裝置偵測消防員跌倒 提升火場救災安全
【記者陳嘉怡綜合報導】消防員進入火場救援後,通常會藉由無線電進行對外聯繫,若發生意外,外界往往只能被動等待消防員回應。為降低消防員出勤風險,國立中興大學學生團隊研發「火場監跌」,此裝置會透過偵測人體姿勢變化與定位追蹤,判斷消防員是否跌倒,並可自動向外界傳達火場內消防員的動態。此作品獲得「2020大專校院機電創意實作競賽」第二名。 火場內部情形難預料,遇突發狀況時,消防員通常會因外力撞擊等原因劇烈改變動作,此時裝置則能偵測人體姿勢變化,判斷人員是否跌倒。圖為示意圖。 圖/吳庭安提供火場內部情形難以預期,消防員可能面臨外力撞擊等危險。團隊成員、中興電機工程學系學生蘇庭葦說明,火場監跌裝置會配戴於消防員的腰際,藉由加速度計測量撞擊力,並搭配陀螺儀偵測動作旋轉角度,以推斷人員是否跌倒。當意外發生時,此裝置會經由無線通訊系統傳輸,並透過電腦進行消防員的定位推算。接著,火場外部人員便能立即入內救援,並根據定位結果輔以現有的熱顯像儀進行搜救。同時,裝置也會發出警報聲響,使搜救人員更容易循聲音線索找到人。 「火場監跌」裝置能偵測人體的姿勢變化與定位追蹤,主動向外界傳達火場內部的消防員動態。 圖/蘇庭葦提供團隊使用LoRa無線通信技術(註1)作為訊號發射及接收系統,以取得目標所在位置。蘇庭葦指出,現有的定位技術多經由GPS系統,然GPS無法接收建築物內的訊號,「但是LoRa無線通信技術具備高穿透,而且抗雜訊能力強的特性,所以可以應用在室內環境。」指導老師、中興電機系教授林泓均補充,原本LoRa無線通信技術並無定位功能,他們是利用接收信號的強度進行距離推算,並結合三點定位法(註2)判斷確切位置。註1:LoRa無線通信技術(Long Range LPWAN, LoRa)為傳輸低資料量、高穿透且抗雜訊干擾性能強的通訊技術,其使用成本低、建置簡易,適合用於遠距離傳輸。註2:三點定位法指的是一種數學原理,利用三台以上的接收器在不同位置探測目標方位,並運用三角幾何原理確定目標的位置和距離。 當意外發生時,電腦後端會呈現即時定位與判別跌倒情況,並發出警示通知。圖為團隊學生實測過程。 圖/蘇庭葦提供蘇庭葦表示,目前此發明已經可準確偵測跌倒動作與定位,成功率高達96%,「但是目前如果要實際應用在火場救援上,還需要考量火場的溫度和濃煙變化。」高雄市政府消防局楠梓分隊消防員吳庭安則提及,因救援姿勢會因應火場狀況而改變,若此裝置要使用於火災現場,還須擴大動作資料庫功能與提升精準度,以避免誤判。除將裝置用於火場救援外,林泓均也提到,因應台灣社會人口高齡化日漸嚴重的趨勢,目前他們已向科技部申請研究計畫,盼將此發明應用於健康照護上,若長者跌倒或發生意外,便能透過裝置即時通知家人。 國立中興大學電機工程學系學生團隊發明「火場監跌」裝置,盼提升火場的救援效率,並以此獲得「2020大專校院機電創意實作競賽」亞軍及獎金10萬元。 圖/蘇庭葦提供