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第1790期
2023-12-20
新知

智能手套取代遙控器 慈濟提升無人機救災效率

【記者李雨羲綜合報導】無人機目前已被廣泛使用於不同領域，近年來各界也積極研究，如何將其妥善運用於急難救助上。慈濟大學醫學資訊學系學生團隊設計一款「智慧型無人機人體偵測與物聯網手套控制系統設計」，透過手勢動作操作，希望可以讓它更有效率地參與救災現場。

使用者可透過配戴護目鏡，藉著前方所裝設的螢幕，查看AI判斷過後的無人機鏡頭視角。　圖／李兆珩提供


「因為效率低下，所以目前的救災現場鮮少使用無人機。」團隊學生、慈濟醫資系四年級李兆珩表示，現今的無人機若要實際應用在救援行動上，需要額外撥出一名專業人員固定使用遙控器操作。同時，由於必須雙手控制，即使發現救援目標，也無法迅速作出行動，得再另外聯繫位在他處的隊員趕往現場協助，反而拖延了時間。

為了改善整體運作效率，團隊研發一款以穿戴式手套作為遙控無人機裝置的系統，「只需要用直觀的手部動作操作，無人機就會透過接收訊號自行運轉。」李兆珩表示手套人性化的設計，可以讓消防人員解放雙手，不再受到遙控器的拘束。此外，他們也在手套安裝狀態顯示燈，透過按鈕的方式切換遙控與滯空模式，讓使用者可以在滯空模式中更無限制的使用雙手。

使用者可透過手套上開發板的狀態燈判斷現下飛行機的操作模式，綠、藍、紅分別代表了飛行、滯空及降落模式。　圖／李兆珩提供


在傳輸上，團隊則使用市面上空拍機附帶的Wi-Fi功能進行訊號收發，「每一個手勢會分別在感測器上，擁有自己對應的數值。」李兆珩說明，手套上的開發板會偵測手部動作，以此界定動作指令，並且利用Wi-Fi傳送至作為中繼站的手機，再將訊號發送至無人機。團隊學生、慈濟醫資系四年級李睿榆說：「若讓手套同時收發訊號，過於複雜的程式會讓整體動作產生延遲，反而失去效率。」因此在兩者之間加入中繼站，減緩延遲的問題。

使用者可透過八種不同的手部動作操作無人機的行動，以手掌攤平下壓為例，則是控制無人機向前飛行。　圖／李兆珩提供


此外，團隊將AI模板植入無人機的鏡頭，藉由深度學習，偵測視野之中有無人類特徵存在。「我們利用圖像增強的功能，讓空拍機在各種情況下加強判斷可信度。」李兆珩表示在訓練AI的過程中，他們利用將圖像翻轉、挖洞等等，模擬災害現場可能出現的殘肢、建築物遮蔽的情況。透過加裝在護目鏡上的投影儀，將影像判斷結果實時呈現於消防人員眼前，隊員即可以顯示出的提示與影像尋找是否有尚未發現的救援目標。

圖為AI判讀過後的畫面，將其判斷可能為人類的物體框起，並在一旁標明數據可信度。　圖／李兆珩提供


「一般來說消防員需要將情報回報給指揮官，並等待指令下達才可以有所行動。」現役消防員許先生（化名）表示，此研發雖然希望能夠藉由減少聯繫時間提高救援效率，但在災害現場若每個消防員都自主行動，在溝通不足之下，更可能會造成因混亂而整體效率降低的狀況。「除了第一視角以外，也可嘗試擴增視野讓消防員注意到更多狀況。」他更提到如果未來可以將單一視角擴大至360度，或許能取代目前額外設置的「目視觀察員」，讓飛手一人即可避免無人機發生衝撞機身等問題。

標籤：AI , 手套

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