的施力重心經過精密計算,在來回搓洗時仍可保持平衡。傳統臉盆的盆邊與地面夾角為75度,在倒水時不僅非常費力,且龐大的衝力經常使得水花四濺。而易傾洗的一側盆邊多增加了一個55度的斜邊,使倒水過程轉為兩段式。另外,臉盆設有擰水板方便力氣較小的老人家使用。擰水之後的水會流到底部並被擰水板隔開,防止水分回流被衣服再次吸收。「倒水比較輕鬆,而且很方便,我可以提著走。」陳裕升的外婆王玥桂笑呵呵地說。根據內政部統計,台灣從民國82年起就已邁入高齡化社會,104年底老年人口更超過總人口12%。陳裕升認為,年長者的產品在市場上,有其需要性及重要性。另外,雖然洗衣機已相當普及,但許多精緻衣物仍需手洗以避免損傷布料。設計的過程中,陳裕升花費大量時間尋找最適合的傾倒角度。為此,他製作數個模型請外婆和身邊的女性朋友測試,終於發現,當盆邊與地面的夾角落在50至60度時,操作者最省力。他表示「對於高齡族群設計的產品很感興趣」,未來會繼續設計使用輕鬆、操作簡單的產品,解決老年人日常生活中的不便。 「易傾洗EasyBasin」結合洗衣板和臉盆。其中一側增加一個與地面夾角為55度的斜邊,省力且方便倒水。 圖片來源/陳裕升提供
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