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第1730期
2020-10-01
新知

無人機攜AI判別圖像　及時救援溺水者

【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。

標籤：無人機 , 溺水 , 海軍軍官學校 , 海上無人機 , 智慧海洋黑客松

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