『您的瀏覽器不支援JavaScript功能,若網頁功能無法正常使用時,請開啟瀏覽器JavaScript狀態』

跳到主要內容區塊

工業技術研究院

:::

工業技術與資訊月刊

出版日期:

正方形 Icon 創新之鑰Innovation

工研院勾勒南台灣產業新商機

文/編輯部

工研院日前於台南六甲院區舉行一年一度的南分院年終成果發表會,展現工研院在南部整合系統、軟體和服務,強化綠能及生醫領域技術的能量,包含可以讓家長即時了解小寶貝健康狀況的「體溫點名制服系統」,以及體積小至3C.C.的「微型雷射投影模組」,讓以後手機也可以是投影機等40項最新研發成果。

此外,工研院也協助南台灣金屬相關廠商切入全球航太市場供應鏈、並開創出國內第一個5W紫外光雷射源,帶動產值近10億元,建立我國雷射基礎產業。相關成果分別在五場技術趨勢研討會中展現,勾勒未來南台灣產業發展機會及形貌,共吸引超過600位產學代表參與。

工研院院長徐爵民表示,此次成果發表以「健康樂活、綠色未來」為主題展現工研院的研發及服務產業的能量。工研院針對南部產業屬性,透過研發、技術整合與人力支援等方式,帶動區域產業整體發展,希望做南部產業的開路先鋒以及技術研發上有力的後盾,為南部產業開創新機會。欣然見到熱情的工研院團隊,爲了這樣的使命深入鄉里服務產業、協助轉型,甚至將觸角延伸到東台灣,從研發技術、連結南部產學能量、經營產業群聚,到深耕地方產業,積極展現與產業連結和熱情服務的精神。

工研院南分院副執行長何宗哲,於此次成果展中向產業報告的內容中指出,南分院在雷射、微機電等前瞻研發領域持續深耕,並積極朝綠色能源、優質生活、醫材照護應用等產業新趨勢邁進;在技術研發面,現已協助南部雷射產業打下良好基礎,微系統研發團隊亦協助產業建立加速度計、慣性感測元件等關鍵技術製造能力。

在產業服務方面,團隊持續與地方及產、學連結,從農林漁牧業、製造業到服務業提供全方位輔導,服務範圍遍及中南部並延伸到東部。100年度推動促成產、學參與科專研發33案,其中研發聯盟11案,包括東、南部的廠商,輔導的產業從雷射投影機關鍵技術、ICT智慧生活社區到鞋類、寢具等產業,並協助廠商進行水平或垂直整合轉型升級,工研院在地耕耘成效漸顯。

成果展現場同時展示多項在綠能、生醫、照護及智慧生活相關成果,例如因應未來家庭中Smart TV選台、上網、玩遊戲的需求,「無遮蔽空間動作遙控器」即結合微慣性感測元件及人體姿態的動力學分析,讓未來的電視搖控器不再是上下按鍵,而是在空間任意揮動的體感搖控器。此外,「即時3D影像手勢辨識技術」透過雙眼攝影機偵測手勢肢體的空間位置,可憑雙手直覺式地揮動以選擇電視頻道及網路多媒體,是未來客廳不可少的關鍵技術。

微系統研究團隊發表可以內建於手機,體積小至3C.C.的「微型雷射投影模組」,其SVGA雷射微型光機引擎除了大畫面的投影機功能,還具有畫質清晰不需要對焦,而且色彩鮮麗的優點,結合手機業者的解決方案,手機未來也可以成為投影機。至於「體溫點名制服系統」則是結合RFID與溫度感測器,讓衣服具有溫度量測與身分識別的功能,結合手機的即時通知服務,這套具身分識別及偵測發燒的系統將實際使用在台南的幼稚園,讓家長能即時掌握家中小寶貝在校的出席與身體狀況。

此外,工研院積極推動南部、東部產業服務,協助產業轉型也漸具成效。南台灣紡織、汽機車零組件、生技產業等聯盟展示媒合或輔導的產品,如台灣生技產業聯盟展示了輔導高雄桃源鄉原住民以愛玉、紅肉李等開發給的10項產品。台灣精製產業研發聯盟成員駐龍精密、晟田、寶一則於會場展示共同開發的Ring、Mount、Frame等飛機發動機元件,加上鍛造公司富成金屬、特殊合金製造公司榮剛材料及精剛精密等六家公司,將技術能量串接,整合金流、物流與資訊流,藉由商務與技術平台提供one stop shop與航太產業OEM供應鏈串聯,協助南台灣金屬相關廠商切入全球航太市場供應鏈。

