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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

335期2019年11月號

出版日期:2019/11/15

正方形 Icon 創新之鑰 Innovation

智慧科技打造台灣產業新未來

機器手臂快速完成成衣打樣;醫護手提行動視力箱與手持超音波,走進偏鄉醫療,造福更多病人;AI影像技術準確辨識你的喜好、讀懂你的眼神……年度法人科專成果,今年鎖定智慧製造、精準醫療與創新科技,透過3場「DO IT Today產業科技焦點展」精彩呈現,將智慧科技融入垂直產業,帶動產業全面提升。

年度法人科專成果,透過3場「DO IT Today產業科技焦點展」精彩呈現,將智慧科技融入垂直產業,帶動產業全面提升。
年度法人科專成果,透過3場「DO IT Today產業科技焦點展」精彩呈現,將智慧科技融入垂直產業,帶動產業全面提升。

科技不僅帶來便捷生活,也為產業注入活水。3場「DO IT Today產業科技焦點展」分別聚焦於智慧製造、精準醫療以及創新科技,結合經濟部17家研發型法人,展示近百項研發成果,同時鏈結台灣機械工業同業公會、 台灣生物產業發展協會、台灣區電機電子工業同業公會,超過5,000家會員廠商及相關產業龍頭,直接面對面溝通,期能將法人研發能量快速擴散至產業。

經濟部技術處處長羅達生表示,技術處長期重視研發領域,配合「5+2產業創新計畫」,每年投入上百億元經費,在智慧製造、精準醫療、創新科技等領域的研發,就是期待研發成果能具體落實,加速產業化與商業化的呈現,今年特別透過Do it today產業科技焦點展達到三大目標:「是產研的快速對接,二是建立與公會合作的新模式,三是掌握產業未來需求,協助國內產業升級。」

機械公會理事長柯拔希表示,「Do It Today產業科技焦點展」是科技預算投入的研發成果與特定產業的深度交流,讓機械業者快速找到切入智慧製造升級的所需技術;生技產業協會理事長李鍾熙也認為,此展是促成醫療與科技跨領域對話的平台,讓生技產業迅速找到可技轉的優質科專成果,提高產業附加價值與市場機會;電電公會理事長李詩欽則肯定,科專計畫是產業轉型升級的重要資源,有助於業界掌握AIoT、5G研發成果,迎向智慧未來。

智慧製造

平價抗反光3D視覺導引技術
全球服飾業競爭激烈,「快時尚」已經不夠看,平均1到2週就推新品的「超快時尚」正來勢洶洶。為滿足紡織業少量多樣的客製化需求,提升台灣產業國際競爭力,工研院開發「平價抗反光3D導引技術」,結合國產自動化設備,以機器手臂與機器視覺來協助快速打樣。

現行成衣打樣主要依靠人力,打樣平均需7到10個工作天;以機器手臂自動化打樣,機器人又容易受金屬模板的反光誤導。「平價抗反光3D導引技術」可加快打樣速度,有效避免金屬模板反光,即時精準定位布料位置與縫份路徑,最快1個工作天就可完成,節省超過50%人力。現已跟紡織大廠合作,可大幅提升國內產業接單試產能力,並有機會吸引周邊在地業者,在南台灣形成快速設計打樣的產業聚落,擴大產業發展動能。

工研院開發「平價抗反光3D導引技術」,結合國產自動化設備,以機器手臂與機器視覺來協助快速打樣。
工研院開發「平價抗反光3D導引技術」,結合國產自動化設備,以機器手臂與機器視覺來協助快速打樣。

無人搬運車(AGV)派車系統
為了提高效率,解決製造業缺工問題,工研院採用晶片控制器,搭載磁感測模組、磁軌循跡驅動控制等全國產關鍵模組,打造「無人搬運車(Automatic Guided Vehicle;AGV)派車系統軟硬整合技術」,可即時規劃並調整多台AGV的行進路徑,即使廠區內有上百台AGV一起工作,也不會塞車,讓無人搬運車成為工廠搬移物料的最佳幫手!

透過即時統籌規劃,無論是行徑路線、速度或是停靠時間等都能進行設定,因此能克服塞車問題,也能完美演繹設定任務,此外還能載入機器人作業系統(Robot Operating System;ROS)地圖作為編輯基準底圖,彈性編輯路徑節點,動態加入新的AGV,解決過去多台無人車路線規劃不易的問題。本項技術已實際應用在多種生產線,並技轉予專業製造商進行量產。

工研院採用晶片控制器,搭載磁感測模組、 磁軌循跡驅動控制等全國產關鍵模組, 打造「無人搬運車(Automatic Guided Vehicle;AGV)派車系統軟硬整合技術」。
工研院採用晶片控制器,搭載磁感測模組、 磁軌循跡驅動控制等全國產關鍵模組, 打造「無人搬運車(Automatic Guided Vehicle;AGV)派車系統軟硬整合技術」。

