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北科大創海上警戒系統 自動劃設安全範圍減意外
新知
第1801期
北科大創海上警戒系統 自動劃設安全範圍減意外
2024-11-28
【記者李香霆報導】看不見的離岸流,也會使安全海域內發生意外。為了解決傳統浮球警戒線無法因應海況移動的缺點,國立臺北科技大學工業設計系的林昀竺、陳宣貽提出「SeaShield海上警戒系統」,重新設計海水浴場的安全警戒設施,並在今年獲得太陽光電創新應用產品設計競賽創新應用優勝獎第一名、內政部消防署第一屆鳳凰盃消防創新設計獎金獎,以及幸福科技創新創業競賽佳作等多項殊榮。 「現有浮球不會依據海況移動,圍起來的安全區應該是要可以放心遊玩的,但圍住的安全區卻不一定安全。」陳宣貽說道。傳統浮球的設計簡單、功能單一,在海水浴場中僅用來標示一定的安全範圍,但在此範圍內也可能出現離岸流,若海流將遊客捲走時,串連浮球的繩索不幸纏繞身體,也容易導致意外發生。 團隊因此設計出一款多功能並結合AI監測的海域警戒設備,當下方的渦輪搭載水流感測器偵測到浪潮變化異常,設備會自動位移,將民眾限縮在一定的安全範圍中。傳統上連結浮球的繩索則由綠色雷射光取代,以光線劃出安全範圍,讓救生員在夜晚光源不足下仍能即時救援,同時解決纏繞意外發生。 此產品自動位移的功能還能作為緊急狀況的救災利器。團隊將設備設計成游泳圈的外型,若民眾溺水且救生員無法在第一時間趕至現場搶救,便能透過APP操控單一警戒設備,讓其移動至民眾身旁,供其趴臥或扶持,林昀竺說明:「經過實測後確保產品作為暫時救生工具的話,浮力足夠支撐一個人在上面。」 現職國立政治大學游泳館的救生員葉一龍以自己在開放式海域執行業務的經驗表示,鑑於我國救生員人力不足,SeaShield可應用於輔助救災,不過他補充道:「就連我們救生員下去圍住安全區,都會有遊客想要穿過我們,要如何處理遊客不受規範,或是因好奇而破壞產品都需要解決。」他認為除了創新的設備外,還需要提升公眾的安全意識並確保其遵守規範。 有別於傳統浮球,「SeaShield海上警戒系統」的動能源自內建的太陽能板與潮汐發電設備,使用綠色能源降低對環境的危害。面對產品與傳統浮球間的成本落差,團隊希望未來在開發上能夠以規格相近的市面現有零件組裝設備,減少龐大開模支出。
無人機攜AI判別圖像 及時救援溺水者
新知
第1730期
無人機攜AI判別圖像 及時救援溺水者
2020-10-01
【記者徐嘉璟綜合報導】無人機搭載的鏡頭偵測到溺水者,裝置就會立即丟下救生手環,並回傳GPS座標,協助救生員把握黃金救援時間。中華民國海軍軍官學校電機工程學系助理教授詹益東帶領團隊,將無人機結合多項人工智能技術,設計出「海上自主救生方案」,盼能避免落海死亡意外。該作品於9月20日,獲得首屆「智慧海洋黑客松」競賽第三名。 詹益東帶領海軍官校電機系同學研擬救生方案,在「智慧海洋黑客松」拿下第三名。盼能提高海軍在航行時,落水的獲救機率。 圖/詹益東提供此裝置會將拍攝到的影像,傳送至電腦做分析,判定是否有溺水者。團隊先是模擬溺水場景,拍攝不同泳姿和角度的照片,再利用AlexNet深度學習演算法,讓電腦學習判斷。海軍官校電機系學生黃俊豪補充,團隊亦使用資料擴增技術(Data Augmentation),對原圖做翻轉、縮放和調整光影,使資料圖庫從三千增至一萬張,如此一來,裝置便能辨識不同場景、減少誤差。由於溺水者附近的物體,如船、漂流木等,會加長AlexNet的判別時間,詹益東補充,故團隊加入YOLOv4即時物件偵測技術,便於快速準確地判斷畫面中的物體。裝置會先用YOLOv4找出疑似溺水者,再經由AlexNet判定是否進行救援,兩者搭建在運算模組上,並結合物聯網(Internet of Things, IoT)技術,以省去和雲端來回溝通的時間。 無人機偵測到溺水者,會立即傳送GPS座標到後臺電腦,幫助救生員監控水域。 圖/詹益東提供海軍官校電機系學生黃郁倫表示,在製作過程中,整合模組和無人機是最困難的部分。團隊必須想辦法平衡旋翼式機體的馬達,還要同時考慮負重,才不致無人機失衡墜毀。詹益東亦強調飛安的重要性,他說:「只要一個螺絲沒有鎖好,從天空上掉下來一個零件,都會傷害到別人。」目前,團隊希望先將無人機應用於陽光、風力充足的海邊,並架設無線充電站,以輪流充電和輪值的方式,解決續航力僅約半小時的限制。未來,則希望將裝置搭建於室內游泳池,不過,新北市三重國民運動中心游泳教練梁心慈指出,民眾在練習游泳時,會做出類似溺水的動作,可能導致機器誤判。並且,梁心慈也建議,水上活動不只有游泳,訓練運算模組時,應採納更多不同的運動項目和動作。有鑒於公共游泳池多採外包制度,廠商考量成本,更換新設備的意願通常不高。黃俊豪補充,AlexNet的準確率雖非最高,適合簡單的判斷,但其成本較低,團隊考量產品售價因此採用。目前無人機的價格大約訂在新台幣4萬5000元,團隊預計全台535間公共游泳池中,約有20%會採用此系統。
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