此外,工研院結合鈦昇科技、東台精機、雷科、旭丞光電等公司成立的「紫外光固態雷射應用技術研發聯盟」開創出國內第一個5W紫外光雷射源,計畫衍生9項新設備,帶動產值近10億元,建立我國雷射基礎產業。由台南市政府委託工研院南分院執行的「台南市中小企業服務團」則是結合南部學、協、工會的力量,整合中央及地方輔導資源,成立八大產業服務分團及推動辦公室,提供即時服務,進行企業診斷,已完成廠商諮詢關懐服務廠商200家次、深度訪視120家次等多項產業輔導工作。

重點技術介紹:

1.無遮蔽空間動作遙控器-選台、上網、玩遊戲
未來電視搖控器不再是上下按鍵了,因應未來Smart TV的趨勢,能選台、上網、玩遊戲的體感搖控器是未來是客廳的主角。工研院發表的無遮蔽空間動作遙控器,像一隻可凌空操控的滑鼠,結合微慣性感測元件及人體姿態的動力學分析,可以達到高解析度的指向應用、多種手勢辨識能力與即時性姿態偵測功能,其空間指向解析度可達800 dpi、可感測軸9軸、辨識13種動作種類。解決目前Smart TV最受使用者所詬病的傳統遙控器在鍵盤輸入、滑鼠的使用或畫面的移動點擊的非人性化使用問題,隨著數位電視時代來臨,未來『電視遙控器就是遊戲搖桿』,家用電視影音娛樂將可透過本裝置帶給用戶全新的操作體驗

2.即時3D影像手勢辨識技術-低成本Smart TV搖控器
雙手也可以是選台器!透過兩台平價攝影機的影像辨識技術,由電腦主動來追蹤與辨識動作,只要通過「揮手」、「轉動手臂」等簡單動作即可遙控家庭中的電視機,成功的辨識13個肢體關節點以及擺動、左右傾斜等肢體動作,讓使用者不需遙控器,即可以雙手來操作電視及網路多媒體,直覺自然的操作方式讓生活更添增便利性。

工研院獨特的解決方案採用雙眼深度攝影鏡頭捕捉動作資訊,搭載工研院自行研發的後端運算系統,除了擷取平面的X、Y軸動作,還進一步擷取深度立體感的Z軸動作,其利用創新區域相對位置的編碼技術,成功克服光線不足、背景近似,或背景干擾等狀況下所產生的誤判狀況,在2公尺範圍內之動作辨識解析度可達1.2cm、使用於游標控制時手部追跡誤差值小於2cm以下,整體平均深度正確率>93.2%,領先國際Stereo Vision演算法指標92.2%。

此項手部追蹤誤差接近Kinect之水準,且模組成本僅須國外類似系統的三分之一。該技術已授權國內電信大廠使用權,進行成品展示中,相關的技術可多元應用於文創產業,消費性電子或未來的居家照護產業

3.擴增實境(AR)漫畫書
輕輕翻動漫畫書,3D影像躍然紙上!這就是最近最夯的擴增實境(Augmented Reality, AR),工研院以擴增實境(AR)技術結合漫畫家劉興欽畫作的「擴增實境(AR)漫畫書」秀出科技結合文創,更貼近人們生活的技術。以圖像辨識系統與3D繪圖引擎技術,結合漫畫大師劉興欽的漫畫人物,以攝影機捕捉劉興欽畫作中的機器人影像後,可看到機器人與飛碟大戰場景也能立體呈現。在螢幕上就可以看到3D的飛碟影像與漫畫書的機器人虛實疊合之後的大戰情況,參觀民眾還可以加入手掌實際影像,協助機器人打退入侵的飛碟。

擴增實境是透過具有攝影功能的平台上,將所攝得的真實物件或空間接合虛擬的2D或3D物件,以虛擬資訊結合真實顯示,透過電腦、手機、PDA 或是投影機等方式呈現,隨著隨身電子產品運算能力的提升,漸被應用到展示、教育、娛樂、導覽…等領域。

早期的擴增實境因受限於技術,必須採用有黑色厚重邊框的圖標作為輸入識別,加上橋接識別圖卡和3D 顯示的引擎技術多半掌握在國外廠商,國內代理廠商動輒需支付大筆授權費,使得AR在國內僅限於大公司的行銷應用,成為貴族軟體,無法普遍化。近年隨無圖標辨識技術發展,已不需再受限於既定形式的圖標,已可自由辨識各種設計圖像。
 