12自由度靈巧末端向量吸爪
機器夾具也可以很靈活!精密機械研究發展中心突破技術限制,打造出具有12組關節的向量吸爪,猶如擁有12個指關節的機械手。由於每個關節都能獨立運作,無論是球體、曲面或是不容易夾取的滑鼠等,都能輕易的抓取、施放,深具靈活性,解決傳統機器夾爪受限物件形狀,無法任意抓取的限制,在現今製造業少量多樣的趨勢下, 大大減少製程端的人力負荷。

高度僅29公分、重量約2公斤的手爪本體,能一舉夾起約1公斤重的物件,歸功於每個關節模組裡的微型馬達、增加抓取力道的減速器,以及猶如小型控制台般的編碼器等機械零件。這個靈活度與力氣兼具的夾爪,還可進一步配合機械手臂,或事先於規劃軟體中模擬夾取與施力動作,讓作業流程更輕鬆。

12自由度靈巧末端向量吸爪。
12自由度靈巧末端向量吸爪。

精準醫療

行動視力箱與糖尿病視網膜判讀助理
對家住偏鄉或行動不便的糖尿病患來說,定期到眼科做眼底檢查其實並不容易,但黃斑部、視網膜病變的陰影,卻不時籠罩著他們。現在,距離不再是眼科檢查的障礙。工研院開發設計的「行動視力箱」,讓醫護人員隨身攜帶,藉居家巡診機會,定期為高危險群檢查眼底,及早發現病變、及早治療。

小小一卡皮箱,裝著手持眼底鏡、裂隙燈、眼壓計等多種手持眼科檢查儀器,再搭配一套行動視力檢查資訊系統,無論是讀取健保卡、檢測設備數據,或是眼底影像讀取、病歷資料歸檔等,都能自動迅速完成,並利用網路回傳醫院,醫護人員無須在返回醫院之後再花時間謄打資料。此外,這套系統還運用人工智慧深度學習,直接判斷視網膜病變嚴重程度,一旦發現問題,盡快就醫。

工研院開發設計的「行動視力箱」,讓醫護人員隨身攜帶,藉居家巡診機會,定 期為高危險群檢查眼底,及早發現病變、及早治療。
工研院開發設計的「行動視力箱」,讓醫護人員隨身攜帶,藉居家巡診機會,定 期為高危險群檢查眼底,及早發現病變、及早治療。

定量糖化血色素快速檢測系統
許多糖友家中都有血糖機,三餐飯前量一次,掌握自身血糖控制狀況。但其實,醫囑多要求糖尿病患者至少每半年必須前往醫院,建議每三個月,抽測血量測糖化血色素(HbA1c),因為空腹血糖只能反映當下血糖狀態,糖化血色素濃度則可以反映體內最近2至3個月的血糖控制情況,是衡量血糖控制相當重要的依據之一,更能與血糖量測值結合作為前期糖尿病篩檢參考,預防糖尿病發生。

目前糖化血色素的採樣必須到醫院,由醫護進行採樣,患者得分次往返醫院抽血,再觀看結果,最短也要1週才能看到報告結果。有了工研院開發的「定量糖化血色素快速檢測系統」,只需在門診中採取指尖血或靜脈血,等待5分鐘,利用快篩試片技術結合讀取裝置,就可獲得精準的糖化血色素檢查結果,再也不用來來回回跑醫院,大幅縮短病患就醫時間。

工研院開發的「定量糖化血色素快速檢測系統」,只需在門診中採取指尖血或靜脈血,利用快篩試片技術結合讀取裝置,就可獲得精準的糖化血色素檢查結果。
工研院開發的「定量糖化血色素快速檢測系統」,只需在門診中採取指尖血或靜脈血,利用快篩試片技術結合讀取裝置,就可獲得精準的糖化血色素檢查結果。

智能化手持超音波影像系統
無論是健康檢查或是產前檢查,許多人都有照超音波的經驗,但有沒有想過,有一天醫師可以帶著超音波深入偏鄉診所,為病患做檢查?這套「智能化手持超音波影像系統」身型輕巧,只有350公克,病人無須奔波到大醫院的超音波室,就能接受超音波檢查!
有別於傳統超音波儀器必須插電、開機,耗時5分鐘才可以使用,這套「智能化手持超音波影像系統」,開機僅需不到1分鐘,還可透過WiFi對接,在手機或是平板電腦上檢視超音波影像。

此系統具有64通道(channels)、可更換不同頻率的探頭,廣泛應用於內科、婦產科及復健科等,從硬體到軟體,都是由工研院自主研發設計,無論是分秒必爭的急診室,或者是救護車上的緊急檢查,更便於醫護人員攜帶前往外地巡診、居家診療。

「智能化手持超音波影像系統」身型輕 巧,只有350公克,病人無須奔波到大醫院的超音波室,就能接受超音波檢查!
「智能化手持超音波影像系統」身型輕 巧,只有350公克,病人無須奔波到大醫院的超音波室,就能接受超音波檢查!

