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熱門: WiFi SpaceX 馮世寬

照護健康 感測器通過認證

中央商情網/ 2015.12.01 00:00
科技部運用法人鏈結產學合作試行計畫之十一(中央社2015年12月1日電)國立中山大學電機系教授洪子聖成功開發創新微型低功耗雷達感測器技術,不僅可用於非接觸式無線遠端醫療照護,及養殖業各種動物生理數據監控,還可做為國防上的策略應用。

個人健康監測設備

掀穿戴式裝置風潮

「非接觸式生理訊號感測技術」早在 1970 年代就被應用在生命徵象偵測用途上,如用於搜尋地震瓦礫堆下的生還者。隨著電子科技的進步,此一技術於 2000年代開始朝向健康照護產品發展,監測預防因呼吸道受阻的嬰兒猝死症便是主要應用之一。

近年來由於資通訊科技發展神速,結合智慧型手機、平板等各種個人行動裝置與各式生醫感測器的產品,已成為時下熱門的個人健康監測設備,行動醫療及身域網路等新興科技與服務應運而生。

而 Google glass、Nike sportwatch、New Balance headphone 等產品概念掀起的穿戴式裝置風潮,更進一步帶動生理訊號感測技術的普及應用。

這些長期配戴在身上的眼鏡、手錶、耳機等裝置,因具有無線通訊功能,更有利於蒐集身體上各式生理訊號,並利用如藍芽的個人區域網路 (PAN),將數據傳遞至個人行動裝置做進一步的健康資訊分析。

更甚者,南韓 Samsung Galaxy S4智慧型手機的Air Gesture 功能及日本 Sony Xperia Sola智慧型手機的Floating touch功能,率先將手勢感測應用於個人行動裝置。SamsungGalaxy S4 與 Sony Xperia Sola成功利用手勢感測方式取代部分螢幕觸控功能,引人注目,原理是利用紅外線發光二極體 (LED) 及光學感測器來偵測簡單手勢。

最近還有仿效 Microsoft Kinect遊戲機,發展出具有深度感測功能的光學影像感測器,可以辨認更複雜的手勢,增強手勢控制的功能。

只是上述這些使用光學方式的手勢感測技術,容易受到背景光線明暗影響,且功耗大(約數百 mW),用於觸控時反應也較慢。現今感測振動或移動中的目標物最靈敏的技術,還是以偵測 Doppler 效應的雷達系統為首選。

一般而言,短距離 (short range)偵測用的雷達可概分為超寬頻 (UWB)雷達與連續波 (CW) 雷達。只是 UWB及 CW 雷達技術各有優缺點。

洪子聖研究的創新短距離雷達技術,稱為自我注入鎖定式 (SIL, Self-Injection Locked) 雷 達,具有類似UWB 雷達抗拒回波影響的能力,又保有 CW 雷達架構簡單的優點,擁有低功耗及低成本優勢,適合安裝在各種手持及穿戴式智慧型裝置中。

除無線遠端照顧

更可用於國防策略

本案在科技部「運用法人鏈結產學合作試行計畫」的協助下,由工研院與中山大學產學處技轉中心促成其科技部計畫成果、與工研院共有之經濟部科專成果及獨有專門技術之組合,首創 SIL 雷達跨領域應用於畜牧業生理訊號感測監控,並將雷達系統小型化及模組化,完成包含雷達電路板、保護外殼、微波零組件、生理感測訊號處理設備等的展示樣機製作,達到可商業運用之價值,日前已通過國外畜牧業者驗證,並簽訂 200 萬美元授權契約,主要應用於畜牧業之牛隻生理監測。

以往牛隻是否健康,端賴牛隻的踏步情況來判斷,如果牛隻健康,則會有規律的踏步,因此過去的檢測方式是將計步器裝在牛隻身上,以踏步情形來做判斷。透過本雷達系統,可以非接觸方式監測牛隻生理狀態,更精確的掌握牛隻的健康情形,進而控管乳品及牛隻的繁殖品質。工研院表示,這項產品若確認應用於畜牧業可行,將可促成國外廠商提供國內OEM 相關訂單,預計將超過100 台。

除用於養殖業各種動物生理數據監控及受圈養動物監控外,SIL 雷達還可應用於遠端醫療照護及嬰幼兒照護等生理監控、健康照護之用,這也是國外廠商接下來最有興趣技轉的應用方向。甚至還可用於反恐或人質搜救,或國防用途。

洪子聖表示,未來規劃進一步善用環境中的 4G 與Wi-Fi等無線電波,發展感測生理訊號與手勢訊號的無波源雷達,並開發運動器材、智慧家庭與虛擬實境之應用。

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