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北科大創新運動藍牙耳機 即時監控生理數據
新知
第1799期
北科大創新運動藍牙耳機 即時監控生理數據
2024-11-14
【記者黃詠欣報導】隨著科技進步,現今許多人戴著無線藍牙耳機與智慧手錶和手環通勤、運動。就讀國立臺北科技大學電子工程系、由北科大電子工程系副教授高立人指導的訊號處理暨智慧電子實驗室的專題生林冠羽、謝祥辰、曾韋程和王威穎,一同接續並延伸實驗室學長姐的研究,開發「具生理量測功能之真無線藍牙耳機」,結合播放音訊與估測身體數據,榮獲第29屆大專校院資訊應用服務創新競賽資訊應用組八第三名。 腕式裝置易受手部肌肉發力,如輕握拳等動作干擾生理估測結果、皮膚出汗時若裝置沒有貼緊手腕,即使感測器面積大,也無法避免漏光及汗水妨礙光源的問題。而針對市面上聲稱有量測生理數據功能的市售品,王威穎指出,許多運動耳機實際上沒有提供更全面的數據,雖然一樣有心率量測功能,但多著墨在裝置本身的相關技術,如使用者可透過介面改變音樂在高低頻的表現。林冠羽說:「他們其實就是做到最基本的量測心率而已。」 根據《In-Ear PPG for Vital Signs》指出,有充分微血管供應,才會讓量測數據更準確,因此團隊選擇微血管較多的耳朵,作為估測心率、體溫和血氧濃度的部位。此外,王威穎提到其他運動耳機沒有提供較直觀的操作介面和相關圖表,在團隊開發的App點選運動模式後,可即時監測心率折線,確認運動狀況是否優良。 為了增加配戴的舒適度,林冠羽說:「這一個耳機的外形其實是比較貼合我們耳朵的形狀。」過去前代裝置是參考市售常見的圓形狀耳形,直接植入感測器。這次使用光學雷達掃描技術取得粗略耳模,並利用矽膠翻模的方式取得更精確的模型進行設計,配戴起來更緊貼大部分人的耳形。 目前團隊正在開發在裝置裡直接運算使用者血壓與血流速的演算法,使現在的真無線藍牙耳機功能更多樣。有具監測生理數據功能的智慧手環、習慣戴耳機運動的國立臺北大學金融與合作經營學系學生孫珮翎表示,此裝置能方便用戶即時掌握自己的身體狀態,並作出適當調整,但它在功能全部開啟時,卻只能使用75分鐘,期許續航力能更好。
三項檢測 助癌友自主腸胃管理
新知
第1636期
三項檢測 助癌友自主腸胃管理
2016-11-09
【記者楊采翎台北報導】「2016第21屆全國大專校院資訊應用服務創新競賽」總決賽於5日舉行,101所大專院校共計360支隊伍共同角逐。元培醫事科技大學以「智慧腸癌管理系統」奪下兩項金牌及台達特別獎,國立嘉義大學則以「睡眠腦波耳機設計」獲得資訊技術應用組該組亞軍。根據衛生福利部國民健康署統計,大腸癌是國內最多人罹患的癌症,且民國104年死亡人數達5687人,為歷年最高。元培醫大資訊管理系學生研發「智慧腸癌管理系統」,以三種檢測方式,幫助大腸癌患者自主管理腸胃健康。第一項為腸鳴檢測,利用行動應用程式(Mobile Application, APP)結合鳴音接收器服貼腹部,以手機收音分析腸胃蠕動聲,判斷消化情形。第二項,血便檢測,患者透過噴灑特製化學藥劑,讓血便顯影,再利用行動應用程式拍攝,分析糞便出血程度。第三項,排氣檢測將集氣棉放置臀部後方,收集排出的氣體,測量會促成大腸癌發生的硫化氫氣體濃度,判斷大腸癌的嚴重性。研究團隊成員陳嘉銘表示,此系統讓患者能隨身攜帶,具高度實用性。除了癌症病患外,「智慧腸癌管理系統」在腸音檢測及血便檢測的項目也適用於一般民眾,幫助人們自主管理腸胃道健康,但目前仍在開發階段。同樣以促進健康生活獲獎的「睡眠腦波耳機設計」專為戴耳機聽音樂入眠的人發明,降低音樂長期在耳邊播放所造成的耳膜負擔。與擴音喇叭相比,耳機的振動片更靠近耳膜,較有快感和臨場感,但長期使用可能造成血液循環不良、耳鳴、內耳毛細胞壞死,甚至損害聽神經。  睡眠腦波耳機與毛帽、髮帶結合,方便在睡眠或運動情況下使用,防止聽力受損。 圖/楊采翎攝將腦波數據結合耳機,藉「單點非侵入式乾電極」讀取大腦腦波訊號,利用腦波晶片擷取腦波數據並做數位化處理,再透過藍芽傳至耳機行動應用程式。當使用者進入淺層睡眠時,系統會自動降低音量,進入深度睡眠時則關閉音樂,防止音樂長期影響睡眠品質或傷害聽力。嘉大生物機電工程學系學生黃宜婷提到,研發過程花費大量時間尋找適當睡眠門檻。除了收集數據,還須將腦波依震動頻率區分,進行各波段的判斷。另外,為了將發明與生活結合,嘉大生機研發團隊將耳機置入毛帽和與髮帶中,讓使用者可以結合美觀與生活便利兩大元素,改善聽音樂入眠造成的耳朵負擔。
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