工研院開發出國內第一套無圖標式AR 引擎技術,已與國內3D Render代理業者合作,且逐步與主要3D顯示軟體技術進行橋接整合,讓原先的VR開發軟體也具備了AR開發環境,使得未來國內業者及大專院校皆能因此受惠,平價的AR引擎應可帶動國內下一波手持裝置的創意應用。

4.「微型雷射投影模組」3C.C.體積可嵌入手機
工研院開發完成目前業界最小,體積僅有3C.C.,而且可嵌入手機的微型雷射投影模組。這項技術是利用微小化的雷射掃描式光機引擎,加上微機電二維方向的微型掃描鏡及紅藍綠雷射光源等元件製作而成的。

工研發表的這款獨特雷射投影模組除在壓電式掃瞄元件設計,具有上位結構專利,創新之光機結構與分光同步偵測設計,可同時偵測掃描鏡位置,節省1顆參考紅光雷射光源(LD) (4顆降為3顆),達成體積縮小化之SVGA微型光機引擎,特色除了體積小可內建在手機裡,以達到投影面積增加30%大畫面的投影機功能,還具有畫面清晰不需要對焦,而且色彩鮮麗的優點,讓個人利用可攜式的產品也可以隨時隨地投影顯示。

相較於LCos及DLP微型投影技術,雷射投影模組的投影畫面可達無窮遠,並且不需要對焦,在畫面清晰度與色彩亮度方面,皆凌駕其他投影系統,同時還兼具光損失少以及低耗電兩項技術特色。其獨特的「亮度失真補償技術」、「光機失真補償技術」、「同步失真補償技術」、「光機錯位補償技術」等四項光學掃瞄補償技術,可以在投影亮度、銳利度、均勻度、色域上做提升,投影出來的畫面,不但平整不扭曲,還兼具色域廣、流明數較其他系統高、亮度比其他系統亮的優勢。

工研院已在微型雷射投影布局相關專利 9案22件,目前已有廠商技轉,並促成上下游廠商申請通過微型雷射投影機業界科專,預期微型雷射投影將可成為智慧型手機及平板電腦的標準規格功能,將可嘉惠更多國內廠商打入智慧型手機供應鏈,帶動微型雷射投影產業發展。

5.情境式觸覺回饋技術-單點電容式感知電路技術
輕輕觸控牆上的磁磚,現場燈亮,播放起懷舊影片、有家人的聲音陪伴,啟動記錄器開始記錄老人家的一舉一動,這套以單點電容式感知電路技術和建材磁磚結合的系統可帶給居家生活更智慧。

透過在磁磚之背面,藉由銅箔或鋁箔之感應電極設計,搭配嵌入式電容感知演算法,讓磁磚具有觸控感應功能,適合於觸覺回饋之應用情境,感應電極採網格化設計,可以因應各式尺寸之非金屬類上覆材質,感應電極材質只需是金屬材質,也無須精密尺寸要求,經韌體演算法簡易校正,即可達到觸控感知之目的,適合於量產製造。

6.體溫點名制服系統
不必刷卡,不必夾溫度計,結合RFID與溫度感測器做在制服上,讓衣服可以具有溫度量測與身分識別的功能,結合手機的即時通知服務,這套系統將在南部的幼稚園率先採用,讓家長隨時即時掌家中小寶貝上學出席,也可以知道是否有身體不適發燒的情形。

運用內埋式感知與辨識處理技術,結合RFID與低價位的溫度感測器,讓衣服可以具有溫度量測與身分識別的功能。將低耗電RFID Tag IC與感測頭分離埋入設計,可以因應多種樣式成衣製程,搭配管理系統即能達到量測速度快、使用方便、準確度高且能夠迅速核對身份與紀錄數值的發燒篩檢與溫度監控需求,亦可以針對不同醫療照護需求,開發專用體溫量測衣物。

工研院南分院雲端服務中心協助南部成衣業者將系統整合,對於目前國內已有多個縣市衛生局規定幼稚園必須執行每日體溫量測與通報,將會是最經濟與有效率的解決方案。對於受ECFA衝擊的紡織產業發展,除了原有機能性紡織技術發展,再提供照護功能性的加值產品開發,也提升照護運用的新商機。

7.飛秒雷射改質電燒刀-鐵氟龍ByeBye
飛秒雷射應用在醫療器材商機無限!以飛秒雷射可準確控制微奈米結構型式之特性,直接在手術電燒刀片上,製作出具有抗沾黏及熱均散效果的微奈米功能性結構,可使熱傷害區域溫度降20%,組織沾黏量降80%以上。

