【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

【記者吳曼嘉綜合報導】根據衛生福利部國民健康署民國107年死因統計，「跌倒」高居65歲以上事故傷害死亡原因第二位。由嶺東科技大學資訊科技系及台中市私立嶺東高級中學學生共同設計的「挺挺玉立—智慧防摔拐杖」，經由拐杖內部的晶片運算後，改變底座角度以預防跌倒，該作品入圍「第一屆大手攜小手物聯網創新應用競賽」。 長者因膝關節退化、平衡系統變差，因此需依賴拐杖行走，但拐杖卻可能會增加跌倒的風險。　圖／吳曼嘉攝智慧防摔拐杖如同現行的四腳拐杖，在拐杖底座安裝兩個伺服馬達（註1），使其能360度旋轉，並將馬達連接Arduino晶片（註2），利用晶片內已寫好的程式碼控制馬達。為提高準確率，團隊更替裝置加上九軸感測器，以減少誤差，使晶片運算結果更為精確。使用者只需打開開關，伺服馬達與晶片便會自動調整拐杖底部的旋轉角度，無論拐杖如何傾斜，底座永遠會穩定直立於地面。註1：伺服馬達為可控制旋轉馬達，會依照指示命令動作，而其旋轉的角度是180度，因此智慧防摔拐杖需要兩個伺服馬達。註2：Arduino晶片是一台微型的小電腦，藉由人類輸入進去的程式，完成各種指令。 團隊成員陳盈錡示範如何使用可自動扶正的「智慧防摔拐杖」，它的外觀如同現行的四腳拐杖。　圖／張瑋文提供因應3D列印為現今趨勢，成本不高，又能夠快速成型，智慧防摔拐杖的底座也採用此技術。然而團隊成員張瑋文說：「畢竟目前還是屬於實驗階段，所有功能都尚未完善，零件也是直接裸露在外。」3D列印的成品較為簡陋、不精緻，因此規劃請設計師針對外型及材質進行調整，讓其更為美觀。 「智慧防摔拐杖」的3D模型圖，在拐杖底座安裝兩個伺服馬達及Arduino晶片，用於控制拐杖底部的旋轉角度。　圖／張瑋文提供張瑋文坦承，智慧防摔拐杖尚有許多不足之處，例如走在斜坡上時，無法調整成適合使用者的角度等，尚需更多試驗以精進其效用。目前鋰電池為該裝置的動力，指導教授沈志昌表示，外出還需要多準備一顆電池，十分不便，因此考慮改以USB充電，並打算加入蜂鳴器，若老人家跌倒，拐杖會發出聲響，提醒周圍的人提供協助。張瑋文說：「未來希望可以讓它（智慧防摔拐杖）的功能更多樣，輔正可以更精準。」期盼當使用者在各個場合行走時，智慧防摔拐杖都可精準運算，達到扶正的功能。起初團隊希望該裝置可在使用者要跌倒時提前發出警訊，但經討論，他們認為跌倒為必然，「我們因此將研究方向轉為，利用其他力量阻止跌倒這個動作要發生的剎那。」沈志昌說。他們注意到跌倒時人會往前，拐杖失去支點連帶也會傾倒，因此智慧防摔拐杖在使用者要跌倒的瞬間，會提供一個反作用力，幫助他穩住腳步。民眾劉錦珠說：「因為拐杖是維持直立的，它其實可以增加老人家走路的穩定度。」一旦長輩使用智慧防摔拐杖，家人會比較放心讓其單獨外出，他也認為老人家使用此拐杖便不必擔心拐杖掉落，而需要彎腰撿拾的情況。社團法人中華民國兒童及老人照護協會理事長劉銀冰則認為，其藉調整角度以阻止跌倒的發生，為相當創新的設計，但仍需考量其抓地力以達到防滑作用，才能確保長者的行走安全。

【記者徐卉馨綜合報導】行動不便的病人離開病床時，若無人攙扶，容易有跌倒風險，由國立成功大學醫學院附設醫院神經科部主任林宙晴、成大電機工程學系教授林志隆、成大工業設計學系教授陳建旭研究團隊，共同研發的「智慧型離床偵測系統」，可精確感測病人離床動向，並即時通報給醫護人員，降低病人離床時跌倒的發生率。此系統11月29日到12日2日於2018台灣醫療科技展中展出。 智慧離床偵測系統安裝於病床，欄杆上灰色物體是超音波感測模組、白色是紅外線超音波感測模組。　圖／楊宗霖提供現行離床感測器多是壓力式感測器，但由於部分病人體重較輕難以感測、病人起身動作誤判成離床等因素，故壓力式感測器誤報率高。智慧型離床偵測系統運用多重感測技術，超音波感測器安裝在床位中段、紅外線感測器在床位出口、三軸加速器則在欄杆缺口，以預測病人是否放下欄杆、跨欄離床。成大電機所學生楊宗霖說：「我們希望離床的動作分不同階段來偵測。」三種感測器依其感測距離與功能，配合離床動作的階段，裝設在床位的不同位置，希望更精準偵測病人動向。 智慧離床偵測系統設計團隊成大電機所學生楊宗霖，實際示範躺在病床上。　圖／徐卉馨攝智慧型離床偵測系統分階段感測病人起身的動作，回報在醫護站的電腦端介面，並以紅燈、綠燈顯示病人動向。如病人起身，從床頭移到床尾，介面的超音波感測器燈號會由綠轉紅，但此時還不會響起警報。「很多時候病人只是起身沒有離床。」楊宗霖說明，若是病人躺回床頭，介面紅燈會轉為綠燈，屆時醫護人員就可得知。若是偵測到跨越欄杆、離床等行為，才會亮起紅燈警示醫護人員，同時以國、台語語音提醒病人。 護理站供護理人員觀看的面板介面，項目分為超音波、紅外線偵測器，以及綜合判斷其病人跨欄、離床。　圖／楊宗霖提供為增進硬體應用性，成大工設所學生吳京達表示，感測器外盒運用3D列印的光固化技術建模，成形後噴漆，並盡量縮小體積。吳京達也協助調整設備位置安排，實驗時他發現：「病人翻身或棉被抬起來會有錯誤警報。」因此建議將超音波感測器位置調高，以排除問題，使系統精確度提升。 智慧離床警報系統的感測器外觀 。　圖／楊宗霖提供據衛生福利部台灣病人安全通報系統2017年統計，醫院病人跌倒事件發生原因中，以上下床移位時佔22.5%為最多；以跌倒發生機率而言，病人身旁無陪伴者較有陪伴者高；無陪伴者跌倒事件發生時段高峰集中於早上，而有陪伴者則是凌晨。衛福部將病人陪伴情形與跌倒發生時段做交叉分析，發現此情況發生原因可能與病人於凌晨想活動，卻不想喚醒休息中的陪伴者有關。對此情形，智慧型離床偵測系統藉由精準測知病人離床，並即時提醒病人、醫護人員，可望減少病人離床跌倒的狀況。智慧型離床偵測系統已在成大醫院病房內實驗，神經科醫師林宙晴說，「它可以讓病人跌倒的百分比減少。」並表示系統已達可實際運用的狀態，並且跟誤報率較高的壓力感測器相比，更精準地偵測也可以減少醫護人員的負擔，未來會先推展到神經科、老人病房，協助醫護人員照護力氣較弱、走路不穩的病人。