創新科技

AI影像顧客行為及影像人物辨識技術
少子與高齡化趨勢下,零售業人力短缺紛紛推智慧門市未雨綢繆,其中,AI影像辨識技術正是門市智慧化的關鍵。試想,影像辨識系統不僅可以認出客戶是誰,還能透過客戶的「逛店」行為,拿起來放下去哪些東西,臉上表情如何,得知其偏好,以此優化採購品項與坪效,貼近在地客戶,做最有效率的經營。

工研院運用半監督式卷積運算(Convolution)自動特徵學習方式,打造人物全身影像辨識的深度神經網路(DNN)學習模型,藉由人物的衣著與外觀,搭配即時影像串流處理,以智慧影像分析與特徵辨識來歸納人物。該技術可「跨攝影機」進行人物影像識別,不僅適合高價商品展覽、VIP活動場所,也可廣泛佈署於智慧零售、智慧餐飲、保全安防監控等場域。

工研院運用半監督式卷積運算(Convolution)自動特徵學習方式,打造人物全身影像辨識的深度神經網路(DNN)學習模型。
工研院運用半監督式卷積運算(Convolution)自動特徵學習方式,打造人物全身影像辨識的深度神經網路(DNN)學習模型。

視線追蹤
你在看什麼,說明你對什麼感興趣。工研院的視線追蹤技術,可搭配任何類型的攝影機與視線追蹤軟體,有別於傳統眼球追蹤技術,需依據不同使用者來做校正,此技術無須繁瑣的校正流程,即可立即判斷人眼視線位置,更有利落實至民生應用。例如用於零售門市,可收集顧客視線落點位置即時回饋給商家,讓商家在第一時間就能針對顧客喜好做精準行銷與策略行銷,當然,也適用於博物館導覽,「看到哪裡,導覽到哪裡。」

此技術利用AI模型偵測瞳孔位置,精準度小至5度以內,與0.5像素以下的物體。有別於傳統技術以投射紅外線來提升精準度,容易造成眼睛疲勞,無法長久使用,此技術無須投射紅外線,可大幅降低疲倦感。

此技術利用AI模型偵測瞳孔位置,精準度小至5度以內,與0.5像素以下的物體。
此技術利用AI模型偵測瞳孔位置,精準度小至5度以內,與0.5像素以下的物體。

多功能模組化無人飛行工具機
無人機遨翔天際,為人類帶來更寬廣的視角與無遠弗屆的服務,但可別以為無人機隨便都飛得起來,強風、負載都可能為無人機的飛行任務帶來風險。金屬中心開發的「多功能模組化無人飛行工具機」,以創新技術「自動參數調節」,因應任務不同,像是載負重物、空投物資,又或者是遇到環境干擾如強風、槍砲射擊等,都能透過適應性技術調整系統參數,在極短時間內讓飛行姿態達到穩定並保持平衡,十分適合運用於救災、海上巡檢、風力發電機等應用。

此外,配備最佳化節能管理系統設計,讓無人機可智慧化進行能量管理,滿足飛行時間持續4小時以上、自主化作業達數個小時等遠距離、長時間作業的需求。此無人機還能配合廠商進行客製化,其多功能掛載功能,可讓廠商根據自身需求,隨時更換掛載設備。

金屬中心開發的「多功能模組化無人飛行工具機」,以創新技術「自動參數調節」,都能透過適應性技術調整系統參數,十分適合運用於救災、海上。
金屬中心開發的「多功能模組化無人飛行工具機」,以創新技術「自動參數調節」,都能透過適應性技術調整系統參數,十分適合運用於救災、海上。

聚碳酸酯型熱塑性聚氨酯之埋入射出成型技術
塑膠中心巧手讓二氧化碳大變身,使廢物再利用,為減碳盡一份心力!塑膠中心與工研院合作,將溫室氣體二氧化碳變身綠色循環的生活用品,透過工研院的二氧化碳捕捉技術,將工廠煙道氣所產生的二氧化碳捕捉、固化後,製成「二氧化碳聚碳酸酯型熱塑性聚氨酯材料」(CO2 based on PCDL-TPU),再透過塑膠中心的射出和覆膜製程、埋入射出成型等技術,形成具有高柔韌特性的TPU複材,用來製作球鞋大底,比起傳統鞋底,不僅更柔韌、不易脆化,也能在環保意識抬頭的今日,有效提高產品附加價值,建構綠色循環產業價值鏈,成為循環經濟的新典範!

塑膠中心與工研院合作,將溫室氣體二氧化碳變身綠色循環的生活用品。
塑膠中心與工研院合作,將溫室氣體二氧化碳變身綠色循環的生活用品。

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