相較於市面表面鍍鐵氟龍材質電燒刀其加熱過程可能釋放有毒氣體問題,快速安全低成本的製作方式更具競爭力,相關的技術已結合台北醫學大學進行離體測試驗證及申請專利。

飛秒雷射脈衝寬度在10-15秒等級,具有超強、超快、超微的特性。透過飛秒精微加工技術,使材料受加工熱能所影響的區域範圍縮小,聚焦區域因功率密度極高而急速吸收,大大的降低加工區域周圍材料的物理或化學性質改變,進而達到提升加工品的品質和精密度。

以「超快雷射微成型技術」為例,就具有加工精密度高、熱效應極低、可單光束形成微奈米結構、加工材料限制低等優點此外,可應用於FPD面板修補、3D-IC製作、精微模具表面處理、先進雷射打樣、及生醫感測晶片與血管支架的製作,達到傳統雷射加工所不能達到的高品質加工。將之應用於醫療器材產品上,則可大大的提升加工精細度以解決許多傳統加工無法克服的問題,可望雷射技術可擴大應用於國內醫療產品,發展高價值的醫療器材,提升台灣醫療產業的競爭力。

8.LED照明用自擴散導光材料-協助壓克力廠商搭LED照明商機
LED節能省電照明正火熱,結合工研院新穎散射導光板材料,以低成本製造無網點大尺寸導光板(60x 60cm),可供LED燈具廠商開發主動及間接輔助照明器具,發光亮度毫不遜色於微結構燈具,其低製造成本,更具競爭力。

結合雙相動態交聯加工技術,將不同折射率且分散良好之微奈米級導光粒子與高分子基材混摻,形成高均勻度之光散射導光板,配合側入式LED點光源,成功的開發出抗眩光及高導光效果的LED面光源導光板,可解決LED點光源直視所產生不適,並可應用於高勻光LED燈具組等產品。該技術也協助南部中小企業穎昌公司升級轉型,由傳統壓克力廠跨入LED燈具照明板材產業,大幅提高PMMA附加價值。相關的技術還可應用於廣告看板、燈箱及標示牌、傢俱、裝潢與裝飾藝術品。

9.隔熱防音Geopolymer建材技術-工業資源廢棄物可做綠色環保建材
飛灰、爐石也可做綠色環保建材!工研院開發以常溫節能之無機聚合技術,以高嶺土、黏土以及廢棄物(如電廠飛灰、煉鋼廠爐石、水庫淤泥…)等矽鋁質原料聚合成的三維結構材料,完成預鑄式無機聚合物牆板及相關建材開發,除可提升建材之阻熱及韌性,使產品性能如熱膨脹係數、熱傳導率、抗壓強度…等符合建築材料基本需求外,另透過改質添加纖維補強材料,如竹纖、玻纖等,輔以發泡技術,控制密度、孔隙率、孔洞大小等,可提高無機建材防音性,使建材不僅環保,更具備了輕質、防火、隔熱、防音等優良異特性。

工研院近年已完成以無機聚合技術開發核殼型紙渣複合粒料,製成輕質預鑄式牆板或保水植栽粒料,輔導國內造紙大廠將紙渣污泥予以資源化,生產環保建築材料,其再生原料使用率達80%以上,將協助造紙廠每年省下廢棄物掩埋處置費近2,000萬元。這類商品將來如能量產應用於建築材料,將有助於資源再利用及節能減碳訴求。



延伸閱讀
[{"text":"企業網","weight":13.0},{"text":"材化所","weight":11.5},{"text":"機械所","weight":10.0},{"text":"綠能所","weight":9.4},{"text":"生醫所","weight":8.0},{"text":"半導體","weight":6.2},{"text":"南分院","weight":5.0},{"text":"太陽能","weight":5.0},{"text":"課程","weight":5.0},{"text":"遠紅外線","weight":5.0},{"text":"雷射","weight":4.0},{"text":"LED","weight":4.0},{"text":"LED可見光","weight":3.0},{"text":"5G","weight":3.0},{"text":"工研人","weight":3.0},{"text":"電光所","weight":3.0},{"text":"綠能與環境研究所","weight":3.0},{"text":"機械","weight":3.0},{"text":"資通所","weight":2.0},{"text":"面板","weight":2.0},{"text":"文字轉語音","weight":2.0},{"text":"實習","weight":2.0},{"text":"無人機","weight":2.0},{"text":"生醫","weight":2.0},{"text":"3D","weight":2.0},{"text":"v2x","weight":2.0},{"text":"員工","weight":2.0},{"text":"地圖","weight":2.0},{"text":"太陽光電","weight":2.0},{"text":"材料與化工研究所","weight":1.0}]